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专利号: 2018105486705
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种摆动曲柄式连铸结晶器非正弦振动方法,其特征在于:所述连铸结晶器非正弦振动机构包括伺服电机、减速器、联轴器、偏心轴、连杆、振动台和结晶器;伺服电机与减速器相连,减速器通过联轴器驱动偏心轴,偏心轴与连杆相连并通过连杆驱动振动台;所述振动台外部设有导向机构,振动台在导向机构内上下振动;在振动台的顶部固定结晶器,振动台的底部安装缓冲弹簧;伺服电机正反向往复转动,驱动偏心轴在一定角度范围内正反向摆动,使固定在振动台上的结晶器实现上下往复振动;

所述方法为:以结晶器非正弦振动的振幅h、振动频率f、波形偏斜率α为参数,当偏心轴处于水平位置时,对应结晶器上下振动的中间位置即平衡位置,伺服电机正反向转动的角速度随时间的变化规律为:偏心轴摆动角速度随时间的变化规律为伺服电机转动角速度除以减速器的减速比i,即:

式中:ω1(t)——伺服电机的角速度,ω2(t)——偏心轴(曲柄)的角速度,f——振幅(mm),h——振动频率(Hz),α——波形偏斜率,e——偏心轴的偏心距(曲柄长度),i——减速器的减速比,t——时间(s);

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)为正值时,保证结晶器由下向上运动;

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)为负值时,保证结晶器由上向下运动;

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)由正值变为负值时,转动方向发生改变,结晶器运动方向也同时发生改变;根据非正弦振动的特点,伺服电机和偏心轴按上述角速度变化规律转动时,结晶器由最低位置运动到最高位置所需要的时间大于其由最高位置运动到最低位置所需要时间。

2.根据权利要求1所述的一种摆动曲柄式连铸结晶器非正弦振动方法,其特征在于:伺服电机在 角度范围内正反向往复转动,转动角度随时间的变化规律为:偏心轴在 角度范围内摆动,摆动角度随时间的变化规律为:

3.一种摆动曲柄式连铸结晶器非正弦振动方法,其特征在于:所述连铸结晶器包括伺服电机、减速器、联轴器、偏心轴、连杆、振动臂、振动台和结晶器;伺服电机与减速器相连,减速器通过联轴器驱动偏心轴,偏心轴与连杆相连,连杆另一端与振动臂相连,振动臂与振动台相连;所述振动台顶部固定结晶器、底部安装缓冲弹簧;伺服电机正反向往复转动,驱动偏心轴在一定角度范围内正反向摆动,使固定在振动台上的结晶器实现上下往复振动;

所述方法为:以结晶器非正弦振动的振幅h、振动频率f、波形偏斜率α为参数,当偏心轴处于水平位置时,对应结晶器上下振动的中间位置即平衡位置,伺服电机正反向转动的角速度随时间的变化规律为:偏心轴摆动角速度随时间的变化规律为伺服电机转动角速度除以减速器的减速比i,即:

式中:ω1(t)——伺服电机的角速度,ω2(t)——偏心轴(曲柄)的角速度,f——振幅(mm),h——振动频率(Hz),α——波形偏斜率,e——偏心轴的偏心距(曲柄长度),i——减速器的减速比,t——时间(s), ——杠杆比,其中l1、l2分别为振动臂两部分的水平长度;

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)为负值时,保证结晶器由下向上运动;

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)为值正时,保证结晶器由上向下运动;

当伺服电机的角速度ω1(t)和偏心轴(曲柄)角速度ω2(t)由正值变为负值时,转动方向发生改变,结晶器运动方向也同时发生改变;

根据非正弦振动的特点,伺服电机和偏心轴按上述角速度变化规律转动时,结晶器由最低位置运动到最高位置所需要的时间大于其由最高位置运动到最低位置所需要时间。

4.根据权利要求3所述的一种摆动曲柄式连铸结晶器非正弦振动方法,其特征在于:伺服电机在 角度范围内正反向往复转动,转动的角度随时间的变化规律为:

偏心轴在 角度范围内摆动,摆动角度随时间的变化规律为:

5.根据权利要求1或3所述的一种摆动曲柄式连铸结晶器非正弦振动方法,其特征在于:当波形偏斜率为0时,伺服电机和偏心轴的转动规律可实现振幅和频率在线可调的结晶器正弦振动。