小方坯连铸液压振动系统的设计

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1、第35卷第4期黑龙江冶金V01．35No．42015年8月HeilongjiangMetallurgyAugust2015小方坯连铸液压振动系统的设计陈世超(唐山钢铁集团有限公司，河北唐山063000)摘要：液压伺服振动系统作为连铸结晶器振动中的新技术，对于减少负滑脱时间，提高拉速，提高连铸坯质量以及稳定生产都有重要意义。本文系统介绍了小方坯连铸中结晶器液压振动系统的设计以及控制原理。关键词：连铸；结晶器；液压振动系统DesignofHydraulicVibrationSystemofContinuousCastingBilletChertShichao(Tangsh

2、anironandsteelgroupCo．，Ltd．，TangshanHebei063000China)Abstract：Asanewtechnology，hydraulicservovibrationsystemisofsignificancefordecreasingthetimeofnegativeslip，improvingcastingspeedandstabilizingtheproduction．Thispaperintroducesthedesignandcontrolprincipleofhydraulicvibrationsystemofcont

3、inuouscastingbillet．KeyWords：continuouscasting；mould；hydraulicvibration唐钢股份公司第二钢轧厂钢区2007年建成FosinCOt一台六机六流小方坯连铸机，其生产150×150ram小方坯直接供给高线进行轧制。该设备采取了诸多先进技术，其中结晶器液压振动就是其关键技术。液压振动装置相对于机械振动具有控制精度高、调整灵活、维护简单等优点。而且根据工艺条件的要求任意改变波形，并可调整正负滑动速度Ky(t)和时间，改善结晶器和铸坯之间的润滑和脱模，减Cy(t)少黏结性漏钢事故。因此，结晶器液压非对称振动是当

4、代连铸机振动发展的主导方向。图1结晶器液压振动系统的模型和受力图l结晶器液压振动模型的设计图1为结晶器液压振动系统的模型和受力)+㈤+㈤=Fosincc，(2)图。受力对象(即结晶器和结晶器振动台架)可以将c／m=2，(E，=ks／m代人上式得近似抽象成具有一定质量、弹性和阻尼的数学模型，如下图1所示。梦()+2()+。)，()=POsin(3)设在任一瞬间质量块(结晶器和结晶器振动它的解由两部分组成台架)的位移为y(t)，根据牛顿定律，其运动的微Y(t)=Y+y(4)分方程为其中一部分Y是式的齐次方程的解，表示成m梦(t)=一c(t)一ky(t)+sinwt(1)Y

5、=e一扣(Ccoswdt+Dsintodt)变为标准形式有收稿日期：2015—06—05作者简介：陈世超(1981一)，男，现从事钢铁企业电气自动化技术和管理工作，工程师。27黑龙江冶金第35卷=Ae一扣sin(∞dt+)(5)(2)当激励频率很低即A一0时1，这时另一部分是式的特解，表示成由于激励力变化很缓慢，几乎是常力，所以受迫振Yp=Ysin(o)t一)(6)动的振幅y近似等于激励力产生的静挠度／k；将式6代人1可以求得两个待定系数y和，即当激励频率很高即A》l时l，这是由于激励力变化过快，受力对象因惯性仍然停止不动；当A√(ki一mw)+(CO))(7)=1时

6、系统会产生共振，振幅l，达到最大值rm也为最大值。另外随着增大，幅值减小。=arctan_羔(8)(3)振动得以维持的原因是系统有存储动能所以运动微分方程的通解表示为的惯性元件和储存势能的弹性元件。系统有稳定Y=e一如(Ccoso)dt+Dsino)dt)+Ysin(tot一)的平衡位置，其动能和势能可以相互转换，在外界激励的作用下，产生振动。=Ae一如sjn(todt+~o，+7兰2液压系统的设计(9)由式(9)可知系统响应由两部分组成：第一项2．1液压伺服系统的基本组成是黏性阻尼系统的自由振动，A和决定于初始条结晶器液压振动采用伺服阀驱动液压缸进行件，在运动开始后

7、的很短时间内迅速消失，可以不动作。其特点是输出量能够自动而准确地复现输予考虑；第二项是黏性阻尼系统简谐受迫振动，其入量的变化规律，其控制精度高，响应速度快，该振幅Y和相角与运动的初始条件无关，只是激系统具有输出功率大。结晶器液压伺服系统的工励力幅与激励角频率∞的函数，与∞保持不作原理方框图如图2所示。变，Y与均是常数值。所以在自由振动消失后，特解y代表振动系统的全部运动，即可将运动微分方程简化为：，，：—k—一(10)√(一mo))+(CO))由式(7)和(8)可得出图2液压伺服系统的工作原理方框图譬孝㈣)由图2可见，液压伺服系统由给定元件、执行元件