CN103008583B - 自动变振幅的结晶器振动驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动变振幅的结晶器振动驱动装置包括：变频电机带动偏心轴转动产生偏心振动。通过输入连杆将振动传递到调整装置。调整装置固定于基座，其上分别安装了两对导杆支架和两个齿条基座，在导杆支架上的两个孔中，分别插入一对固定导杆，两个固定齿条固定在两个齿条基座上。一对调整滑动端盖和一对支撑滑动端盖对称安装在齿轮轴轴肩上，连接在固定导杆上。四个振动导杆分别插入到两个调整滑动端盖的孔中；振动导杆的两端与振动端盖相连，两个振动端盖将振动齿条固定，齿轮轴和两个固定齿条、振动齿条同时啮合，将步进电机固定齿轮轴上。步进电机转动，改变齿轮轴中心调整振幅。本发明可实现无级连续调节，运行平稳，调整精度高低。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动变振幅的结晶器振动驱动装置，具体的说，涉及一种使用杠杆原理以及自动化手段，在不停机的情况下，连续调节振幅，用于驱动冶金连续铸钢全板簧振动的装置。
技术背景
现有的全板簧振动装置中调整振幅的驱动装置主要有两种，一种为使用交流变频电机，通过使用变频调速的技术来改变转速（ZL200520093634.2）。驱动装置在电机外连接一个偏心轮，以产生基础的振幅。在曲轴上嵌套一个偏心轴，通过改变偏心轴的角度来实现振幅的有级调整。最后在通过连杆利用杠杆原理拉动垂直的弹簧钢板，使振动框架作正弦的仿弧运动。
这种技术的振动驱动由于其机构的限制，在需要调整振幅的时候必须停机，而且偏心轮的偏心量需要人工手动调整，工作强度大，而且不能实现无级变振幅。
另一种装置（ZL200520095636.5）的技术方案为，包括振动部分和驱动装置，振动部分设有与驱动部分相连的振动臂，驱动装置包括液压缸，液压缸的一端与振动臂铰接，液压缸的另外一端与安装驱动部分的基座相连接。
这种技术的是通过液压缸产生振动，与前一种振动方式相比振动的方式得到了改善，但是液压振动的造价太高，使得成本大幅增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实现无级连续偏心距的调节，可以在工作过程中不停机进行调节，可以通过安装步进电机实现自动调节的变振幅的结晶器振动驱动装置。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种自动变振幅的结晶器振动驱动装置，其特征在于，所述的振动驱动装置包括偏心轮驱动装置和调整装置；
所述的偏心轮驱动装置包括：一个变频电机1通过联轴器2与偏心轴3相连，偏心轴3通过两个支撑轴承4安装在轴承座5上，偏心轴3通过偏心轴轴承6与偏心座7相连，偏心座7安装于调整装置的输入连杆8上；
所述的调整装置包括：固定在地面上的基座9，基座9上分别安装了两对导杆支架11和两个齿条基座14，每对导杆支架11上的两个孔中，分别插入一对固定导杆12并用导杆螺母18固定在导杆支架11上，两个固定齿条15分别固定在两个齿条基座14上；
调整齿轮机构19的结构如下：以齿轮轴31为中心，在齿轮轴31两边的轴肩上分别依次对称安装了一对调整滑动端盖27和一对支撑滑动端盖20，每对调整滑动端盖27通过大圆锥滚子轴承28和两个大固定端盖29安装在齿轮轴31上的轴肩上，每对支撑滑动端盖20通过小圆锥滚子轴承32和两个小固定端盖10安装在齿轮轴31上的轴肩上；
每个支撑滑动端盖20通过滚珠21分别套装在一对固定导杆12上；四个振动导杆13分别插入到两个调整滑动端盖27的孔中，振动导杆13的两端通过端盖螺母26与振动端盖30相连；两个振动端盖30将固定振动齿条16固定在两个振动端盖30之间，齿轮轴31和两个固定齿条15、振动齿条16同时啮合；将步进电机25固定在一侧的小固定端盖10上，并使步进电机25得转动轴22插入齿轮轴31的轴肩端部，在两个振动端盖30外侧连接输入连杆8和输出连杆23，在输出连杆23上铰接振幅输出端24。
利用该变振幅的偏心轮驱动装置的变频电机1的旋转，带动连接在后面的偏心轴3转动，产生最初始的振幅，带动偏心座7上下运动，使得输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13绕着齿轮轴31的轴线，按照偏心座7上下运动的幅度以一定的角度来回转动，并将由偏心轴3产生的初始振幅，由杠杆原理，根据调整齿轮轴31的位置，以一定的比例传递到振动输出顶杆上，在振动输出端产生所需要的振动。
固定导杆12通过导杆支架11与基座9固定，其作用是通过两个支撑滑动端盖20和内部的小圆锥滚子轴承32来支撑齿轮轴31，使齿轮轴31既可以绕自己的轴线旋转，也可以沿着固定导杆12的方向滑动。
输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13的作用是连接振幅的输入输出部分，并利用振动导杆13插入调整滑动端盖27来与调整齿轮机构19相连，通过两个调整滑动端盖27和内部的大圆锥滚子轴承28将齿轮轴31作为支点，使输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13能绕齿轮轴31旋转，并能沿着振动导杆13的方向改变齿轮轴31的位置。
该装置中的调整齿轮机构19可以用来调整振幅，通过安装在小固定端盖10上的步进电机25的转动，带动齿轮轴31旋转，通过和固定齿条15啮合来移动齿轮轴31的位置，从而调节齿轮轴31的中心位置，达到调整振幅的要求。通过齿轮轴31和振动齿条16的啮合，保证在振动过程中，齿轮轴的位置不会因为重力而产生偏移。
该装置利用齿轮齿条啮合的方式来实现输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13绕齿轮轴来回旋转的运动，这种方式可以实现振幅的连续调整，只需要启动步进电机就能实现振幅的调节，操作简单。啮合这种连接方式比起传统的铰接方式大幅减少了摩擦磨损，工作寿命更长，方便润滑。在与振动导杆和固定导杆连接处，使用滚珠，大幅减少滑动阻力，增加的振动时的稳定性和调整时的精确度。
有益效果
本发明原理简单，可实现无级连续调节，在工作过程中不停机就都能进行调节，摩擦磨损少，润滑方便，运行平稳，调整精度高，成本较有同样效果的液压装置低。
附图说明
图1是偏心轮结构图。
其中，1：变频电机，2：联轴器，3：偏心轴，4：支撑轴承，5：轴承座，6：偏心轴轴承，7：偏心座。
图2是调整机构结构图。
其中，3：偏心轴，6：偏心轴轴承，7：偏心座，8：输入连杆，9：基座，10：小固定端盖，11：导杆支架，12：固定导杆，13：振动导杆，14：齿条基座，15：固定齿条，16：振动齿条，17：基准销，18：导杆螺母，19：调整齿轮机构，20：支撑滑动端盖，21：滚珠，23：输出连杆，24：振幅输出端。
图3是调整机构俯视图。
其中，8：输入连杆，11：导杆支架，12：固定导杆，14：齿条基座，15：固定齿条，16：振动齿条，17：支撑杆，19：调整齿轮机构，20：支撑滑动端盖，，23：输出连杆，25：步进电机，26：端盖螺母，27：调整滑动端盖，28：大圆锥滚子轴承，29：大固定端盖，30：振动端盖，31：齿轮轴，32：小圆锥滚子轴承.。
图4是调整齿轮机构图
10：小固定端盖，20：支撑滑动端盖，，25：步进电机，27，调整滑动端盖，28：大圆锥滚子轴承，29：大固定端盖，31：齿轮轴，32：小圆锥滚子轴承。
具体实施方案
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，变频电机1通过联轴器2将动力传递给偏心轴3，使偏心轴3旋转，其偏心部分通过偏心轴轴承6和偏心座7将偏心振动传递到输入连杆8上，偏心轮机构的作用是产生振动源，并将振动传递到输入连杆8。
如图2、3所示，四根固定导杆12通过导杆支架11安装在基座9上，通过两个支撑滑动端盖20与调整齿轮机构19相连，使得支撑滑动端盖20能通过滚珠21在固定导杆12上自由滑动。在支撑滑动端盖20内部通过小圆锥滚子轴承32支撑齿轮轴31，使其能绕自己的轴线自由转动，也能沿着固定导杆12自由滑动。调整滑动端盖27通过滚珠21与振动导杆13上连接，而齿轮轴31通过内部的大圆锥滚子轴承28和调整滑动端盖27连接，使输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13可以绕齿轮轴31自由旋转，而且整个调整齿轮机构19可以沿着振动导杆13滑动，成为调整齿轮机构19的移动支点。齿轮轴31、振动齿条16、固定齿条15同时啮合。
当偏心轮机构将振动源传递到输入连杆8上后，输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13会绕着齿轮轴31转动，并通过杠杆原理，将振动按比例调整后传递到输出连杆23上。
当需要调整输出端振幅时，启动安装在齿轮轴31上的步进电机25，电机转动，带动齿轮轴31转动，沿着与固定齿条15啮合的方向滚动，使整个调整机构沿着固定导杆12和振动导杆13方向上移动，而由于齿轮轴31同时与振动齿条16啮合，所以齿轮轴31的位置不变，从而改变齿轮轴31的转动中心位置，实现不停机连续调节振幅。
实施例
实施环境：连铸工厂，与连铸机连接。
工作目的：产生连铸机所需的各个频率和振幅的振动。
工作过程：在齿轮轴31初始位置启动变频电机1，带动偏心轴3转动，通过偏心轴轴承6和偏心座7带动输入连杆8上，使得输出连杆23、输入连杆8、振动端盖30和四根振动导杆13会绕着齿轮轴31转动，在振幅输出端24产生振幅。
通过PLC控制步进电机25转动21.2度，调节齿轮轴31的中心位置，使结晶器振幅达到±5.5mm的振幅，经测量，实际振幅为-5.51～5.47，满足精度要求。各个振幅点的数据如表1所示：
| 理论振幅 | 实测振幅 |
| ±1.5 | -1.48～1.50 |
| ±2 | -1.99～2.00 |
| ±2.5 | -2.51～2.53 |
| ±3 | -2.97～3.02 |
| ±3.5 | -3.51～3.49 |
| ±4 | -3.99～4.04 |
| ±4.5 | -4.51～4.46 |
| ±5 | -5.52～5.03 |
| ±5.5 | -5.51～5.47 |
都满足结晶器的精度要求，并且成功实现在不停机的情况下连续改变振幅的功能，通过控制器，可以轻松达到±1.5～5.5之间任意振幅。并且工作状态稳定。
Claims (1)
1.一种自动变振幅的结晶器振动驱动装置，其特征在于，所述的振动驱动装置包括偏心轮驱动装置和调整装置；
所述的偏心轮驱动装置包括：一个变频电机(1)通过联轴器(2)与偏心轴(3)相连，偏心轴(3)通过两个支撑轴承(4)安装在轴承座(5)上，偏心轴(3)通过偏心轴轴承(6)与偏心座(7)相连，偏心座(7)安装于调整装置的输入连杆(8)上；
所述的调整装置包括：固定在地面上的基座(9)，基座(9)上分别安装了两对导杆支架(11)和两个齿条基座(14)，每对导杆支架(11)上的两个孔中，分别插入一对固定导杆(12)并用导杆螺母(18)固定在导杆支架(11)上，两个固定齿条(15)分别固定在两个齿条基座(14)上；
调整齿轮机构(19)的结构如下：以齿轮轴(31)为中心，在齿轮轴(31)两边的轴肩上分别依次对称安装了一对调整滑动端盖(27)和一对支撑滑动端盖(20)，每对调整滑动端盖(27)通过大圆锥滚子轴承(28)和两个大固定端盖(29)安装在齿轮轴(31)上的轴肩上，每对支撑滑动端盖(20)通过小圆锥滚子轴承(32)和两个小固定端盖(10)安装在齿轮轴(31)上的轴肩上；
每个支撑滑动端盖(20)通过滚珠(21)分别套装在一对固定导杆(12)上；四个振动导杆(13)分别插入到两个调整滑动端盖(27)的孔中，振动导杆(13)的两端通过端盖螺母(26)与振动端盖(30)相连；两个振动端盖(30)将振动齿条(16)固定在两个振动端盖(30)之间，齿轮轴(31)和两个固定齿条(15)、振动齿条(16)同时啮合；将步进电机(25)固定在一侧的小固定端盖(10)上，并使步进电机(25)的转动轴插入齿轮轴(31)的轴肩端部，在两个振动端盖(30)外侧连接输入连杆(8)和输出连杆(23)，在输出连杆(23)上铰接振幅输出端(24)。
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