CN102676183B - 卧式制动力矩自增摆线-齿条推焦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及推焦装置技术领域，一种卧式制动力矩自增摆线-齿条驱动推焦装置，包括推焦支座、支承辊、推焦杆及制动力矩自增传动装置，传动装置包括转子轴、偏心轴承、摆线轮、针齿壳、针销及输出机构，其特征在于：输出轴用轴承支承在前、后机架内孔，与驱动齿轮啮合的长齿条横断面呈“凸”形，置于推焦杆长槽中，长槽两侧面的上沿面对齿条“凸”形的两肩限位，驱动齿轮顺针转时推焦杆前移，反之后移，两侧轮与中间轮相位差180°，两侧轮宽等于中间轮一半，制动件包括两组V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧。有益效果齿轮齿条啮合精度好，降低推焦杆振动；重量轻45-60％、价格低50-65％；制动力矩随阻力矩增加而自增大；输入轴上处于静、动平衡。
Description
【技术领域】
本发明涉及炼焦炉推焦装置技术领域，一种卧式制动力矩自增摆线-齿条推焦装置。
【背景技术】
包钢焦炉厂论文《6m焦炉推焦杆振动的研究》指出：推焦装置中的推焦杆往复作功时会产生振动，其主要原因是推焦杆受热后逐步有《塌腰》趋势的变形，推焦杆变形使齿轮-齿条侧隙与顶隙严重偏离理论值(侧隙3.5-5、顶隙8-12)：实测推焦杆前部齿条处侧隙6.8-7.2、顶隙14.8；中部侧隙7.5-7.8、顶隙18；后部侧隙7.6-8、顶隙17.2(单位：mm)。
国内宝钢、武钢、邯钢、昆钢、山焦及包钢等的6m焦炉推焦杆都出现不同程度振动，严重时产生共振而造成炉底砖松动、开缝、炉头砖正面移位及燃烧室串漏等等(6m焦炉主要尺寸：炭化室长15140mm、高5650mm、平均宽450mm)；
推焦装置包括推焦杆、推焦支座及传动装置：电机YZR355L110kW、n1＝582rpm、n2＝14.6rpm，推焦杆(包括推焦头、滑履)支承在支承辊上，支承辊中有三组带有侧辊以防止推焦杆跑偏，推焦杆系箱体结构，齿条设在杆的上部，当推焦杆进入炉内后，为了支承推焦杆，设有滑履，其底部高低可调。采用磁涡流制动器WZ355L与液压块式制动器YWZ-400/90-10进行推焦全过程的速度调节，以实现无冲击推焦。为防止突然停电而烧毁炉内推焦杆，设有手动装置。
传动装置为一级锥齿+二级平行轴齿轮的三级减速结构：i=2.045×3.962×4.923＝39.9、驱动齿轮(Z＝15、m＝40)一齿条实现推焦杆进、退、推焦速度27.4m/min、行程25774mm。
【发明内容】
本发明目的提供一种作功时齿轮-齿条传动平稳、推焦杆不振动及用价格低、机械效率相同的单级摆线取代背景技术的卧式制动力矩自增摆线-齿条驱动推焦装置。
技术方案：
(A)驱动齿轮与输出轴用花健滑动联接，使驱动齿轮具有一定的浮动量用以补偿与齿条的侧隙与顶隙，长齿条置于推焦杆相应长槽中，间隙配合，齿条底部支承在滑动辊上，滑动辊联接在推焦杆中，因此推焦杆往复作功中，当推焦杆出现“塌腰”变形时，由于齿条不是固定在推焦杆之上而使齿条不会产生较大变形，齿轮-齿条的侧隙与顶隙仍处于理论值，齿轮-齿条平稳传动，大大降低了齿轮-齿条冲击力与推焦杆振动。
(B)用单级摆线减速取代三级减速：朱孝录《齿轮传动设计手册》6页、《齿轮手册》上1-12页：摆线效率η＝0.9～0.98≈0.94，因而可取代背景技术《锥齿+二级硬齿面减速器》。
(C)制动件中的两组钢球V型槽装置是钢球V型槽自动加压装置改进的(见于阮忠唐《机械无级变速器》90页)：第一组由主动V型槽盘、中间盘一侧从动V型槽盘及二V型槽面间的钢球组成，中间盘与锥盘联接；第二组由中间盘另一侧主动V型槽盘、第二从动V型槽盘及二V型槽面中间的钢球组成。工作原理：通电时，第一组主动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力推动中间盘从动V型槽盘使摩擦副分离，制动力矩消失，其周向分力驱动与第二组从动V型槽盘联接的输出轴作功；断电时，输入轴仃止，阻力矩使第二从动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力使摩擦副压紧，制动力矩要多大有多大。
【有益效果】比照背景技术，其创造性体现在：
(1)推焦杆往复作功中，保证齿轮-齿条啮合精度，大大降低了冲击力与推焦杆振动；
(2)背景技术《锥齿+二级硬齿面减速器》(承载力72000Nm)与DCY-500型硬齿面减速器(见于JB/T9002-1999)相当，机重4340kg、价格113930元；本发明重量减轻45-60％、价格可降低50-65％。理论计算数据如下：中心圆半径Rz＝275、接触系数Y1max＝1.43、B＝21/42
接触应力σjmax＝(8914/Rz){Y1maxT2/B}0.5＝1605(MPa)
许用接触应力[σH]＝1617(MPa)(HB600-600)(见于徐灏《机械设计手册》卷1.4-289页)；
(3)摆线轮齿及半埋针销不会断，因而承载能力大，可靠性高；
(4)制动力矩随阻力矩增加而自动增大，因此可取代磁涡流制动器WZ355L与液压块式制动器YWZ-400/90-10进行推焦全过程的速度调节，以实现无冲击推焦。
【附图说明】图1.本发明实施例结构示意图
图2、3分别为钢球与V型槽断电(制动)、通电(作功)时受力原理图
【具体实施方式】下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.2.与3.一种卧式制动力矩自增摆线-齿条推焦装置，包括推焦支座1、支承辊2、推焦杆3及制动力矩自增传动装置，所述推焦杆3包括推焦头、滑履为箱体结构，所述推焦杆3支承在支承辊2上，支承辊2中有三组带有侧辊以防止推焦杆3跑偏，支承辊2联接在推焦支座1的底部，所述制动力矩自增传动装置包括传动件与制动件，所述传动件包括输入轴21及装在输入轴21上的第一、二偏心轴承20、19、摆线轮、针齿壳34、针销35及输出机构，输出机构包括输出轴11、柱销14及柱套，其特征在于：
(A)所述输出轴11两端分别用第一、二轴承10、12支承在前、后机架9、13内孔，装置在第一、二轴承10、12之间的驱动齿轮8与输出轴11用花健滑动联接，使驱动齿轮8具有一定的浮动量用以补偿与长齿条5之间的侧隙与顶隙，驱动齿轮8与长齿条5啮合，将背景技术悬臂装置的驱动齿轮8改进为简支结构而提高了齿轮-齿条的啮合精度，长齿条5横断面呈“凸”形，置于推焦杆3相应长槽中，间隙配合，依靠长槽两侧面的上沿面对长齿条5“凸”形的两肩进行限位，上沿面与“凸”形两肩之间有间隙，长齿条5底部支承在滑动辊4上，滑动辊4联接在推焦杆3中，工作原理是：驱动齿轮8顺时针转时，长齿条5带动推焦杆3向前移动，反之，驱动齿轮8逆时针转时，长齿条5带动推焦杆3向后移动，由于长齿条5不是固定在推焦杆3之上，因此当推焦杆3出现“塌腰”时，齿轮-齿条的侧隙与顶隙仍处于理论值，前、后机架9、13紧固在减速机底板7上，所述减速机底板7、底脚6及推焦支座1顺次联接一体，所述摆线轮中两侧相同摆线轮16与中间摆线轮17相位差180°，两侧摆线轮16轮宽等于中间摆线轮17的一半，柱套15、18分别对应于摆线轮16、17，所述针齿壳34联接在后机架13内孔，针销35半埋在针齿壳34中，称半埋齿结构(朱孝录《齿轮传动设计手册》828页)，使针销具有很高弯曲力；
(B)所述制动件包括联接在后机架13端面的中筒22、与中筒22联接的前筒31及中、前筒内腔装置的两组V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧，其中：
所述摩擦副包括内锥体33与锥盘32，其中内锥体33联接在前筒31内孔，锥盘32与中间盘27联接，摩擦副分离的轴向理论值为x；
所述两组V型槽盘机构中，第一组主动V型槽盘29联接在电机转子轴30上，中间盘27一侧为第一从动V型槽盘，主、从二V型槽之间有钢球28，第二组从动V型槽盘25与输入轴21的外花键轴伸端滑动联接，中间盘27另一侧为第二组主动V型槽盘、主、从二V型槽之间有钢球26，均布的钢球数与V型槽数相等；
所述复位弹簧24一端靠紧杯型弹簧座23内底，另一端靠紧第二组从动V型槽盘25端面，复位弹簧24使锥盘32与内锥体33摩擦副压紧，所述杯型弹簧座23的外端面紧靠输入轴21轴肩、而开口端与第二组从动V型槽盘25之间的间隙等于摩擦副分离的轴向理论值x，所述输入轴21用轴承支承在中筒22内孔。
制动原理：通电时，与电机转子轴30联接的第一组主动V型槽盘29的V型槽面对钢球28产生正压力：轴向分力推动中间盘27的从动V型槽盘使摩擦副分离(轴向距离x)，制动力矩消失；周向分力驱动与第二组从动V型槽盘25花键联接的输入轴19转动作功。显然第一组钢球V型槽装置功能是离合器，第二组钢球V型槽装置功能是联轴器；当断电时，电机转子轴30仃止，阻力矩使第二从动V型槽盘25的V型槽面对钢球26产生正压力，其轴向分力使摩擦副压紧，因而制动力矩要多大有多大。
Claims (1)
1.一种卧式制动力矩自增摆线-齿条推焦装置，包括推焦支座(1)、支承辊(2)、推焦杆(3)及制动力矩自增传动装置，所述推焦杆(3)为箱体结构，包括推焦头、滑履，所述推焦杆(3)支承在支承辊(2)上，支承辊(2)中有三组带有侧辊以防止推焦杆(3)跑偏，支承辊(2)联接在推焦支座(1)的底部，所述制动力矩自增传动装置包括传动件与制动件，所述传动件包括输入轴(21)及装在输入轴(21)上的第一、二偏心轴承(20、19)、摆线轮、针齿壳(34)、针销(35)及输出机构，输出机构包括输出轴(11)、柱销(14)及柱套，其特征在于：
(A)所述输出轴(11)两端分别用第一、二轴承(10、12)支承在前、后机架(9、13)内孔，装置在第一、二轴承(10、12)之间的驱动齿轮(8)与输出轴(11)用花键滑动联接，驱动齿轮(8)与长齿条(5)啮合，所述长齿条(5)横断面呈“凸”形，置于推焦杆(3)相应长槽中，间隙配合，依靠长槽两侧面的上沿面对长齿条(5)“凸”形的两肩进行限位，上沿面与“凸”形两肩之间有间隙，长齿条(5)底部支承在滑动辊(4)上，滑动辊(4)联接在推焦杆(3)中，前、后机架(9、13)紧固在减速机底板(7)上，所述减速机底板(7)、底脚(6)及推焦支座(1)顺次联接一体，所述摆线轮中两侧相同摆线轮(16)与中间摆线轮(17)相位差180°，两侧摆线轮(16)轮宽等于中间摆线轮(17)的一半，柱套(15、18)分别对应于摆线轮(16、17)，所述针齿壳(34)联接在后机架(13)内孔，针销(35)半埋在针齿壳(34)中；
(B)所述制动件包括联接在后机架(13)端面的中筒(22)、与中筒(22)联接的前筒(31)及中、前筒内腔装置的两组V型槽盘机构、摩擦副与复位弹簧，其中：
所述摩擦副包括内锥体(33)与锥盘(32)，其中内锥体(33)联接在前筒(31)内孔，锥盘(32)与中间盘(27)联接，摩擦副分离的轴向理论值为x；
所述两组V型槽盘机构中，第一组主动V型槽盘(29)联接在电机转子轴(30)上，中间盘(27)一侧为第一组从动V型槽盘，主、从二V型槽之间有钢球(28)，第二组从动V型槽盘(25)与输入轴(21)的外花键轴伸端滑动联接，中间盘(27)另一侧为第二组主动V型槽盘、二V型槽之间有钢球(26)，均布的钢球数与V型槽数相等；
所述复位弹簧(24)一端靠紧杯型弹簧座(23)内底，另一端靠紧第二组从动V型槽盘(25)端面，复位弹簧(24)使锥盘(32)与内锥体(33)摩擦副压紧，所述杯型弹簧座(23)的外端面紧靠输入轴(21)轴肩、而开口端与第二组从动V型槽盘(25)之间的间隙等于摩擦副分离的轴向理论值x，所述输入轴(21)用轴承支承在中筒(22)内孔。
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