CN100560736C - 高炉无料钟布料器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金冶炼设备技术领域，公开了一种高炉无料钟布料器设备。本发明由旋转驱动装置、上部旋转支承、旋转体、提升油缸、升降平台、齿条、扇形齿轮、轴承座、溜槽转轴等组成。由电动机驱动通过齿轮传动实现机构回转，带动溜槽作圆周旋转运动；由液压提升油缸驱动通过齿条齿轮实现溜槽转轴转动，使溜槽作上下摆动运动。本发明设备机构简单，受力合理，运动轨迹明确，工作可靠，安全性能好，使用寿命长。可用于各种高炉工程。
Description
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，公开了一种高炉无料钟布料器设备，适用于大中型高炉的应用。
背景技术
目前国内使用的高炉无料钟布料器除采用PW形式外，目前国内采用通过平台升降转化为曲柄转动的溜槽传动方式存在曲柄转动在水平方向有滑移，溜槽传动轴的瞬时角速度有变化，造成倾动速度不稳定，曲柄头部小轮在滑槽内滑动，小轮和滑道磨损严重。目前仅推广应用于小型高炉，对大型高炉来说该结构受力将更加不利，难以保证正常使用。
发明内容
本发明的目的是为满足对大型高炉无料钟布料器国产化需要，吸取各种先进经验和技术，设计研制出适用于大型高炉的无料钟布料器设备。
本发明的目的通过如下方式实现：主要由旋转电机、上部减速器、旋转小齿轮、中心喉管、上部旋转支承、旋转体、下部旋转支承、升降平台、水冷系统及隔热材料、溜槽传动轴、导向装置、升降油缸、连杆、轴承座、扇形齿轮、齿条、压轮、壳体、溜槽等组成。旋转电机安装在上部减速器上，上部减速器输出轴安装的旋转小齿轮与上部旋转支承的大齿轮啮合，上部旋转支承的内圈与壳体固定，上部旋转支承的外圈与旋转体连接，溜槽传动轴通过轴承座固定在旋转体上，溜槽安装在溜槽传动轴上。升降油缸固定在壳体上，升降油缸通过连杆连接升降平台，升降平台与下部旋转支承的外圈固定，在下部旋转支承的内圈上安装齿条，齿条与装在溜槽传动轴上的扇形齿轮啮合。
工作原理：旋转电机安装在上部减速器上，上部减速器输出轴安装的旋转小齿轮与上部旋转支承的大齿轮啮合，旋转电机旋转带动上部旋转支承的外圈与旋转体旋转，安装在旋转体上的轴承座、溜槽传动轴随着旋转，带动溜槽旋转，实现溜槽的旋转运动功能。3个升降油缸固定在壳体上，升降油缸通过连杆连接升降平台，升降平台与下部旋转支承的外圈固定，油缸伸缩运动带动升降平台下降或上升，带动安装在下部旋转支承的内圈上齿条下降或上升，带动溜槽传动轴上的扇形齿轮旋转，从而带动溜槽倾动，实现溜槽的倾动运动功能。
本发明采用齿条齿轮传动很好地解决了上述问题，使溜槽倾动角度线性化，倾动速度稳定，易于角度的检测控制。同时也解决了该部位磨损严重的问题。同时，将上部减速机的结构简化为一般齿轮减速机，不需要通过行星减速机构来平衡由于溜槽旋转传动带来的溜槽倾动角变化。溜槽旋转和倾动完全独立。将原有的PW形式齿轮箱的下部减速机(齿轮+蜗轮+齿轮)简化为齿条齿轮传动，传动准确平稳，溜槽转动轴的瞬时角速度不变，提高传递效率。齿条布置位置的选择是有利于整个升降机构的受力，即溜槽向上倾动时油缸杆缩回，油缸杆、中间拉杆、齿条均受拉力；溜槽向下倾动时油缸杆伸出，油缸杆、中间拉杆、齿条在台架和溜槽重力的作用下帮助溜槽向下倾动。因此整个受力有利于杆系的稳定。
旋转运动为单一的齿轮系传动，旋转运动主要部件的重心基本在壳体中心，因此旋转运动较为平稳。
倾动运动的驱动为3个油缸，液压采用闭环控制伺服系统，使油缸运动同步。为了防止升降台架的偏摆，升降台架上安装有3组导向轮，使升降台架只能沿轨道上下运动；3组导向轮中的每一个导向轮均为偏心轴设计，方便调整与导轨的间隙。齿条齿轮传动准确平稳，将PW的三级传动(齿轮+蜗轮+齿轮)改为单级，减少了齿侧间隙的累积，提高了传动精度。溜槽传动轴的瞬时角速度不变，避免了国内其他布料器的曲柄传动在水平方向的滑移，造成倾动速度不稳定和滑槽磨损。为了使扇形齿轮与齿条有效啮合，不出现卡死或偏移，齿条与台架连接设计为关节轴承，齿条设计带有凸缘与齿轮贴合，加上齿条压紧轮装置，保证了齿条与扇形齿轮的啮合。
溜槽的旋转和倾动传动控制完全独立，相互之间没有干涉，既可单独传动，也可同时传动。溜槽旋转采用VVVF变频调速，可根据工艺布料环的大小调整速度，使物料均匀布落到炉内。使用编码器控制随时了解布料溜槽的旋转位置。溜槽倾动油缸安装内置式位置传感器，控制油缸的同步动作，同时反映溜槽的倾动角度。油缸升降行程设计只满足溜槽最大倾动角度需要，因此最大优势在于不会使溜槽超过倾动角度范围，控制失灵也不会造成事故。
布料器采用循环冷却水进行受热部件的冷却。在受热部件(旋转体)内侧均布置有多路冷却水管，水流通过上部集水槽经过冷却管流到下部集水槽，然后排出。另外在受热部件的外侧均涂铺有隔热耐火材料。加上在箱体内进行充氮气，氮气压力略高于炉顶压力，对箱体内部起到防尘降温。总体效果使箱体内部温度达到正常，有利于齿轮、轴承的正常工作。
本发明结构紧凑、动作灵活、机构可靠。采用电机传动驱动溜槽旋转，液压缸驱动溜槽倾动，具有较好的稳定性，易于控制。整个操作过程通过设定程序控制实现，满足工艺布料轨迹要求。可用于各种高炉工程。
附图说明
图1是本发明的装配安装示意图
图2是本发明的装配右侧视图
图中，1为旋转电机、2为上部减速器、3为旋转小齿轮、4为中心喉管、5为上部旋转支承、6为旋转体、7为下部旋转支承、8为升降平台、9为隔热耐火材料、10为溜槽传动轴、11为导向装置、12为升降油缸、13为连杆、14为轴承座、15为扇形齿轮、16为齿条、17为压轮、18为壳体、19为溜槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明：
旋转电机1安装在上部减速器2上，上部减速器2输出轴安装的旋转小齿轮3与上部旋转支承5的大齿轮啮合，上部旋转支承5的内圈与壳体18固定，上部旋转支承5的外圈与旋转体6连接，溜槽传动轴10通过轴承座14固定在旋转体6上，溜槽19安装在溜槽传动轴10上。升降油缸12固定在壳体18上，升降油缸12通过连杆13连接升降平台8，升降平台8与下部旋转支承7的外圈固定，在下部旋转支承7的内圈上安装齿条16，齿条16与装在溜槽传动轴10上的扇形齿轮15啮合。旋转电机1安装在上部减速器2上，上部减速器2输出轴安装的旋转小齿轮3与上部旋转支承5的大齿轮啮合，旋转电机旋转带动上部旋转支承5的外圈与旋转体6旋转，安装在旋转体6上的轴承座14、溜槽传动轴10随着旋转，带动溜槽19旋转，实现溜槽的旋转运动功能。三只升降油缸12固定在壳体18上，升降油缸12通过连杆13连接升降平台8，升降平台8与下部旋转支承7的外圈固定，油缸伸缩运动带动升降平台8下降或上升，带动安装在下部旋转支承7的内圈上齿条16下降或上升，带动溜槽传动轴10上的扇形齿轮15旋转，从而带动溜槽19倾动，实现溜槽的倾动运动功能。
为了防止升降平台8的偏摆，升降平台8上安装有3组导向轮，使升降平台8只能沿轨道上下运动；3组导向轮中的每一个导向轮均为偏心轴设计，方便调整与导轨的间隙。为了使扇形齿轮15与齿条16有效啮合，不出现卡死或偏移，齿条16与升降平台8连接设计为关节轴承，齿条16设计带有凸缘与扇形齿轮15贴合，加上齿条压紧轮装置，保证了齿条16与扇形齿轮15的啮合。
该设备的特点在于整机为实现溜槽19旋转运动为电动机驱动，实现溜槽19倾动为液压驱动。其结构紧凑、动作灵活、机构可靠。相互之间没有干涉，既可单独传动，也可同时传动。
布料器采用循环冷却水进行受热部件的冷却。在受热部件(旋转体6)内侧均布置有多路冷却水管及在受热部件的外侧均涂铺有隔热耐火材料9，水流通过上部集水槽经过冷却管流到下部集水槽，然后排出。另外，加上在箱体内进行充氮气，氮气压力略高于炉顶压力，对箱体内部起到防尘降温。总体效果使箱体内部温度达到正常，有利于齿轮、轴承的正常工作。
本发明结构紧凑、动作灵活、机构可靠。采用电机传动驱动溜槽旋转，液压缸驱动溜槽倾动，具有较好的稳定性，易于控制。整个操作过程通过设定程序控制实现，满足工艺布料轨迹要求。可用于各种高炉工程。
Claims (5)
1.高炉无料钟布料器，主要由旋转电机(1)、上部旋转支承(5)、旋转体(6)、升降平台(8)、溜槽传动轴(10)、升降油缸(12)、连杆(13)、轴承座(14)、扇形齿轮(15)、齿条(16)、壳体(18)和溜槽(19)构成，其特征在于：旋转电机(1)安装在上部减速器(2)上，上部减速器(2)输出轴安装的旋转小齿轮(3)与上部旋转支承(5)的大齿轮啮合，上部旋转支承(5)的内圈与壳体(18)固定，上部旋转支承(5)的外圈与旋转体(6)连接，溜槽传动轴(10)通过轴承座(14)固定在旋转体(6)上，溜槽(19)安装在溜槽传动轴(10)上，升降油缸(12)固定在壳体(18)上，升降油缸(12)通过连杆(13)连接升降平台(8)，升降平台(8)与下部旋转支承(7)的外圈固定，在下部旋转支承(7)的内圈上安装齿条(16)，齿条(16)与装在溜槽传动轴(10)上的扇形齿轮(15)啮合。
2.根据权利要求1所述高炉无料钟布料器，其特征在于：3只升降油缸(12)固定在壳体(18)上。
3.根据权利要求1所述高炉无料钟布料器，其特征在于：升降平台(8)上安装有3组导向轮；3组导向轮中的每一个导向轮均为偏心轴，齿条(16)与升降平台(8)连接为关节轴承，齿条(16)带有凸缘与扇形齿轮(15)贴合，压轮(17)压紧齿条(16)。
4.根据权利要求1所述高炉无料钟布料器，其特征在于：旋转体(6)内侧均布置有多路冷却水管及在受热部件的外侧均涂铺有隔热耐火材料(9)，水流通过上部集水槽经过冷却管流到下部集水槽，然后排出。
5.根据权利要求1所述高炉无料钟布料器，其特征在于：在箱体内进行充氮气，氮气压力略高于炉顶压力。
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