转炉倾动装置二次减速机短应力线箱体结构的有限元分析及优化

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1、转炉倾动装置二次减速机短应力线箱体结构的有限元分析及优化转炉倾动装置二次减速机短应力线箱体结构的有限元分析及优化Analysisbyfiniteelementmethodtotheshort-stresslinestructureofthesecondarygearboxoftheconvertertiltdriveandtheoptimizationmeasures朱立江王贤慧ZHULi-jiangWANGXian-hui(中冶集团北京冶金设备研究设计总院冶炼事业部北京100029)(BeijingCentralResearch&DesignIns

2、tituteforMetallurgicalEquipmentofMCCGroup,DepartmentofMetallurgicalEngineeringBeijing100029)摘要：短应力线结构能够在很大程度上提高机械结构的刚度，防止结构发生多余的变形。在实际的机械设计过程中，应按照尽量减小结构应力线长度的原则进行设计，同时利用Ansys有限元分析软件对结构进行分析,找出既能提高结构强度、刚度又不至于大幅度增加重量的调整方案，这是一个机械设计工程师做好大型、复杂设备结构设计的最好方法。Abstract:Theshort-stresslinestruc

3、turecangreatimprovetherigidityandpreventthedistortionofthemachine.Thestresslineofthestructureshouldbeminishedinthedesigningprocess.Inthesametime,thestructureshouldbeanalyzedbyusingthefiniteelementmethod,andthenfindthebestadjustingmethodtoimprovetheintensityandrigidityofthestructure

4、butnotgreatincreasingtheweight・Thisisthebestmethodtoadesignmachinisttodowellinthedesignofthelargeandcomplexequipment・关键词：短应力线；减速箱结构；有限元分析Keywords:short-stressline;gearboxstructure;finiteelementanalysis中图分类号：TF748.2;TH132.46文献标识码：A0前言二次减速机是转炉倾动装置中的主体设备，转炉在生产过程中有加料、出钢、出渣等各种工艺操作，倾动装置通

5、过一次减速机、二次减速机两次减速为炉体的倾转提供足够的倾动力矩。二次减速机的结构安全问题对于整个倾动装置的安全可靠性有至关重要的作用。1一、二次减速机连接传动结构我院承建的梅山钢厂150吨转炉的倾动装置为全悬挂、四点啮合的传动方式（见图1）,倾动装置的一次和二次减速机连接方式为一台二次减速机同时与四台一次减速机相连，二次减速机的高速轴（输入轴）与一次减速机的输出轴为套轴式连接，即一次减速机的输出轴为空心轴套结构，套入二次减速机的输入轴后用挡盖轴向固定。一次减速机绕二次减速机高速轴的旋转口由度由一次减速机另外一端的支撑轴来加以限制，形成一种带柔性的传动方式，同

6、时避免了一次减速机安装时的超静定问作者简介：朱立江（1964—）,男，北京人，中冶集团北京冶金设备研究设计总院冶炼事业部，高级工程师，zhulijiangs@163.com题。工作时，4台变频调速电机通过一次减速机来同时驱动二次减速机正反转工作，冲击较大，需要考虑至少3倍的动载系数。为了实现上述冃标，设计人员按照设计要求将二次减速机的结构设计为如图2所示的结构方式，以便将减速机齿轮轴定位在箱体中。图中大齿轮由一个圆柱滚子轴承1和一个双列圆锥滚子轴承2配对组合，将大齿轮轴进行定位。根据圆柱滚子轴承的轴承内径大于双列圆锥滚子轴承的轴承内径的特点，同时考虑到双列圆

7、锥滚子轴承的调整需耍，将圆柱滚子轴承布置在二次减速机的内侧,双列圆锥滚子轴承布置在外侧。在高速小齿轮轴上，同样由一个圆柱滚子轴承3和一个双列圆锥滚子轴承4配对组合。因为一次减速机安装后将挤占对轴承进行调整所需的空间，所以，将易于轴向定位的圆柱滚子轴承布置在二次减速机的外侧，将有调整要求图1一、二次减速机连接形式chartlconnectionformofthefirstandsecondarygearboxCylindricalrollerbearing:NU1060C34.双列圆锥滚子轴承：971354/102DDouble-rowcircularcone

8、rollerbearing:971354/102D图