一种基于电液直驱的快换式结晶器振动装置的制作方法

本发明属于连铸技术领域，具体涉及一种基于电液直驱的快换式结晶器振动装置，应用于小方坯及小圆坯连铸机工程。

背景技术：

结晶器振动装置是连铸机中的一种重要设备。为了防止从中间罐流下来的钢水在结晶器内凝固过程中与铜板发生黏结而出现粘挂拉裂或拉漏事故，并便于脱坯，结晶器通过振动装置带动按照振动曲线作周期性振动，来改变钢液面与结晶器壁的相对位置，同时，通过加入保护渣减少黏结。针对小方坯连铸而言，一般采用液压振动，包括液压振动本体和液压站，其主要缺点是振动本体不易安装拆卸，维护困难；液压站离振动本体比较远，中间的配管较长，容易出现泄漏污染，整个系统维护困难。也有采用电动振动的，其主要缺点是受伺服电机的能力限制，整个装置能力偏小，不便实现高频高振幅振动，不能实现高拉速的需求；另外，受电机和丝杆体积的影响，驱动部分的体积比较大，驱动和整个振动本体分离，结构比较复杂，不利于安装维护。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于电液直驱的快换式结晶器振动装置，旨在解决现有的振动装置结构复杂、安装维护困难等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种基于电液直驱的快换式结晶器振动装置，包括与振动底座集成在一起的电液直驱机构、伺服液压缸、振幅机构和振动台，振动台通过振幅机构悬挂于振动底座上，并与固定于振动底座上的伺服液压缸的活塞杆连接，电液直驱机构用于驱动伺服液压缸。这样，振动台通过振幅机构悬挂在振动底座上，伺服液压缸的动力由电液直驱机构提供并驱动振动台动作，电液直驱机构及整个振动装置集成在一体，具有体积小的特性，并可以通过快换机构快速安装拆卸。振动装置的快速移出，不但便于振动装置的维修和更换安装，同时也便于振动装置下面的二冷一段的快速吊出和安装，使整个安装维护时间缩短，提高作业效率。振动装置的动力由电液直驱机构提供，采用的伺服驱动，大大降低能耗；不需要液压站，降低投资成本；同时减少中间配管和液压站的维护。

进一步，电液直驱机构包括伺服电机和液压泵，液压泵与伺服液压缸连接，伺服电机用于驱动液压泵。这样，电液直驱机构通过伺服电机驱动液压泵，并控制液压泵的流量，实现伺服液压缸的位移、速度控制，从而实现结晶器振动所需的正弦和非正弦振动。

进一步，伺服液压缸的活塞杆连接有柔性连杆，而柔性连杆与振动台连接。

进一步，伺服液压缸的活塞杆与柔性连杆的连接处设有保护构件，保护构件内通有保护介质，保护介质为压缩空气。可以保证伺服液压缸在密闭室内恶劣环境正常工作。

进一步，伺服液压缸布置于连铸坯的内弧或外弧，且伺服液压缸的驱动方向在作用点的垂线通过连铸机基本半径的圆心。

进一步，振动装置还包括设于振动底座与振动台之间并用于标定振动中间零位的标准块。可以在安装和维修准确方便的校准，保证振动的正常工作。

进一步，伺服液压缸通过法兰面固定在振动底座上。采用单缸无间隙式驱动，伺服液压缸通过法兰面固定在振动底座上，伺服液压缸通过连杆与振动台连接，伺服液压缸与振动台之间没有间隙，避免间隙对振动精度都有不利影响。且振动底座和伺服液压缸的法兰面均开设有排水槽，可以防止水及灰尘进入液压缸，提高液压缸的寿命。

进一步，振幅机构为导向板簧组件，包括有在振动台两侧上下对应布置的四组导向板簧，每组导向板簧均由至少两片重叠而成。这样，液压缸驱动方向、导向板簧布置方式和悬挂方式可靠的保证结晶器沿连铸机基本半径进行仿弧振动运动，可以大大提高振动精度，且振动过程振动平稳，安全可靠。同时，每片板簧的厚度较薄，可以降低板簧工作时的应力，从而提高板簧的寿命。

进一步，任一组导向板簧的倾斜方向不相同，且任一组导向板簧倾斜方向的延长线均通过连铸机基本半径的圆心。

进一步，振动装置还包括固定安装振动底座并能水平滑移振动底座的快换机构，快换机构采用具有大行程的液压缸。

本发明的优点在于：

1)、本发明采用电液直驱机构提供动力，无需外接另外的介质，可以将整个振动装置集成在一体，并通过滑轨可以快速安装和拆卸，便于振动装置的维护及下面的二冷一段的快速维护。

2)、本发明采用单缸驱动，其伺服液压缸通过连杆驱动振动台和结晶器，并通过控制连杆的角度和导向板簧角度实现结晶器仿弧振动，包括正弦和非正弦振动，不仅提高了仿弧精度和振动精度，而且结构简单，成本低，安全可靠，稳定性好。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明振动装置的立体结构示意图。

图2为本发明振动装置的二维结构示意图，a为正视图，b为侧视图，c为俯视图。

图3为本发明振动装置的工作状态示意图。

图4为本发明振动装置的快换状态示意图。

图5为本发明振动装置中伺服液压缸及其保护构件示意图。

附图标记：1为电液直驱机构，2为振动底座，3为导向板簧，4为伺服液压缸，5为柔性连杆，6为振动台，7为标准块；振动装置10；结晶器20；快换机构30；二冷一段40。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、2所示，本实施例中提及的基于电液直驱的快换式结晶器振动装置，包括与振动底座2集成在一起的电液直驱机构1、伺服液压缸4、振幅机构和振动台6，振动台6通过振幅机构悬挂于振动底座2上，并与固定于振动底座2上的伺服液压缸4的活塞杆连接，电液直驱机构1用于驱动伺服液压缸4。作为动力源的电液直驱机构1被安装在振动底座2里，振动底座2和振动台6均采用整体框架结构，这样整个振动装置集成在一体，体积较现有小方坯结晶器振动体积小得多，可以通过快换机构快速方便的间隙安装和拆卸，如图3、4所示，即振动装置10由快换机构30实施水平移动，即振动装置10可固定在快换机构30的滑轨上，而滑轨连接有大行程的液压缸，工作时，滑轨推出定位到工作位，锁定后，振动装置10位于结晶器20的下方，即可开始正常工作；维修时，滑轨回缩到维修工位，振动装置10可以进行维修，也可以快速更换，同时，因为振动装置10缩回至维修位，其下面的二冷一段40上面全部敞开露出，可以很方便快捷的吊出二冷一段进行更换维修。这样使整个安装维护时间大幅缩短，提高作业效率。

在本实施例中的振动装置的动力是由电液直驱机构1提供。而电液直驱机构1采用的伺服驱动，通过伺服电机驱动液压泵，控制液压泵流量，实现伺服液压缸的位移、速度控制，从而实现结晶器振动所需的正弦和非正弦振动，还可以大大降低能耗。同时，电液直驱机构1不需要外接的液压站，大幅降低投资成本，同时减少中间配管和液压站的维护。

在本实施例中的振动装置通过单个振动的伺服液压缸4驱动振动台6。伺服液压缸4通过法兰面固定在振动底座2上，并通过柔性连杆5与振动台6直接连接。伺服液压缸4与振动台6之间没有间隙，这样避免因为间隙产生对振动精度都有不利影响。在本例中伺服液压缸4布置在外弧，实际中伺服液压缸4布置内弧或者外弧都是可以的。

在本实施例中的振幅机构采用导向板簧组件，包括有在振动台6两侧上下对应布置的四组导向板簧3及分设于两侧的上下对应的两组导向板簧之间并用于安装振动台的支承件(未标记)，导向板簧3的功能就是防止振动时的偏摆。为保证振动台在振动过程的稳定性、不产生超标的偏摆，导向板簧3采用两端固定在振动底座2上，中部通过支承件悬挂振动台6；同时采用多组板簧形式，导向板簧3布置在振动台的左右两侧，每侧上下两组，一共四组，每组三片叠加，每组导向板簧3的倾斜角度不一样，其连线都通过连铸机基本半径的圆心。这样板簧布置方式和悬挂方式减小了振动的偏摆，提高振动过程振动平稳，安全可靠。

由于小方坯连铸一般采用的是全弧形连铸形式，振动需要采用仿弧振动，仿弧精度对铸坯质量有重要影响。伺服液压缸4驱动方向在作用点上的垂线通过连铸机基本半径的圆心；同时，保证导向板簧3倾斜方向的连线都通过连铸机基本半径的圆心。在伺服液压缸4和导向板簧3的共同作用下，实现精度很高的仿弧振动，满足生产工艺要求。

由于振动装置工作环境是在密闭室里，密闭室里布满了水蒸气、高温、粉层，环境非常恶劣。为提高振动装置的寿命，对关键部件电液直驱机构1和伺服液压缸4设置了保护措施。将电液直驱机构1安装在振动底座2里面的密闭腔内，与外部的恶劣环境隔离开来，并对其中采用通气保护。在伺服液压缸4的活塞杆及柔性连杆5外用套筒和密封环封在一个具有密闭腔的保护构件内，也与外部恶劣环境隔离开，腔体内采用通气保护，如压缩空气，如图5所示。可以保证伺服液压缸在密闭室内恶劣环境正常工作。在振动底座2与伺服液压缸4法兰面开有排水槽，可以防止水及灰尘进入伺服液压缸，提高伺服液压缸的寿命。

在本实施例中的振动台6和振动底座2之间设置有标定用的标准块7。在安装和维修时，伺服液压缸4将振动台6顶起超过振动中间位2-3mm，塞入标准块7，然后伺服液压缸4压下，此时位置就是振动中间零位；在工作时，再将标准块7抽出，此时，可以正常工作。整个零位校准准确可靠，并且操作方便简单，可以很好地保证振动装置的正常工作。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱开本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。