连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究

发布时间：2021-08-08 21:53

　　非正弦振动技术是实现高效连铸的关键技术之一,随着连铸连轧和高效连铸的发展,实际生产对结晶器的振动提出了更高要求,而伺服电机具有高精度、高速性、及时性等优点,为非正弦振动技术的发展提供了有力保障。本文针对伺服电机驱动的双偏心非正弦振动装置进行研究,在分析非正弦振动规律的基础上,探讨了基本参数的选取,完成了同步控制模型的建立和非正弦振动工艺参数的计算,之后完成了非正弦振动装置的设计,并对振动台进行了自由振动模态分析,对板簧进行了疲劳分析及优化。首先,利用MATLAB软件对德马克非正弦振动、椭圆非正弦振动以及复合非正弦振进行了分析和研究,完成了三种非正弦振动动力学特性的分析比较,研究了三种非正弦振动波形偏斜率的适用范围,推导了复合函数非正弦振动工艺参数的解析式,利用MATLAB软件绘制出各工艺参数随频率和振幅变化图像,分析讨论了基本参数的合理取值范围,建立了最佳控制模型。其次,研究了振幅调节功能的实现,完成了非正弦振动装置工程图的设计,提出了伺服电机实现非正弦振动的方案,完成了伺服电机的选取。最后利用ANSYS对振动台进行模态分析,得到振动台的固有频率及与之相对应的振型,提出设计时应该避免的... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

德马克函数非正弦振动波形

图 2-2 椭圆函数非正弦振动波形由上图可知，椭圆函数非正弦振动波形的位移曲线光滑连续且无突变，而且椭圆非正弦振动波形的速度图像在运动起点和终点没有发生突变，故此机械装置不会受到刚性冲击，同时椭圆非正弦振动波形的加速度图像光滑连续且无突变，也不会对机械装置产生柔性冲击。因此，椭圆函数非正弦振动波形具有良好的动力学特性。2.1.3 复合函数非正弦振动波形复合函数非正弦振动波形曲线由两个周期比为 2:1 的正弦函数复合而成，其位移函数表达式为：S ah[sin( 2 f t) msin(4 ft)]（2-5）式中 h——振幅（ ）；f ——振动频率；a ——波形偏斜因子 1；

图 2-3 复合函数非正弦振动波形形的加速度图像光滑连续且无突变，也不会对机械装置产生柔性冲击。因此，复合函数非正弦振动波形具有良好的动力学特性。2.2 非正弦振动特点分析非正弦振动一般具有四个特点，而这四个特点也可以作为评定一个非正弦振动波形好坏的重要衡量指标[20,21]。1）负滑动时间Nt当负滑动时间Nt 较短时，不仅使铸坯表面振痕深度显著变浅，而且使铸坯的抗拉强度得到明显提升，从而使铸坯表面质量得到有效改善。但若负滑动时间Nt 过短，将会对脱模产生不良影响，同时有碍于拉裂坯壳的愈合[22]。2）负滑动速度差在负滑动时间里，当结晶器振动的最大速度与拉坯速度之差较大时，可以有效

【参考文献】：
期刊论文
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[8]步进电机和交流伺服电机性能综合比较[J]. 王志强.  天津职业院校联合学报. 2006(05)
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[10]连铸坯表面振痕的形成及影响因素[J]. 张林涛,邓安元,王恩刚,赫冀成.  炼钢. 2006(04)

博士论文
[1]连铸结晶器非正弦振动控制的研究[D]. 吴晓明.燕山大学 2001

硕士论文
[1]结晶器振动状态监测分析系统的研制[D]. 何攀.重庆大学 2007
[2]新型结晶器全板簧振动装置的设计与优化[D]. 朱广为.燕山大学 2005
[3]新型结晶器非正弦振动装置的研究与设计[D]. 郑志强.燕山大学 2004
[4]连铸过程仿真与质量控制系统[D]. 王迎春.河北理工学院 2002



本文编号：3330743