加热炉炉门提升装置的计算程序

加热炉炉门提升装置的计算程序摘 要：利用6.0编写的程序对炉门提升装置进行计算。包括电机、液压缸(气缸)的选型计算，吊杆(吊板)的强度核算，各种链轮的外形尺寸的计算，并在运算过程中使用了大量的图形和数据库，以直观、方便的模式方便用户进行设计。关键词：炉门提升；程序；数据库；it算中图分类号：TF063+.6文献标识码：B 1 概 述随着计算机技术的普及与推广，设计领域采用计算机技术已越来越广泛。目前在市场上有许多的开发设计软件，但针对冶金方面用的机械设计软件却很少，炉门提升装置作为冶金加热炉中最常用的设备，它的设计计算比较复杂，影响了它的制造与使用。目前作为加热炉设计的辅助手段，用计算机代替人工进行设计计算，可以使繁琐费时、重复次数多的工作得以简化；对原始条件参数做出适当的调整或变化时，可迅速方便地给出相应的技术参数，使设计方案进行比较及优化变得非常容易。本文采用通俗易懂的Visual Basic 6.0语言编制了炉门提升装置的计算机设计程序。该程序可进行炉门提升的电机驱动，液压缸和气缸等不同计算，同时还可进行全平衡和部分平衡的计算。计算中优先采用了经过实践证明有效的理论公式，经验公式。这样，可避免在运算过程中，查阅设计资料及手册，节省了计算时间。2 炉门提升装置计算软件的设计思路考虑到炉门提升装置设计涉及的内容较多，在开发“工业炉炉门提升装置设计系统”时，采用了全面规划、阶段实施、不断补充、逐步完善的方法。首先对具有普遍性的设计系统编制模块和类模块来创建全局变量和全局过程，然后再利用控件、函数和过程来编写应用程序。在此基础上，形成各种系列软件包，同时在编制软件包的过程中建立关于电机、材料、链条等数据库，并不断完善和补充，最后综合形成一个完整的软件设计系统。由于炉门提升装置的大部分设备属于标准设备，因此在使用软件时，通过建立的相应函数库和数据库，可以直接调用函数或数据。在编制软件时，遵循直观、方便、简单的原则，充分利用了VB软件符合Windows的标准操作方法和使用习惯。Visual Basic是一个设计得非常好的Windows应用软件，其菜单的形式和窗口的响应是典型的Windows程序的形式(例如，单击鼠标右键会使Visual Basic弹出上下文相关的菜单)。结合软件包所包含的函数和数据编制的窗体文件，使用者可从窗体上选取需要的函数和数据。同时在调用函数时，大量采用人机对话的方法，使用者可按屏幕提示，并参考显示的内容输入有关参数或完成响应的操作。3 工业炉炉门提升装置设计系统的主要内容根据参考相关书籍和笔者的设计经验，结合现场工作的信息反馈，把这套“工业炉炉门提升装置”设计系统设计为以下几个窗体：(1)电机驱动的设计计算；(2)液压缸(气缸)驱动设计计算；(3)吊杆(吊板)的设计计算；(4)焊接链一滑轮的设计计算；(5)板式链(轮)的设计计算；(6)滚子链(轮)的设计计算。在设计时必须首先从确定使用的驱动方式、平衡方式和传动机构的选型等方面人手。为保证设计和使用的方便性，建立了由Access程序编制的YZ、皿电机数据库，液压缸(气缸)的数据库，滚子链数据库，板式链数据库和焊接链数据库。31 电动炉门升降机构有3种传动方式：(1)炉门重量完全被平衡锤平衡；(2)炉门重量被部分平衡锤平衡；(3)不使用平衡(针对小炉门)。对3种平衡方式，程序设置了3个单选按钮控件。可按炉门重量分别根据经验公式计算出相应的炉门提升力，见图全平衡时：G2(平衡重)：G1(炉门重量)，提升力F2=(0.15-0.2)G1部分平衡时：C2=0.8G1，提升力F=0.4G1不带平衡重时：提升力F=(1.15-1.2)G1再根据提升力和电机的服务系数(在窗体中对电机服务系数根据生产厂家的要求有推荐值)，可计算出电机的功率户：式中：F炉门提升力，kN V炉门升降速度，m/min K服务系数 传动效率计算的电机功率，根据炉门开启的频繁程度，按负载持续率(FC)15或(FC)25从窗体的电机数据库选取相近的YZ或YZR电机，同时程序利用选取的电机参数通过绑定控件按电机的基准工作制跑(FC)40计算出联轴器的计算扭矩和制动器的制动力矩等相关参数，方便用户选择联轴器和制动器。32 液压缸(气缸)提升机构分为全平衡，部分平衡和不使用平衡3种平衡方式，全平衡时：G2(平衡重)=G1(炉门重量)，提升力F2=(0.150.2)G1部分平衡时：G2=0.8G1，提升力F=0.4G1不带平衡重时：提升力F=(1.151.2)G1在确定了液压缸(气缸)的推拉力之后，从列表框控件中选择液压缸(气缸)的工作压力，使用下式计算缸径D：式中：F液压缸(气缸)的提升力，kN P液压缸(气缸)的工作压力，MPa利用计算结果从数据库中选取标准的液压缸(气缸)的缸径和行程，并在控件中显示出选定的液压缸(气缸)的规格型号及理论推拉力值，见图2。33 吊杆(吊叉)的选择计算炉门升降机构中常用吊杆、吊叉等零件垂直吊挂炉门及平衡重，见图3。吊杆直径d可根据吊挂件(炉门)的最大重量G的许用拉应力来计算：式中：G炉门重量，kN1许用拉应力，MPa然后在程序中使用Fix函数对直径d取整后，分别给出其他的相关尺寸。按最大拉应力和最大压应力分别校核吊杆(吊叉)头部的强度，利用弯曲应力校核托盘最大应力处的强度。最大拉应力为：最大压应力为：弯曲应力为：式中：Q吊杆轴向负荷，Nd1吊耳孔内径，mmD1吊耳孔外径，mmb吊耳孔内径，mm系数托盘厚度，mmD托盘直径，mm同时，程序还可根据个人经验，分别改变吊杆(吊叉)个别尺寸，以满足强度条件。34板式链轮和滑轮的几何尺寸由于我国尚无统一的板式链标准，笔者参照沈阳链条厂生产的板式链规格数据建立了数据库。在设计选型时，计算链条的工作拉力Fmax为：式中：Fp链条保证的最低破断拉伸载荷，KNn安全系数，n6通过最低破坏拉伸载荷F在Access数据库中选择相应的型号，利用数据库的绑定控件Msflexgrid和数据控件DATE将板式链的规格显示在窗体中，在文本框中输入链轮的齿数，可输出链轮的相关外形尺寸，见图4。35 滚子链、链轮的设计计算滚子链一般使用在传动机构中的减速传动副和提升机构中的提升件。在本程序中主要讨论用做提升件的设计。滚子链的设计思路与板式链相同，滚子链在使用时有单排和多排腹板式链轮之分。因此在程序中增加了单选按钮控件，可以根据不同的使用场合而得到适合需要的设计数据。36起重焊接链的设计计算炉门升降机构中多采用起重短环链，其具有挠性大、结构尺寸小等优点。主要使用在炉门重量小于11的场合。按照“机械设计手册”，根据最大工作负荷及安全系数计算链条的破坏负荷，以破坏负荷来选择链条。链轮链条的安全系数选为n8。计算式为：式中：Fp链条保证的最低破断拉伸载荷，kN从数据库中选择符合设计要求的链条规格，程序会自动调用数据库参数完成短环链滑轮的最小外形尺寸的计算，并显示在窗体上。37 打印程序最后将计算的结果汇总到数据报表中，可以方便、直观地在设计中查询和使用。4 结束语上述软件共包含程序和数据库近20个，考虑到程序的结构，充分利用了文本控件、图形控件、组合框控件和Access数据库的特点将其有机结合，使程序调用方便、直观，无须死记程序的各参数、代码，最大程度地方便了使用者。现在这套软件已在实际工作中使用，收到了提高质量和设计速度的明显效果。参考文献：1 钢铁厂工业炉设计参考资料M北京：冶金工业出版社，19792 王秉挂工业炉设计手册M北京：机械工业出版杜，19963 机械设计手册M(第二卷)北京：冶金工业出版社，19984 Visual Basic6.O中文版程序员指南M北京：北京希望电脑公司，1998详细资料：相关连接：新一代高性能合金弹簧钢的开发与应用蓄热式燃烧技术在非轧钢加热炉上的应用一种化学结合方式新型耐火泥浆的研制与应用蓄热式HTAC技术在武钢大型厂加热炉的应用与探索大厚度钢管生产线接带工序中TANDEM双丝焊的应用