高爐開鐵口機機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的研究.pdf

1、高爐開鐵口機是高爐生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，該機構(gòu)為一個空間四連桿執(zhí)行機構(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。開鐵口機由底座及外伸梁、轉(zhuǎn)臂、角度調(diào)整裝備、沖鉆機構(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)升級改造的研究項目，針對其開鐵口機機構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計課題開展研究，旨在提高機構(gòu)的設(shè)計質(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，對高爐提高生鐵產(chǎn)量、提高經(jīng)濟效

2、益具有重要的實際意義。
　　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)高爐開鐵口機的工作過程、工況及空間結(jié)構(gòu)特點，首先深入分析了該機構(gòu)在工作時各梁的受力特點和載荷的分布，對高爐開鐵口機機構(gòu)的工作過程進(jìn)行了運動學(xué)及動力學(xué)分析，并完成了軌道梁在加長后的強度效驗計算。進(jìn)而明確高爐開鐵口機機構(gòu)最佳工作狀態(tài)的要求，給出了高爐開鐵口機機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方向。
　　以高爐開鐵口機機構(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)計的數(shù)學(xué)模型，通過優(yōu)化設(shè)計計算和不斷分析、調(diào)整不合理約束值，取得了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計方案，排除了造成原設(shè)計不合理的因素，調(diào)整了底座外伸梁旋轉(zhuǎn)節(jié)點處承受的載荷。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)計方案，建立了高爐開鐵口機機構(gòu)水平梁的有限元模型。通過有限元分析計算，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，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。通過對典型單元應(yīng)力分析，驗證了優(yōu)化設(shè)計方案的