高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、高爐開鐵口機(jī)是高爐生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，該機(jī)構(gòu)為一個(gè)空間四連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是天津鋼鐵公司主體設(shè)備3200立方米高爐日常生產(chǎn)作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一。開鐵口機(jī)由底座及外伸梁、轉(zhuǎn)臂、角度調(diào)整裝備、沖鉆機(jī)構(gòu)和液氣管路系統(tǒng)等構(gòu)成。本文依據(jù)3200立方米高爐的技術(shù)升級(jí)改造的研究項(xiàng)目，針對(duì)其開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)課題開展研究，旨在提高機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，解決經(jīng)一次開鐵口操作不能將出鐵口完全打開的難題，提高高爐利用系數(shù)和工作效率，對(duì)高爐提高生鐵產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效

2、益具有重要的實(shí)際意義。
　　本文在參閱國內(nèi)外最新相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)高爐開鐵口機(jī)的工作過程、工況及空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先深入分析了該機(jī)構(gòu)在工作時(shí)各梁的受力特點(diǎn)和載荷的分布，對(duì)高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)的工作過程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，并完成了軌道梁在加長后的強(qiáng)度效驗(yàn)計(jì)算。進(jìn)而明確高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)最佳工作狀態(tài)的要求，給出了高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向。
　　以高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)水平梁和懸臂梁結(jié)構(gòu)重量最輕為優(yōu)化目標(biāo)，建立了該水平梁優(yōu)化

3、設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算和不斷分析、調(diào)整不合理約束值，取得了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，排除了造成原設(shè)計(jì)不合理的因素，調(diào)整了底座外伸梁旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)處承受的載荷。優(yōu)化結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)重量明顯降低。
　　依據(jù)所取得的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，建立了高爐開鐵口機(jī)機(jī)構(gòu)水平梁的有限元模型。通過有限元分析計(jì)算，取得了相關(guān)部位的應(yīng)力場和位移場，找出設(shè)定值過高的約束項(xiàng)，即剛度約束條件撓度值取值過小造成優(yōu)化后的旋臂梁過重。通過對(duì)典型單元應(yīng)力分析，驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的