摘 要：采用水冷箱型鋼梁作為振動支承梁，結(jié)構(gòu)簡單且方便實用，但容易出現(xiàn)剛度不足和振動干擾等現(xiàn)象。結(jié)合相關(guān)小方坯連鑄機(jī)工程，對振動支承梁進(jìn)行檢測和改進(jìn)，為類似振動支承梁提供借鑒參考。

　　關(guān)鍵詞：振動裝置支承梁;剛度;檢測;分析;改進(jìn)

　　在小方坯連鑄機(jī)中，結(jié)晶器振動的支承方式一般分為：混凝土墩子支承和鋼結(jié)構(gòu)梁支承。由于承載的負(fù)荷大，且結(jié)晶器振動在電機(jī)或者液壓缸的驅(qū)動下做規(guī)律的往復(fù)運動，支撐結(jié)構(gòu)承載的是循環(huán)沖擊載荷，若采用混凝土墩子支承，必然導(dǎo)致墩子基礎(chǔ)過大，且不利于現(xiàn)場生產(chǎn)和維護(hù)。

　　在現(xiàn)階段設(shè)計的小方坯連鑄機(jī)中，結(jié)晶器振動支承梁一般采用鋼結(jié)構(gòu)梁方式進(jìn)行支承，鋼結(jié)構(gòu)梁不僅剛度好、強(qiáng)度高，而且占用空間小，安裝檢修方便[1] 。

　　由于小方坯連鑄機(jī)流間距較小，結(jié)晶器振動支承梁一般設(shè)計成一根整體梁，多流結(jié)晶器振動共用一根振動支承梁。因此，多流小方坯結(jié)晶器振動的振動支承梁面臨的條件是：跨度大、承受的載荷大，而且是循環(huán)沖擊載荷。

　　為了保證連鑄機(jī)的精度，生產(chǎn)合格的鑄坯，這就要求結(jié)晶器振動的振動支承梁必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度[1-2] 。

　　1.1 振動支承梁結(jié)構(gòu)概述

　　某小方坯連鑄機(jī)共有8流，結(jié)晶器振動型式為半板簧機(jī)械式四連桿機(jī)構(gòu)，采用電機(jī)減速器驅(qū)動，結(jié)晶器及振動裝置的冷卻水及噴淋水進(jìn)口布置在內(nèi)弧側(cè)。

　　由于連鑄機(jī)流間距比較小，結(jié)晶器振動的支承梁設(shè)計成一根整體梁，8流結(jié)晶器振動安裝在振動支承梁上;為保證振動支承梁的穩(wěn)定性和可靠性，振動支承梁兩端分別設(shè)計成固定端和滑動端，螺栓連接并配置擋鐵焊接固定于兩側(cè)安裝底座上，兩端底座焊接在已經(jīng)預(yù)埋入二冷室墻壁的錨固框架上。

　　結(jié)晶器振動的支承梁為鋼板焊接機(jī)加工件，采用箱型梁結(jié)構(gòu)，內(nèi)部全水冷。

　　1.2 振動支承梁問題概述

　　在該小方坯連鑄機(jī)投產(chǎn)運行數(shù)月后，結(jié)晶器振動區(qū)域的設(shè)備問題逐漸顯現(xiàn)，主要問題如下：

　　(1)鑄坯產(chǎn)生橫裂及拉斷，造成漏鋼現(xiàn)象頻繁，嚴(yán)重影響生產(chǎn)作業(yè)效率和產(chǎn)能提升。而鑄坯產(chǎn)生橫裂恰恰和振動裝置區(qū)域設(shè)備密切相關(guān)。

　　(2)個別流振動單元本體在振動過程中，出現(xiàn)振動干擾，如：某一流振動單元本體單獨起振，另外某一流振動單元本體出現(xiàn)振動干擾。

　　(3)在正常生產(chǎn)過程中，振動裝置支承梁區(qū)域的有關(guān)附屬設(shè)備和相關(guān)建筑物出現(xiàn)不同程度的振動情況。根據(jù)上述問題現(xiàn)象，初步分析結(jié)晶器振動的支承梁明顯的剛度不足，需跟蹤觀察，確定后續(xù)改進(jìn)方案。

　　考慮安全因素以及現(xiàn)場操作空間的限制，振動支承梁的端部可在生產(chǎn)過程中進(jìn)行檢測，而振動支承梁的中部需要等待停澆后，模仿澆注模式進(jìn)行檢測。

　　2.1 振動支承梁端部檢測

　　在正常生產(chǎn)(拉速2.9 m/min，對應(yīng)振頻290次/min)的過程中，對振動支承梁的端部進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)以判斷端部的連接螺栓是否緊固以及端部擋塊是否松動，同時對振動支承梁在實際生產(chǎn)中是否發(fā)生扭曲提供參考。

　　(1)對沿著鑄流方向左側(cè)的振動支承梁端部，利用結(jié)晶器振動檢測儀進(jìn)行在線檢測，其中z軸為垂直方向、x軸為垂直于鑄流方向、y軸為鑄流方向，檢測的3組數(shù)據(jù)如表1所示。

　　(2)對沿著鑄流方向右側(cè)的振動支承梁端部，利用結(jié)晶器振動檢測儀進(jìn)行在線檢測，其中z軸為垂直方向、x軸為垂直于鑄流方向、y軸為鑄流方向，檢測的3組數(shù)據(jù)。

　　2.2 振動支承梁中部檢測

　　(1)連鑄機(jī)停澆后，所有結(jié)晶器振動單元本體同時起振，且均對應(yīng)振頻200次/min，對振動裝置支承梁中部，利用結(jié)晶器振動檢測儀進(jìn)行在線檢測，其中z軸為垂直方向、x軸為垂直于垂直鑄流方向、y 軸為鑄流方向，檢測的3組數(shù)據(jù)如表3所示。

　　(2)連鑄機(jī)停澆后，所有結(jié)晶器振動單元本體同時起振，且均對應(yīng)振頻240次/min，對振動裝置支承梁中部，利用結(jié)晶器振動檢測儀進(jìn)行在線檢測，其中z軸為垂直方向、x軸為垂直于垂直鑄流方向、y 軸為鑄流方向，檢測的3組數(shù)據(jù)。

（3）連鑄機(jī)停澆后，所有結(jié)晶器振動單元本體 同時起振，且均對應(yīng)振頻280次/min，對振動裝置支 承梁中部，利用結(jié)晶器振動檢測儀進(jìn)行在線檢測， 其中z軸為垂直方向、x軸為垂直垂直鑄流方向、y軸 為鑄流方向，檢測的3組數(shù)據(jù)。

　　2.3 振動支承梁檢測分析

　　通過結(jié)晶器振動檢測儀檢測振動裝置支承梁端部和中部得到的數(shù)據(jù)，綜合比對分析可得出以下結(jié)論：

　　(1)振動裝置支承梁的端部，在 z 軸(垂直方向)和x軸(垂直于鑄流方向)的檢測數(shù)據(jù)，完全在合理范圍內(nèi)，可斷定無問題。

　　(2)振動裝置支承梁的端部，在 y 軸(鑄流方向)，盡管設(shè)置擋塊和對穿螺栓把緊，但仍有約 0.2 mm的位移量，推測裝置振動支承梁可能發(fā)生扭曲。

　　(3)振動裝置支承梁的中部，在 z 軸(垂直方向)和x軸(垂直于鑄流方向)的檢測數(shù)據(jù)，完全在合理范圍內(nèi)，可斷定無問題。

　　(4)振動裝置支承梁的中部，在 y 軸(鑄流方向)，有約0.5 mm的位移量，推測振動裝置支承梁可能發(fā)生扭曲。

　　根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合周圍構(gòu)造物，為限制Y 軸(鑄流方向)的位移，改善振動裝置支承梁的工況，在振動裝置支承梁和中間罐車高軌混凝土梁之間增設(shè)3個水平支承，分別位于振動支承梁端部和中部。

　　該水平支承一端焊接于振動支承梁側(cè)面，延伸至中間罐車高軌混凝土梁下方;中間罐車高軌混凝土梁兩側(cè)布置厚鋼板，螺栓穿越厚鋼板和混凝土梁(圖2)固定，厚鋼板下方焊有水平支承梁，上方有加固筋板，與下部水平支承梁焊接，并配以必要的筋板，增強(qiáng)整個水平支承的剛度和強(qiáng)度。

　　3.2 振動支承梁端部固定

　　根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合振動支承梁本身，為限制y軸(鑄流方向)的位移，改善振動裝置支承梁的工況，對振動支承梁端部進(jìn)行加強(qiáng)固定。

　　(1)原振動支承梁的安裝底座略顯薄弱，不能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要，后續(xù)改進(jìn)將安裝底座改為箱型結(jié)構(gòu)，并將安裝底座與振動裝置支承梁的接觸面積加大。

　　(2)原振動裝置支承梁兩端分別設(shè)計成固定端和滑動端，固定端采用燕尾擋塊卡住振動支承梁下部，并將擋塊焊接在安裝底座上;滑動端采用方形擋塊擋住振動裝置支承梁下部，并將擋塊焊接在安裝底座上。所有擋塊，均設(shè)置于振動支承梁兩端下部，而振動支承梁兩端上部未有任何限制措施。

　　后續(xù)改進(jìn)在振動支承梁兩端側(cè)面各布置一個側(cè)面支座，并與振動支承梁上、下面板進(jìn)行焊接，通過高強(qiáng)螺栓連接安裝底座和已經(jīng)焊接于振動裝置支承梁的側(cè)面支座;同時在振動裝置支承梁下部設(shè)置擋塊。

　　(3)原振動支承梁的安裝底座與錨固框架焊接面積較小，后續(xù)改進(jìn)采用坡口+角焊縫，同時安裝底座與錨固框架接觸面板開圓孔，以增加焊縫面積。