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

　　關鍵詞：振動裝置支承梁;剛度;檢測;分析;改進

　　在小方坯連鑄機中，結晶器振動的支承方式一般分為：混凝土墩子支承和鋼結構梁支承。由于承載的負荷大，且結晶器振動在電機或者液壓缸的驅動下做規(guī)律的往復運動，支撐結構承載的是循環(huán)沖擊載荷，若采用混凝土墩子支承，必然導致墩子基礎過大，且不利于現(xiàn)場生產和維護。

　　在現(xiàn)階段設計的小方坯連鑄機中，結晶器振動支承梁一般采用鋼結構梁方式進行支承，鋼結構梁不僅剛度好、強度高，而且占用空間小，安裝檢修方便[1] 。

　　由于小方坯連鑄機流間距較小，結晶器振動支承梁一般設計成一根整體梁，多流結晶器振動共用一根振動支承梁。因此，多流小方坯結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。

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

　　1.1 振動支承梁結構概述

　　某小方坯連鑄機共有8流，結晶器振動型式為半板簧機械式四連桿機構，采用電機減速器驅動，結晶器及振動裝置的冷卻水及噴淋水進口布置在內弧側。

　　由于連鑄機流間距比較小，結晶器振動的支承梁設計成一根整體梁，8流結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安裝底座上，兩端底座焊接在已經預埋入二冷室墻壁的錨固框架上。

　　結晶器振動的支承梁為鋼板焊接機加工件，采用箱型梁結構，內部全水冷。

　　1.2 振動支承梁問題概述

　　在該小方坯連鑄機投產運行數(shù)月后，結晶器振動區(qū)域的設備問題逐漸顯現(xiàn)，主要問題如下：

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

　　(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)在正常生產過程中，振動裝置支承梁區(qū)域的有關附屬設備和相關建筑物出現(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過程中進行檢測，而振動支承梁的中部需要等待停澆后，模仿澆注模式進行檢測。

　　2.1 振動支承梁端部檢測

　　在正常生產(拉速2.9 m/min，對應振頻290次/min)的過程中，對振動支承梁的端部進行檢測，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中是否發(fā)生扭曲提供參考。

　　(1)對沿著鑄流方向左側的振動支承梁端部，利用結晶器振動檢測儀進行在線檢測，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的振動支承梁端部，利用結晶器振動檢測儀進行在線檢測，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)連鑄機停澆后，所有結晶器振動單元本體同時起振，且均對應振頻200次/min，對振動裝置支承梁中部，利用結晶器振動檢測儀進行在線檢測，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)連鑄機停澆后，所有結晶器振動單元本體同時起振，且均對應振頻240次/min，對振動裝置支承梁中部，利用結晶器振動檢測儀進行在線檢測，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）連鑄機停澆后，所有結晶器振動單元本體 同時起振，且均對應振頻280次/min，對振動裝置支 承梁中部，利用結晶器振動檢測儀進行在線檢測， 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，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，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，結合周圍構造物，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，增強整個水平支承的剛度和強度。

　　3.2 振動支承梁端部固定

　　根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結合振動支承梁本身，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行加強固定。

　　(1)原振動支承梁的安裝底座略顯薄弱，不能滿足現(xiàn)場生產需要，后續(xù)改進將安裝底座改為箱型結構，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)改進在振動支承梁兩端側面各布置一個側面支座，并與振動支承梁上、下面板進行焊接，通過高強螺栓連接安裝底座和已經焊接于振動裝置支承梁的側面支座;同時在振動裝置支承梁下部設置擋塊。

　　(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。