高爐開鐵口機機構的優(yōu)化設計的研究.pdf

1、高爐開鐵口機是高爐生產過程中的關鍵設備，該機構為一個空間四連桿執(zhí)行機構，是天津鋼鐵公司主體設備3200立方米高爐日常生產作業(yè)的關鍵設備之一。開鐵口機由底座及外伸梁、轉臂、角度調整裝備、沖鉆機構和液氣管路系統(tǒng)等構成。本文依據(jù)3200立方米高爐的技術升級改造的研究項目，針對其開鐵口機機構進行優(yōu)化設計課題開展研究，旨在提高機構的設計質量，解決經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，對高爐提高生鐵產量、提高經濟效

2、益具有重要的實際意義。
　　本文在參閱國內外最新相關研究成果的基礎上，依據(jù)高爐開鐵口機的工作過程、工況及空間結構特點，首先深入分析了該機構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的工作過程進行了運動學及動力學分析，并完成了軌道梁在加長后的強度效驗計算。進而明確高爐開鐵口機機構最佳工作狀態(tài)的要求，給出了高爐開鐵口機機構優(yōu)化設計的方向。
　　以高爐開鐵口機機構水平梁和懸臂梁結構重量最輕為優(yōu)化目標，建立了該水平梁優(yōu)化

3、設計的數(shù)學模型，通過優(yōu)化設計計算和不斷分析、調整不合理約束值，取得了相應的優(yōu)化設計方案，排除了造成原設計不合理的因素，調整了底座外伸梁旋轉節(jié)點處承受的載荷。優(yōu)化結果表明，結構重量明顯降低。
　　依據(jù)所取得的優(yōu)化設計方案，建立了高爐開鐵口機機構水平梁的有限元模型。通過有限元分析計算，取得了相關部位的應力場和位移場，找出設定值過高的約束項，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。通過對典型單元應力分析，驗證了優(yōu)化設計方案的