CN101173319A - 一种高炉无料钟炉顶布料器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶炼设备的技术领域，公开了一种高炉无料钟炉顶布料器装置。主要由倾动溜槽、差动回转轴承环、溜槽倾动齿轮齿条机构、同步齿轮减速机、溜槽回转齿轮机构、回转轴承、回转座及布料器壳组成，在整个传动系中采用了刚性机械同步、全齿轮系传动，故具有很高的可靠性和传动效率，并具有溜槽倾动和回转传动独立控制性和运动显示线性特征；而在主要的倾动传动同步机构可安置在布料器的外部，提高了设备的可维护性和可靠性。本发明简单可靠、维护便利、制造难度制造成本低、减少设备的维护运行费用，节能并环保。可广泛用于高炉的回转布料、螺旋布料、扇形布料、定点布料等。
Description
技术领域
本发明属于冶炼设备的技术领域，公开了一种高炉无料钟炉顶布料器装置。
背景技术
高炉无料钟炉顶布料器装置是冶金高炉设备中核心设备。目前国内外该设备的技术种类繁多。但整体上可归纳为两大类，第一类是为PW公司差速齿轮传动，其利用蜗轮蜗杆将回转运动转化为倾动溜槽倾动。第二类是以国内开发的差动回转轴承环技术，将差动回转轴承环的升降直线运动转化为溜槽倾动。国内在该技术方面作的工作很多，如链条传动、丝杆传动、连杆机构传动、液压驱动等，但均有各种缺陷，无法在大高炉上实施。如丝杆传动结构传动效率低、安装要求高易产生卡阻，国内成功者较少；连杆机构传动则结构传动的非线性，机构有侧向载荷易造成机构卡阻，大型化时机构可靠性不高，寿命低；液压驱动则由于采用了柔性同步，对液压同步要求高，升降机构导向结构尺寸大，在实现大型化时结构尺寸大，同时液压系统的投资及使用成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉无料钟炉顶布料器装置，以实现各种规格高炉的回转布料、螺旋布料、扇形布料、定点布料等功能。并具有良好的可靠性、经济性和可维护性。
本发明由于在整个传动系中采用了刚性机械同步、全齿轮系传动，故具有很高的可靠性和传动效率，使其整体的机构传动效率是目前最高的(理论分析达75％)；并具有溜槽倾动和回转传动独立控制性和运动显示线性特征。而在主要的倾动传动同步机构可安置在布料器的外部，提高了设备的可维护性和可靠性。
本发明通过如下方式实现：
本发明主要由驱动齿轮、升降齿条、差动回转轴承、溜槽回转座、倾动溜槽、扇形齿轮、倾动驱动齿条、布料器壳体、导向轮、溜槽回转驱动齿轮、回转轴承、中心导料管、溜槽回转动力装置、齿轮同步轴、联轴器、分流同步齿轮减速机、倾动动力装置和导轮等组成。
升降齿条铰接在差动回转轴承的外圈，溜槽的倾动驱动齿条铰接在差动回转轴承的内圈；回转轴承的内圈与布料器壳体联接，回转轴承外圈齿圈又与溜槽回转座联接；扇形齿轮安装在溜槽回转座的底板上，溜槽回转座的中部通过一个中心导料管；两组导向轮组安装在差动回转轴承的内圈，每个导向轮组有三个导轮，成270度三面包裹在溜槽回转座上的两根导轨上；扇形齿轮与倾动溜槽联接；回转轴承将溜槽回转座、倾动溜槽、扇形齿轮、倾动驱动齿条吊挂在布料器壳体上。驱动齿轮的转动带动升降齿条上下运动，升降齿条与差动回转轴承联接带动其水平升降运动。
溜槽的倾动：驱动齿轮和升降齿条构成差动回转轴承的升降机构，驱动齿轮和升降齿条的数量各为3根及3根以上。当驱动齿轮同步转动时，升降齿条在导轮的导向下升降，带动差动回转轴承整体水平升降，差动回转轴承内圈上的倾动驱动齿条在导轮的导向下升降，带动扇形齿轮的转动，扇形齿轮的转动带动倾动溜槽的倾动，溜槽倾动功能实现。
在本发明中采用了同步轴、联轴器、分流同步齿轮减速机的轴系-齿轮系机械同步及动力传递，使四只驱动齿轮同步转动，满足了差动回转轴承环水平升降同步要求。
溜槽回转过程如下：溜槽回转驱动齿轮转动带动回转轴承外圈齿圈转动，从而带动溜槽回转座旋转；溜槽回转座旋转，一方面带动扇形齿轮和倾动溜槽回转，另一方面又驱动导向轮组回转，从而带动差动回转轴承的内圈转动，并带动倾动驱动齿条完全跟随溜槽回转座回转，此时差动回转轴承内外圈有相对转动，但倾动驱动齿条不受任何弯曲。
本发明工作时，倾动溜槽既旋转又倾动，其动作分别由溜槽回转动力装置和倾动动力装置独立驱动，中心导料管则将物料导入倾动溜槽中，使物料流向指定处。
本发明具有以下优点：
1)全齿轮传动，机械同步，高传动效率，高可靠同步，其传动系中均为可靠的齿轮齿条传动，传动效率高于PW的系统。
2)溜槽倾角和回转运动互不干涉，独立控制；且倾角和回转角均为线性特征，显示直观，控制方便。
3)外置式同步机构，齿轮尺寸小，设备安装、制造、维护及使用便利。
附图说明
图1是本发明的装配主剖视图
图2是本发明的装配俯视图
图中，件1为驱动齿轮、件2为升降齿条、件3为差动回转轴承、件4为溜槽回转座、件5为倾动溜槽、件6为扇形齿轮、件7为倾动驱动齿条、件8为布料器壳体、件9为导向轮组、件10为溜槽回转驱动齿轮、件11为回转轴承、件12为中心导料管、件13为溜槽回转动力装置、件14为齿轮同步轴、件15为联轴器、件16为分流同步齿轮减速机、件17为倾动动力装置、件18、19为导轮。
具体实施方式
下面结合附图对发明的具体实施例作进一步说明：
四根升降齿条2铰接在差动回转轴承3的外圈，两根溜槽的倾动驱动齿条7铰接在差动回转轴承3的内圈；回转轴承11的内圈与布料器壳体8联接，回转轴承11外圈齿圈又与溜槽回转座4联接，扇形齿轮6安装在溜槽回转座4两侧的底板上，中心导料管12安装在布料器壳体8的中心，并穿过溜槽回转座4的中心区域；两组导向轮组9安装在差动回转轴承3的内圈上，每个导向轮组9有三个导轮，成270度三面包裹在溜槽回转座4上的两根导轨上，扇形齿轮6与倾动溜槽5联接；回转轴承11将溜槽回转座4、倾动溜槽5、扇形齿轮6、倾动驱动齿条7吊挂在布料器壳体8上，随溜槽回转座4转动。导轮18安装在升降齿条2的背部，使升降齿条2被夹持在驱动齿轮1与导轮18之间；导轮19安装在倾动驱动齿条7的背部，使倾动驱动齿条7被夹持在扇形齿轮6与导轮19之间；溜槽回转动力装置13安装在布料器壳体8的外壳上，其传动出轴伸入布料器壳体8，溜槽回转驱动齿轮10安装在溜槽回转动力装置13的出轴上。一根齿轮同步轴14将两只驱动齿轮1轴向连接，使两只驱动齿轮1同步转动，采用4点提升时有两根同步轴；分流同步齿轮减速机16的两根出轴通过联轴器15连接到驱动齿轮1的轴上，倾动动力装置17安装在分流同步齿轮减速机16上，当倾动动力装置17的轴转动时，带动4只驱动齿轮1同时转动。
溜槽的倾动：四条(附图1中只一组，附图2中有4组)升降齿条2铰接在差动回转轴承3的外圈，两条溜槽的倾动驱动齿条7铰接在差动回转轴承环3的内圈；当四只驱动齿轮1同步转动时，四条升降齿条2在导轮18的导向下升降，带动差动回转轴承3整体水平升降，差动回转轴承3内圈上的倾动驱动齿条7在导轮18的导向下升降，带动扇形齿轮6的转动，扇形齿轮(6)的转动驱动倾动溜槽5倾动，溜槽倾动功能实现。
当差动回转轴承3的内外圈有相对转动时，升降齿条2和倾动驱动齿条7的传动不受影响，溜槽倾动功能也能实现。。
在差动回转轴承3水平升降过程中，多提升吊点升降的刚性同步是关键技术，否则机构在升降过程中会产生卡阻。本发明采用了齿轮同步轴14、联轴器15、分流同步齿轮减速机16构成的轴系-齿轮系机械同步及动力传递机构，满足了差动回转轴承3水平升降的吊点同步运动。
溜槽的回转：回转轴承11的内圈与布料器壳体8联接，回转轴承11外圈齿圈又与溜槽回转座4联接，扇形齿轮6安装在溜槽回转座4两侧的底板上，中心导料管12安装在布料器壳体8的中心，并穿过溜槽回转座4的中心区域；两组导向轮组9安装在差动回转轴承3的内圈上，每个导向轮组9有三个导轮，成270度三面包裹在溜槽回转座4上的两根导轨上，扇形齿轮6与倾动溜槽5联接；回转轴承11将溜槽回转座4、倾动溜槽5、扇形齿轮6、倾动驱动齿条7吊挂在布料器壳体8上随溜槽回转座4转动。
溜槽回转过程如下：溜槽回转驱动齿轮10转动带动回转轴承11外圈齿圈转动，从而带动溜槽回转座4旋转；溜槽回转座4旋转，一方面带动扇形齿轮6和倾动溜槽5回转，另一方面又驱动导向轮组9回转，从而带动差动回转轴承3的内圈转动，并使倾动驱动齿条7完全跟随溜槽回转座4回转。此时差动回转轴承3内外圈有相对转动，但倾动驱动齿条7不受任何弯曲。
本发明工作时，倾动溜槽5既旋转又倾动，其动作分别由溜槽回转动力装置13和倾动动力装置17独立驱动，中心导料管12则将物料导入倾动溜槽5中，使物料流向指定处。
驱动齿轮和升降齿条构成差动回转轴承的升降机构，采用4根升降齿条提升主要是其具有更大的力学稳定区域，并利于机构布置及减小齿条上的载荷，对提高安全性及系统可靠性有优势。驱动齿轮和升降齿条的数量可各为3根及3根以上。
本发明具有很高的可靠性和传动效率，使其整体的机构传动效率是目前最高的(理论分析达75％)；并具有溜槽倾动和回转传动独立控制性和运动显示线性特征。而在主要的倾动传动同步机构可安置在布料器的外部，提高了设备的可维护性和可靠性。本发明简单可靠、维护便利、制造难度制造成本低、减少设备的维护运行费用，节能并环保。可广泛用于高炉的回转布料、螺旋布料、扇形布料、定点布料等。
Claims (7)
1.一种高炉无料钟炉顶布料器装置，主要由驱动齿轮(1)、升降齿条(2)、倾动溜槽(5)、扇形齿轮(6)、倾动驱动齿条(7)、布料器壳体(8)、溜槽回转驱动齿轮(10)、中心导料管(12)、溜槽回转动力装置(13)、齿轮同步轴(14)、分流同步齿轮减速机(16)和倾动动力装置(17)组成，其特征在于：导轮(18)安装在升降齿条(2)的背部，使升降齿条(2)被夹持在驱动齿轮(1)与导轮(18)之间；升降齿条(2)连接在差动回转轴承(3)上；驱动齿轮(1)的转动带动升降齿条(2)上下运动，升降齿条(2)与差动回转轴承(3)联接带动差动回转轴承(3)的同步升降。
2.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：2根齿轮同步轴(14)分别将两只驱动齿轮(1)轴向连接；分流同步齿轮减速机(16)的两根出轴通过联轴器(15)连接到驱动齿轮(1)的轴上，倾动动力装置(17)安装在分流同步齿轮减速机(16)上，当倾动动力装置(17)的轴转动时，带动4只驱动齿轮(1)同时转动。
3.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：两根溜槽的倾动驱动齿条(7)铰接在差动回转轴承(3)的内圈；导轮19安装在倾动驱动齿条(7)的背部，使倾动驱动齿条(7)被夹持在扇形齿轮(6)与导轮(19)之间；回转轴承(11)将溜槽回转座(4)、倾动溜槽(5)、扇形齿轮(6)、倾动驱动齿条(7)吊挂在布料器壳体(8)上，回转轴承(11)的内圈与布料器壳体(8)联接，回转轴承(11)外圈齿圈又与溜槽回转座(4)联接，扇形齿轮(6)安装在溜槽回转座(4)的底板上；倾动驱动齿条(7)的升降由差动回转轴承(3)的升降拉动，并带动扇形齿轮(6)的转动，扇形齿轮(6)带动倾动溜槽(5)倾动。
4.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：升降齿条(2)与差动回转轴承(3)的外环相连，2根倾动驱动齿条(7)与差动回转轴承(3)的内环相连。
5.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：回转轴承(11)的内圈与布料器壳体(8)联接，溜槽回转座(4)吊挂在回转轴承(11)的外圈，导向轮(9)安装在差动回转轴承(3)的内圈上。当溜槽回转驱动齿轮(10)转动，带动回转轴承(11)的外圈转动，从而带动溜槽回转座(4)、扇形齿轮(6)、倾动溜槽(5)、导向轮(9)、差动回转轴承(3)的内圈、倾动驱动齿条(7)的整体回转。
6.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：驱动齿轮(1)和升降齿条(2)构成差动回转轴承(3)的升降机构，驱动齿轮(1)和升降齿条(2)的数量各为3根及3根以上。
7.根据权利要求1所述的一种高炉无料钟炉顶布料器装置，其特征在于：倾动溜槽(5)既旋转又倾动，其动作分别由溜槽回转动力装置(13)和倾动动力装置(17)独立驱动，中心导料管(12)则将物料导入倾动溜槽(5)中，使物料流向指定处。
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