CN104726626A - 一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法，该开铁口机包括底座、立柱、转臂、轨梁、回转机构和钻冲机构，转臂的一端与立柱相铰接，另一端与轨梁的中部相铰接，钻冲机构包括钻头和行走小车，行走小车带动钻头沿轨梁直线往复运动，回转机构包括第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸驱动转臂旋转，第二液压缸驱动轨梁旋转，还包括控制机构，使轨梁运行轨迹精确定位，也可根据炉前情况及时调整轨梁的运行轨迹。本发明结构简单，提高了开铁口机的适应性，保证了轨梁运行轨迹的精确性。

Description

一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法

技术领域

本发明属于高炉开铁口机的技术领域，尤其涉及一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法。

背景技术

高炉冶炼需要定期开铁口和堵铁口，开铁口机是用于打开铁口通道的重要设备，开铁口机是间歇工作，且在其不工作时要为堵铁口的泥炮腾开作业空间，因此，就需要回转机构来实现开铁口机的工作位和待机位之间的切换，另外，为了减少铁水对开铁口机的热辐射和喷溅，以及给泥炮等设备提供工作空间，一般都要求开铁口机的回转机构转过较大的角度，此角度至少要大于90°。

对于上述问题，现有以下几种方案：第一种方案是利用单油缸驱动转臂带动轨梁及冲钻机构旋转，实现了开铁口机在工作位和待机位之间的切换，此方案的优点在于结构简单实用，制造组装方便，其缺点是回转角度不能过大，否则机构不紧凑，占用空间较大；第二种方案是仍然采用单油缸为驱动源，在方案一的基础上增加一套杆机构，从而使整个机构变为六杆机构或双四连杆机构，最终实现较大角度的回转；第三种方案是仍然采用单油缸为驱动源，在方案二的基础上引入多杆机构，最终实现更大角度的回转，但其加大了机构的复杂性。

上述的方案一中的轨梁在旋转机构平面内的任意一点的轨迹就是以转臂与固定底座的铰接点为圆心，以此铰接点到此点的距离为半径的一段圆弧，圆弧的度数与机构回转角度相等。方案二和方案三中的轨梁的轨迹均为复合曲线，不易直接计算，需要借助多杆机构的解析法或软件仿真进行求解。因此会使得开铁口机和泥炮的空间运动轨迹的计算量变得复杂，且无论不同高炉炉前布置的差异大小，均需要对每座高炉炉前进行针对性的精确的复杂轨迹运算，这将大大增加机构的设计工作量，降低了开铁口机的适应性。

另外上述三种方案中，一旦机构设计完毕，轨梁轨迹即被完全确定下来，均不具备轨梁的运动轨迹在线调整功能，因此就无法避开炉前临时障碍物，也无法满足炉前的特殊布置要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法，使开铁口机的运动轨迹可在线调节、钻具能在线精确定位，提高开铁口机的自动化性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种具有双油缸回转机构的开铁口机，包括底座、立柱、转臂、轨梁、回转机构和钻冲机构，所述立柱竖直安设于所述底座的中心位置，立柱与所述转臂的一端相铰接，转臂的另一端与所述轨梁的中部相连，轨梁上设有直线轨道，所述钻冲机构包括钻头和行走小车，所述钻头安设于所述行走小车上，所述行走小车安设于轨梁上，并可沿所述轨道直线往复运动，其特征在于，所述转臂的另一端与所述轨梁的中部相铰接；所述回转机构包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸的筒体与所述立柱相铰接，第一液压缸的活塞杆顶部与所述转臂相铰接，所述第二液压缸的筒体与所述转臂相铰接，第二液压缸的活塞杆顶部与所述轨梁相铰接；还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器和第二位移传感器分别安设于第一液压缸和第二液压缸内部，第一位移传感器和第二位移传感器的输出端分别与所述PLC控制器相连。

按上述方案，所述轨梁上设有测距仪，所述测距仪的输出端与所述PLC相连。

按上述方案，所述第一液压缸和第二液压缸均设于所述转臂上背对铁口的一侧。

按上述方案，所述第一液压缸和第二液压缸的外部均设有伸缩式防护罩。

采用上述一种具有双油缸回转机构的开铁口机的回转方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据理想铁口通道的长度确定钻头的长度；

2)根据炉前场地的布局设定最优的轨梁运行轨迹，以避开固定障碍物；

3)根据最优的轨梁运行轨迹确定所述第一液压缸的活塞杆的伸缩距离h1和第二液压缸的活塞杆的伸缩距离h2；

4)所述PLC控制器同时或依次向所述第一液压缸和第二液压缸发出启动指令，当第一液压缸的活塞杆的伸出h1时，PLC控制器接收到所述第一位移传感器发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的伸出h2时，PLC控制器接收到所述第二位移传感器发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，此时，PLC控制器向行走小车发出启动指令，行走小车带动钻头完成整个钻冲操作；

5)PLC控制器同时或依次向所述第一液压缸和第二液压缸发出启动指令，并提高第一液压缸和第二液压缸的缩进速度，当第一液压缸的活塞杆的缩进h1时，PLC控制器接收到所述第一位移传感器发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的缩进h2时，PLC控制器接收到所述第二位移传感器发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，完成整个复位操作。

按上述方案，所述步骤4)中还包括如下步骤：当在轨梁的运行轨迹中出现临时障碍物时，所述测距仪向PLC控制器发出信号后，PLC控制器向所述第二液压缸发出停止指令。

本发明的有益效果是：1、提供一种具有双油缸回转机构的开铁口机及回转方法，实现了开铁口机工作位和待机位之间的回转运动；2、通过双液压缸的配合驱动，可使轨梁产生多种不同的轨迹曲线，提高了整个机构适应不同炉前布置的性能；3、控制机构可根据炉前情况实时改变轨梁的运行轨迹，使钻具中心线能在线自动重新与预定的铁口通道中心线重合，且可使轨梁及时停止运行，避开炉前出现的临时障碍物；4、可调节液压缸的驱动速度，可使机构快速退回至待机位，减缓铁水的喷溅和高温的辐射影响，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的运行轨迹示意图。

其中：1.底座，2.立柱，3.转臂，4.轨梁，5.钻头，6.行走小车，7.第一液压缸，8.第二液压缸，9.测距仪，10.第一位移传感器，11.第二位移传感器，12.第一液压缸的活塞杆，13.第二液压缸的活塞杆。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-2所示，一种具有双油缸回转机构的开铁口机，包括底座1、立柱2、转臂3、轨梁4、回转机构和钻冲机构，立柱竖直安设于底座的中心位置，立柱与转臂的一端相铰接，转臂的另一端与轨梁的中部相铰接，轨梁上设有直线轨道；钻冲机构包括钻头5和行走小车6，钻头安设于行走小车上，行走小车安设于轨梁上，并可沿轨道直线往复运动；回转机构包括第一液压缸7和第二液压缸8，第一液压缸的筒体与立柱相铰接，第一液压缸的活塞杆12顶部与转臂相铰接，第二液压缸的筒体与转臂相铰接，第二液压缸的活塞杆13顶部与轨梁相铰接；还包括控制系统，控制系统包括PLC控制器、第一位移传感器10和第二位移传感器11，第一位移传感器和第二位移传感器分别安设于第一液压缸和第二液压缸内部，第一位移传感器和第二位移传感器的输出端分别与PLC控制器相连，轨梁上设有测距仪9，测距仪的输出端与所述PLC相连，测距仪分别设于轨梁的前端、中部和尾部，测距仪器可以是声波测距仪或雷达测距仪，放置在轨梁最前端的测距仪器需要选用耐高温的型号。

第一液压缸7和第二液压缸8均设于转臂3上背对铁口的一侧，以减少对两个液压缸的热辐射和喷溅，第一液压缸和第二液压缸的外部均设有伸缩式防护罩，以保护活塞杆。

本开铁口机的回转方法，包括如下步骤：

(1)根据理想铁口通道的长度确定钻头5的长度；

(2)根据炉前场地的布局设定最优的轨梁运行轨迹，以避开固定障碍物；

(3)根据最优的轨梁运行轨迹确定第一液压缸的活塞杆12的伸缩距离h1和第二液压缸的活塞杆13的伸缩距离h2；

(4)PLC控制器同时或依次向第一液压缸和第二液压缸发出启动指令，当第一液压缸的活塞杆的伸出h1时，PLC控制器接收到所述第一位移传感器10发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的伸出h2时，PLC控制器接收到第二位移传感器11发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，此时，PLC控制器向行走小车发出启动指令，行走小车带动钻头完成整个钻冲操作；

(5)PLC控制器同时或依次向第一液压缸7和第二液压缸8发出启动指令，并提高第一液压缸和第二液压缸的缩进速度，当第一液压缸的活塞杆的缩进h1时，PLC控制器接收到第一位移传感器发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的缩进h2时，PLC控制器接收到第二位移传感器发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，完成整个复位操作。

在步骤4)中还包括如下步骤：当在轨梁的运行轨迹中出现临时障碍物时，测距仪9向PLC控制器发出信号后，PLC控制器向第二液压缸8发出停止指令，当临时障碍物被移除后，PLC控制器重新启动第二液压缸，继续完成钻冲操作。

Claims (6)

1.一种具有双油缸回转机构的开铁口机，包括底座、立柱、转臂、轨梁、回转机构和钻冲机构，所述立柱竖直安设于所述底座的中心位置，立柱与所述转臂的一端相铰接，转臂的另一端与所述轨梁的中部相连，轨梁上设有直线轨道，所述钻冲机构包括钻头和行走小车，所述钻头安设于所述行走小车上，所述行走小车安设于轨梁上，并可沿所述轨道直线往复运动，其特征在于，所述转臂的另一端与所述轨梁的中部相铰接；所述回转机构包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸的筒体与所述立柱相铰接，第一液压缸的活塞杆顶部与所述转臂相铰接，所述第二液压缸的筒体与所述转臂相铰接，第二液压缸的活塞杆顶部与所述轨梁相铰接；还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器和第二位移传感器分别安设于第一液压缸和第二液压缸内部，第一位移传感器和第二位移传感器的输出端分别与所述PLC控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有双油缸回转机构的开铁口机，其特征在于，所述轨梁上设有测距仪，所述测距仪的输出端与所述PLC相连。

3.根据权利要求1所述的一种具有双油缸回转机构的开铁口机，其特征在于，所述第一液压缸和第二液压缸均设于所述转臂上背对铁口的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种具有双油缸回转机构的开铁口机，其特征在于，所述第一液压缸和第二液压缸的外部均设有伸缩式防护罩。

5.根据权利要求2所述的一种具有双油缸回转机构的开铁口机的回转方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据理想铁口通道的长度确定钻头的长度；

2)根据炉前场地的布局设定最优的轨梁运行轨迹，以避开固定障碍物；

3)根据最优的轨梁运行轨迹确定所述第一液压缸的活塞杆的伸缩距离h1和第二液压缸的活塞杆的伸缩距离h2；

4)所述PLC控制器同时或依次向所述第一液压缸和第二液压缸发出启动指令，当第一液压缸的活塞杆的伸出h1时，PLC控制器接收到所述第一位移传感器发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的伸出h2时，PLC控制器接收到所述第二位移传感器发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，此时，PLC控制器向行走小车发出启动指令，行走小车带动钻头完成整个钻冲操作；

5)PLC控制器同时或依次向所述第一液压缸和第二液压缸发出启动指令，并提高第一液压缸和第二液压缸的缩进速度，当第一液压缸的活塞杆的缩进h1时，PLC控制器接收到所述第一位移传感器发出的信号后，向第一液压缸发出停止指令，当第二液压缸的活塞杆的缩进h2时，PLC控制器接收到所述第二位移传感器发出的信号后，向第二液压缸发出停止指令，完成整个复位操作。

6.根据权利要求5所述的一种具有双油缸回转机构的开铁口机的回转方法，其特征在于，所述步骤4)中还包括如下步骤：当在轨梁的运行轨迹中出现临时障碍物时，所述测距仪向PLC控制器发出信号后，PLC控制器向所述第二液压缸发出停止指令。