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作者：杨松涛内蒙古科技大学

学位级别：硕士

炼钢主要采用转炉生产，而转炉倾动装置是保证生产的关键设备，转炉倾动装置采用由四点啮合的全悬挂结构形式，四台一次减速机分别由四个电机驱动，正常生产时四台电动机同步运行。但是，现场生产过程中，考虑到主传动励磁供电方式，速... 详细信息

炼钢主要采用转炉生产，而转炉倾动装置是保证生产的关键设备，转炉倾动装置采用由四点啮合的全悬挂结构形式，四台一次减速机分别由四个电机驱动，正常生产时四台电动机同步运行。但是，现场生产过程中，考虑到主传动励磁供电方式，速度斜坡速率，速度环及电流环的PI调节等这些需要人为设定的电气控制参数以及工厂客观状况，很难实现绝对的同步传动。某钢厂210t转炉倾动机构在生产过程中，曾发生减速器中电机连接的高速轴断裂故障。事后经测试发现，四台电机启动存在时间差。为研究这种不同步启动工况下短时间内减速器齿轮系统的作用机理，本文采用ADAMS动力学仿真软件对转炉倾动机构减速器电机不同步启动工况进行了仿真分析。研究表明，与同步工况相比，不同步工况下系统的振动强烈，其各级轴转速的最大振幅是同步工况的1.5倍。此外，从转动力矩数值看，四根一次减速机末端齿轮轴分别作用在大齿轮产生的转动力矩大小不同且整体大幅增加。从转动力矩方向看，同步启动工况下，转动力矩方向是相同的，而在不同步工况下，由于冲击的作用，其中异常启动的减速器末端齿轮轴与其他三根齿轮轴对大齿轮的作用产生的转动力矩方向相反。本文还使用HyperMesh前处理软件对减速器系统进行高质量网格划分，经LS-DYNA显示动力学求解器对其中一台电机异常（提前或滞后）启动工况求解得到，异常启动工况下，整个系统中高速轴是最危险的部件，在碰撞的瞬态，高速轴齿部应力可达到1941MPa。电机的滞后启动，使得整个系统在滞后电机开启之前一直处于往复振动，这种短时间内高频的往复使系统内部不断地冲击，会造成齿轮齿部应力的叠加，因此，电机启动滞后时间越长，对系统的破坏也就越大。相比之下，对异常启动的高速轴来说，滞后启动比提前启动更具破坏性。

关键词：显式动力学分析异常启动转炉倾动机构减速器瞬态碰撞冲击

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