摘 要：采用水冷箱型钢梁作为振动支承梁，结构简单且方便实用，但容易出现刚度不足和振动干扰等现象。结合相关小方坯连铸机工程，对振动支承梁进行检测和改进，为类似振动支承梁提供借鉴参考。

　　关键词：振动装置支承梁;刚度;检测;分析;改进

　　在小方坯连铸机中，结晶器振动的支承方式一般分为：混凝土墩子支承和钢结构梁支承。由于承载的负荷大，且结晶器振动在电机或者液压缸的驱动下做规律的往复运动，支撑结构承载的是循环冲击载荷，若采用混凝土墩子支承，必然导致墩子基础过大，且不利于现场生产和维护。

　　在现阶段设计的小方坯连铸机中，结晶器振动支承梁一般采用钢结构梁方式进行支承，钢结构梁不仅刚度好、强度高，而且占用空间小，安装检修方便[1] 。

　　由于小方坯连铸机流间距较小，结晶器振动支承梁一般设计成一根整体梁，多流结晶器振动共用一根振动支承梁。因此，多流小方坯结晶器振动的振动支承梁面临的条件是：跨度大、承受的载荷大，而且是循环冲击载荷。

　　为了保证连铸机的精度，生产合格的铸坯，这就要求结晶器振动的振动支承梁必须具有足够的强度和刚度[1-2] 。

　　1.1 振动支承梁结构概述

　　某小方坯连铸机共有8流，结晶器振动型式为半板簧机械式四连杆机构，采用电机减速器驱动，结晶器及振动装置的冷却水及喷淋水进口布置在内弧侧。

　　由于连铸机流间距比较小，结晶器振动的支承梁设计成一根整体梁，8流结晶器振动安装在振动支承梁上;为保证振动支承梁的稳定性和可靠性，振动支承梁两端分别设计成固定端和滑动端，螺栓连接并配置挡铁焊接固定于两侧安装底座上，两端底座焊接在已经预埋入二冷室墙壁的锚固框架上。

　　结晶器振动的支承梁为钢板焊接机加工件，采用箱型梁结构，内部全水冷。

　　1.2 振动支承梁问题概述

　　在该小方坯连铸机投产运行数月后，结晶器振动区域的设备问题逐渐显现，主要问题如下：

　　(1)铸坯产生横裂及拉断，造成漏钢现象频繁，严重影响生产作业效率和产能提升。而铸坯产生横裂恰恰和振动装置区域设备密切相关。

　　(2)个别流振动单元本体在振动过程中，出现振动干扰，如：某一流振动单元本体单独起振，另外某一流振动单元本体出现振动干扰。

　　(3)在正常生产过程中，振动装置支承梁区域的有关附属设备和相关建筑物出现不同程度的振动情况。根据上述问题现象，初步分析结晶器振动的支承梁明显的刚度不足，需跟踪观察，确定后续改进方案。

　　考虑安全因素以及现场操作空间的限制，振动支承梁的端部可在生产过程中进行检测，而振动支承梁的中部需要等待停浇后，模仿浇注模式进行检测。

　　2.1 振动支承梁端部检测

　　在正常生产(拉速2.9 m/min，对应振频290次/min)的过程中，对振动支承梁的端部进行检测，根据检测的数据以判断端部的连接螺栓是否紧固以及端部挡块是否松动，同时对振动支承梁在实际生产中是否发生扭曲提供参考。

　　(1)对沿着铸流方向左侧的振动支承梁端部，利用结晶器振动检测仪进行在线检测，其中z轴为垂直方向、x轴为垂直于铸流方向、y轴为铸流方向，检测的3组数据如表1所示。

　　(2)对沿着铸流方向右侧的振动支承梁端部，利用结晶器振动检测仪进行在线检测，其中z轴为垂直方向、x轴为垂直于铸流方向、y轴为铸流方向，检测的3组数据。

　　2.2 振动支承梁中部检测

　　(1)连铸机停浇后，所有结晶器振动单元本体同时起振，且均对应振频200次/min，对振动装置支承梁中部，利用结晶器振动检测仪进行在线检测，其中z轴为垂直方向、x轴为垂直于垂直铸流方向、y 轴为铸流方向，检测的3组数据如表3所示。

　　(2)连铸机停浇后，所有结晶器振动单元本体同时起振，且均对应振频240次/min，对振动装置支承梁中部，利用结晶器振动检测仪进行在线检测，其中z轴为垂直方向、x轴为垂直于垂直铸流方向、y 轴为铸流方向，检测的3组数据。

（3）连铸机停浇后，所有结晶器振动单元本体 同时起振，且均对应振频280次/min，对振动装置支 承梁中部，利用结晶器振动检测仪进行在线检测， 其中z轴为垂直方向、x轴为垂直垂直铸流方向、y轴 为铸流方向，检测的3组数据。

　　2.3 振动支承梁检测分析

　　通过结晶器振动检测仪检测振动装置支承梁端部和中部得到的数据，综合比对分析可得出以下结论：

　　(1)振动装置支承梁的端部，在 z 轴(垂直方向)和x轴(垂直于铸流方向)的检测数据，完全在合理范围内，可断定无问题。

　　(2)振动装置支承梁的端部，在 y 轴(铸流方向)，尽管设置挡块和对穿螺栓把紧，但仍有约 0.2 mm的位移量，推测装置振动支承梁可能发生扭曲。

　　(3)振动装置支承梁的中部，在 z 轴(垂直方向)和x轴(垂直于铸流方向)的检测数据，完全在合理范围内，可断定无问题。

　　(4)振动装置支承梁的中部，在 y 轴(铸流方向)，有约0.5 mm的位移量，推测振动装置支承梁可能发生扭曲。

　　根据现场实际情况，结合周围构造物，为限制Y 轴(铸流方向)的位移，改善振动装置支承梁的工况，在振动装置支承梁和中间罐车高轨混凝土梁之间增设3个水平支承，分别位于振动支承梁端部和中部。

　　该水平支承一端焊接于振动支承梁侧面，延伸至中间罐车高轨混凝土梁下方;中间罐车高轨混凝土梁两侧布置厚钢板，螺栓穿越厚钢板和混凝土梁(图2)固定，厚钢板下方焊有水平支承梁，上方有加固筋板，与下部水平支承梁焊接，并配以必要的筋板，增强整个水平支承的刚度和强度。

　　3.2 振动支承梁端部固定

　　根据现场实际情况，结合振动支承梁本身，为限制y轴(铸流方向)的位移，改善振动装置支承梁的工况，对振动支承梁端部进行加强固定。

　　(1)原振动支承梁的安装底座略显薄弱，不能满足现场生产需要，后续改进将安装底座改为箱型结构，并将安装底座与振动装置支承梁的接触面积加大。

　　(2)原振动装置支承梁两端分别设计成固定端和滑动端，固定端采用燕尾挡块卡住振动支承梁下部，并将挡块焊接在安装底座上;滑动端采用方形挡块挡住振动装置支承梁下部，并将挡块焊接在安装底座上。所有挡块，均设置于振动支承梁两端下部，而振动支承梁两端上部未有任何限制措施。

　　后续改进在振动支承梁两端侧面各布置一个侧面支座，并与振动支承梁上、下面板进行焊接，通过高强螺栓连接安装底座和已经焊接于振动装置支承梁的侧面支座;同时在振动装置支承梁下部设置挡块。

　　(3)原振动支承梁的安装底座与锚固框架焊接面积较小，后续改进采用坡口+角焊缝，同时安装底座与锚固框架接触面板开圆孔，以增加焊缝面积。