CN1127497A - 伸缩式吊杆 - Google Patents

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Abstract

用带有交流电源的电弧炉熔炼炼铁基合金的方法，该电弧炉含有：几个置于炉底的吹氧口；至少一个位于金属熔池与清层接触区的煤粉风口；至少一个与煤粉吹管相配合的超声喷管，在工作位置时，该超声喷管紧靠熔池表面，而煤粉吹管位于清层表面附近，电弧炉还有多个燃烧嘴，它们设置在炉子的冷却侧壁上，用来输送氧基气体和可燃物质。炉子可加入多种炉料。熔化过程包括熔化开始的第一工步、熔化第二工步，精炼工步和出钢工步。

Description

伸缩式吊杆
本发明涉及包括至少一个外构件和至少一个内构件的伸缩式吊杆，各构件设计成一个空心的剖面具有上缘及下缘，上缘具有半筐形外形，具有两个圆弧边，下缘用一个U形的衬套与其连接，各构件用前后轴承安装在相连的构件上。
实践中如从移动式起重机已知的这种类型的吊杆。负载挂在延伸出的内构件的前端使得内构件以它的下缘对外构件下缘的前端部施加一负载。这时，内构件后端以其上缘对外构件上缘施加一负载。在本发明范围中，“前”方指朝向吊杆接受负载的自由端的方向，而“后”方指朝向与吊杆自由端相对的端的方向。
考虑到要传递大的力，对前端后轴承付以了专门的注意。除了可靠的支承外，这些轴承同时要抵抗构件轮廓横截面不希望有的变形。一般，滑动件完全支承在前后轴承上。各滑动件固定在一个构件上的侧边缘的滑动轴承座上，并在相对侧支承在邻接的构件上。需要用凸边形式的增强支承装置以接受作用在滑动件和轴承座上的力。一般，内构件的凸边制成构件的横截面形状是连续的，结合构成滑动件的外壳，而前轴承的凸边通常从外面装在外构件上，它由沿吊杆纵向有150mm至300mm尺寸的刚性材料构成。因此凸边减小了所述构件的有效延伸长度。如图6(现有技术)所示，内构件不能完全缩入，因为内凸边妨碍它们如此缩入。在前轴承具有外凸边区域也有类似的情况。
DE—OS1531174提出了具有多边形横截面的伸缩吊杆的滚柱轴承。为了接受受到负载时的边缘应力，下缘的各边加上一外辊，而上缘各边加上一内辊。当构件相互滑入另一构件时，内外辊以不利方式相互妨碍，使得构件有效延伸长度减少至少为并排设置的辊的直径的和。另外，内辊在内构件空心轮廓横截面中占了很大的空间，因此只有很小的空间用于装在里面的伸缩柱体，进行吊杆的延伸。
本发明的一个目的是提供一种开头说明的伸缩吊杆，该吊杆可以接受高的负载力并具有构件的稳定轴承和较大的有效延伸长度。
按照本发明的目的由下面措施达到：在所述的前轴承有一滑动件，设在下缘之间的区域中只在弧形区，而后轴承有分开的滑动轴承半衬套，设在上缘的区域只在各圆弧边处。
考虑这种支承，在两个相邻构件之间的力只通过圆弧形部分传送，圆弧形部分比现有技术中轴承块的平直表面的刚性更好。这样防止了表面鼓胀以及轮廓横截面的变形。凸边的作用可限制在防止构件在其端部伸出的措施。由于凸边不再接受全范围的支承力，它可制成沿构件的轴向更短。在实践中，凸边可减少到约为50mm。这意味着单个构件(如图5所示)可相互伸缩进更大的程度，使得可以得到更长的有效延伸长度。
另一方面，滑动件和滑动轴承半衬套可制成更薄。虽然现有技术要求它们厚40至50mm，但是本发明中它们厚度可减小至小于20mm。这意味着外构件中有更大的空间装其它的内构件这样也增加了有效的延伸长度。采用本发明的支承结构，没有问题可以滑动七个构件一个滑进另一个，而最外构件的横截面不超过普通伸缩式吊杆的外横截面。采用现有技术的支承结构，至今最大只能把五个构件一个滑入另一个中。
另外，滑动件和滑动轴承中衬套的精度可相当精确地与圆弧边及下缘形状适配。轴承结构允许横截面的平直部分稍些变形而圆弧部分保证构件相互正确的支承。结果，可以去掉现有技术中通常要求的附加的精度补偿元件。
滑动件和滑动轴承半衬套可在圆弧部分有利地自对中。因此，不需要在它们横截面圆周方向固定。
在一个特别有利的实施例中，在所述的下缘之间的区域，所述的后轴承有至少一个衬套形的滑动件，它在与所述的上缘相连的所述的下缘的各边部分延伸。这种结构对于接受例如移动式起重机转动时产生的横向力特别有利。衬套形滑动件防止吊杆横截面的扭曲。
后轴承应包括设在下缘之间区域的两个分开的滑块件，各个滑块件分别设在与上缘相连的下缘的曲边处。因此，衬套形滑动元件分成两个分开的滑块件，各承受扭曲力。可取滑下缘下面U形点的支承轴承。因为没有严格要求的公差，方便该区域轮廓横截面的制造。
在本发明的一个变型中，前轴承在上缘之间的区域没有一分离的滑动轴承半衬套，仅设在各圆弧形边缘处。这些附加的滑动轴承半衬套也防止在圆弧边的横截面的扭曲。
最好，后轴承的滑块件和滑动轴承半衬套固定在内构件上。
前轴承的滑块件和滑动轴承半衬套可专门固定在外构件上。
在一个最佳实施例中，在所述的圆弧边区，在所述的内外构件之间的径向距离大于在所述的上缘的平直部分的距离。结果滑动轴承半衬套可制成在圆弧边区域稍厚，使它们可传送更大的力。减小其余在平直部分的空间可节省空间。
最好，所述前轴承和/或后轴承的外圆弧边的圆心点和内圆弧边的圆心点相互分开，所述的外圆弧边的圆心点比所述的内圆弧边的圆心点更靠近圆弧边。这样增加了在圆弧部分滑动轴承中衬套的空间，因此在相邻的直线部分可保持较小距离。
最好，所述的圆弧边的滑动轴承半衬套和/或所述的前轴承和/或后轴承的下缘部分的滑动件延伸超过圆弧部分进入平直部分，但是在相对运动的构件侧，所述的滑动件和所述的滑动轴承半衬套只在圆弧部分与所述的构件连接。这样把在相对运动的构件上的滑动轴承半衬套和滑动元件的支承限止在稳定的圆弧部分。这样防止了构件的卡住，因为导入力的区域(弧度区)的端不与滑动轴承半衬套的端边重合。例如在固定滑动件的构件上，滑动件延伸入平直部分，使得在轮廓横截面的周边方向滑动件独立地定位于圆弧部分与平直部分的过渡部分。
最好，所述的上缘的平直部分的滑动轴承半衬套和/或在所述的下缘的滑动件在相对运动侧以与直线部分成角度α与所述的构件分开。这个逐渐倾斜的区域以特别有效的方式防止构件阻塞。
在一个专门实施例中，所述的外构件在前轴承区有一前凸边，所述的内构件在后轴承区有一后凸边，所述的凸边分别作为所述的滑动件，滑动轴承半衬套和滑块件的轴向支面。凸边增强了外形，并且防止构件端部的扩张和变形，同时滑动件可以定位在凸边上。
建议所述的前后凸边的板厚是各吊杆轮廓的板厚的1.2至2.5倍。
在本发明一个变型中，所述的上缘的板厚不同于所述的下缘的板厚。
在一个专门实施例中，所述的下缘的U形衬套包括两个分开的圆弧形衬套，它们由在两个衬套之间的平直腹板连接起来。这种专门的U形轮廓横截面是特别合适的，因为它有大的抗弯力矩。按照本发明，横向力也传送到轮廓的弧形区，也就是通过圆弧形衬套传到下缘，因此整个轮廓有很好的抗鼓胀性，因为弧形部分的衬套作用，利用了衬套的薄膜作用。
最好，腹板的长度与轮廓的宽度的关系近似于1∶3。这里在构件的上缘与下缘之间平直侧的距离作为轮廓的宽度。
前轴承应该在所述的下缘之间的区域有一分开的滑动件设有各圆弧形衬套的区域。力也在前轴承的下缘区只通过圆弧形部分传送。单个构件宽度上的公差也可被滑动件的分开的分开设置合适地补偿。另外，因为周边张力切向导入，在过渡到上缘的平直侧的区域或过渡到平直腹板的区域没有力矩。
最好，所述的内外构件间的径向距离在所述的圆弧衬套区域比在所述的下缘的平直部分的大。
在一个最佳实施例中，所述的前轴承的外圆弧衬套的圆心点与所述的内圆弧衬套的圆心点分开，所述的外圆弧衬套的圆心点比所述的内圆弧衬套的圆心点更靠近所述的圆弧衬套。
所述的轮廓宽度与轮廓高度之比为1∶1.15至1∶1.4。
所述的上缘的圆弧边和相邻的下缘的圆弧部分之间的平直部分的长度与轮廓高度之比为1∶1.6至1∶2。
下面参照附图及实施例更详细地说明本发明，附图中：
图1是示出局部插入内部构件的外部构件一部分的简化的局部剖面图；
图2是沿图1中A—A线切取的剖面图；
图3是沿图1中B—B线切取的剖面图；
图4是沿图1中B—B线切取的剖面局部放大的剖面图，其中滑动件在圆边区；
图5是本发明吊杆的三个可伸缩构件的后端的简化的剖面图；
图6是现有技术的吊杆的带有宽的后套圈的三个可伸缩构件的简化的剖面图；
图7是通过具有八个构件的本发明吊杆的前轴承的横剖面图，构件的下缘有两个隔开的圆弧形衬套。
图1到3各示出外构件14和内构件16。内部构件的部分长度上位于外部构件14的前段里面。各构件包括两个弯曲的钢板制的半衬套，它们通过纵向的焊缝连接起来。各构件的上缘1具有U形的形状，带有四分之一个圆周的圆弧边R。在图2和图3中，内构件16的圆弧边标为Ri，而外构件14的圆角标为Ra，该两圆弧边延伸过60°至90°。
两构件14，16的下缘是半圆形，半径等于相关的上缘的宽度b的一半。不用说，内构件16的下缘2的半径相应地小于外构件16下缘的半径。上下缘的板的厚度可以不同。
焊在一起的上下缘在纵向侧的前端有一个前凸边7，在后端有后凸边8，它们是焊上的钢板的形式。这些凸边制成耐腐蚀的并且用作轴承。各下缘2设有一前轴承3，各上缘1设有一后轴承4。
两个凸边7和8同时形成至少设在内构件和外构件之间的轴承区中的塑料制的滑动件10和滑动轴承半衬套12的止挡件。塑料(最好是聚酰胺)制的滑动件10，其形状与内构件16的下缘和外构件14的下缘之间的半圆形内空间的形状相应，设在装在下缘的各轴承3的区域中。另外，设在装在上缘1的各轴承4的区域中，支承滑动轴承半衬套12设在两个圆弧边Ri和Ra区域中至少在内上缘和外上缘之间的两个内空间中，如图3所示。最好半圆形滑动件10向上延伸到图2，3中标号c表示的水平线。
滑动件10和滑动轴承半衬套12分别固定在外构件14上。
两个轴承3，4的配合允许把横向力及弯曲力矩从内构件传到相连的外构件。
如图1所示，如果力F作用在内构件16上，则力会产生力矩M，该力矩M又产生横向力Qv和Qh、横向力Qv使内构件的下缘变形成椭圆形。通过滑动件10，该横向力Qv导入外构件14。使外构件的横截面也变形成椭圆形。更具体说，横截面沿垂直方向拉长，而沿水平方向缩短。由于加到内构件上的压力，通过法氏(Fass-dauge)效应，上述横向缩短引起轴承3的有利的稳定。另外，由于滑动件10赋予的大表面接触，可防止鼓胀。另外，作用在半圆形下缘上的横向力Qv阻止了不希望出现的鼓胀，使得可利用衬套的薄膜作用。因此，板的厚度可以减薄，这样减少了无用重量。
后轴承力Qh使后轴承4区域中的外构件14的内表面张紧。如图3所示，在后轴承4的区域，两个内弧边部分Ri通过两个滑动轴半衬套12与两个外圆弧边部分Ra连接起来，其中内圆弧边部分在内构件16上，而外圆弧边部分在外构件上。对于后轴承4，应注意滑动轴承半衬套12没有支承在分开的凸边上(像现有技术那样)，而是由内构件16的弧形板支承着。同时，基于加入负载，可利用凸缘的盘形作用。依次，还产生这样的作用，在本发明的可伸缩的吊杆中，滑动轴承半衬套12和滑动件10的宽度(也就是沿吊杆的纵向尺寸)取决于相关的凸边8的宽度。如上面所述，这种结构也导致可用的吊杆长度的增加。
前凸边7和后凸边8的板厚最好为各吊杆型材所用钢板厚度的1.2到2.5倍。
如图2所示，塑料制的滑动轴承半衬套18可分别在外圆弧边Ra和内圆弧边Ri之间的空间内设在前凸边7上。代替如图2所示的两个滑动轴承半衬套18，可以只设一个单一的滑动件。滑动轴承半衬套18必须设计及安排成使得防止内构件16在外构件14内倾斜。
加到滑动轴承半衬套18的轴承不是被力永久地作用着。
如图3所示，塑料制的滑块件15可设在后凸边8的区域中，也就是在下缘区。这些滑块件15设在内构件16的半圆形下缘和外构件14的半圆形下缘之间。最好它们的上端延伸到水平线c。代替图3中滑块件5成两分开的结构，滑块件15也能成整体件结构。通常，滑块件15必须设计及安排成使得内构件16不在外构件14里面倾斜，因为上述滑动件起到专门对内构件施加侧向力或横向力的元件。
上述的滑动轴承半衬套18(图2)只在最大的延伸状态受载，也就是只在内构件最小的夹紧长度支承着内构件防止侧向滑脱(倾斜)。
图4示出在内构件16的后端在上缘1的两圆弧边Ri、Ra之间的一个滑动轴承半衬套12。在圆弧边Ri、Ra的区域，两个上缘1之间的距离大于上缘1的平直部分之间的距离。圆弧边Ri、Ra有分开的圆心Ma、Mi，其中圆弧边Ra的圆心Ma分别与滑动轴承半衬套12和圆弧边Ri、Ra更近。在图中，圆心Ma由两条半径ra交点表示，而圆心Mi也类似地由两条半径ri表示。
滑动轴承半衬套12固定在内构件16上，使得它相对于外构件的圆弧边Ra作相对运动。滑动轴承半衬套12延伸到连接圆弧边Ri、Ra的平直部分，在平直部分衬套也靠在内构件16上。从转为平直部分的过渡处开始，相对于外构件14，滑动轴承半衬套12以角度α从外构件14缩回。因此，它只在圆弧边Ra区域靠着外构件14。与图4类似，还可设有前端的滑动轴承半衬套18。该滑动轴承半衬套18在平直部分靠在外构件14上，并在平直部分，以角度α从内构件16的上缘1往上缩。
图5示出了具有三个构件的可伸缩的吊杆。在垂直剖面图中，示出了后滑动轴承半衬套12的剖面图。该衬套一侧靠着一个小的后凸边8，另一侧与一边缘20相邻接。边缘20是对滑动轴承半衬套12部分的周边限制。在所示的伸缩状态，邻接构件的滑动轴承半衬套12部分重叠，因此相互可滑入另一构件中很大的范围。
图6示出现有技术的轴承设置的缩回状态下的三个构件。这些构件通过圆形的包围物支承在另一构件之中，轴承元件30各容放在一个半筐形的轴承座31中，轴承座31相对于相配的构件朝里偏移。轴承座31的边界分别由连续跨过构件横截面的两个凸边32形成。
如图6所示，由于稳定的原因使用连续的凸边32阻碍内构件16的进一步插入，使得构件16的后端必须平列设置。另外，如图所示，沿径向轴承元件30基本比本发明的滑动件12更厚(图5)。
图7中，示出的本发明的可伸缩的吊杆具有八个构件，其中各下缘2的U形衬套由分开的两个四分之一圆形的弧形衬套33形成。在弧形衬套33之间设有与圆弧边Ri、Ra之间上缘1的平直部分平行延伸的直的腹板34。
基本为四分之一圆形的滑动件10分别设置在两相邻构件的弧形衬套33之间。滑动件10与弧形衬套33的弧形部分形状相配合。滑动件10各固定在它们的外构件14上，并在下缘2和上缘1之间在该侧分别延伸到平直腹板34及平直侧边35。在内构件16一侧，滑动件10仅靠在弧形衬套33的弧形部分。在平直部分，滑动件10类似于图4所示的滑动轴承半衬套12的端部。从弧形部分开始，滑动件在内构件16一侧以角度α从内构件后成斜锥形区。当然，后轴承4也可设置在下缘部分2，如图7所示。在该情形下，设置滑动块件15作为弧形衬套33。
不用说在图7所示的横剖面中，在上缘部分1，如其它图中所示的实施例那样，在圆弧边Ri、Ra区域可选择滑动轴承半衬套18同样的设置。

Claims (20)

1.一种伸缩式吊杆，包括至少一个外构件(14)和至少一个内构件(16)，各内外构件设计成空心的剖面具有上缘(1)及下缘(2)，所述的上缘(1)有半筐形轮廓具有两个圆弧边(Ri、Ra)，下缘(2)用一个U形的衬套与其连接，各构件用前后轴承(3，4)安装在相连的构件上，其特征在于所述的前轴承(3)有一滑动件(10)，设在下缘(2)之间的区域只在弯曲处，而所述的后轴承(4)有分开的滑动轴承半衬套(12)，设在上缘(1)之间的区域，只在各圆弧边(Ri，Ra)处。
2.按照权利要求1所述的吊杆，其特征在于所述的下缘(2)之间的区域，所述的后轴承(4)有至少一个衬套形的滑动件(15)，它在与所述的上缘(1)相连的所述的下缘(2)的各曲边部分延伸。
3.按照权利要求1或2所述的吊杆，其特征在于所述的后轴承(4)包括设在所述的下缘(2)之间的区域的两个分开的滑块件(15)，各个滑块件(15)分别设在与所述的上缘(1)相连的下缘(2)的曲边处。
4.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的前轴承(3)在所述的上缘(1)之间的区域设有分离的滑动轴承半衬套(18)，仅设在各圆弧形边缘(Ri，Ra)处。
5.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的后轴承(4)的滑块件(15)和滑动轴承半衬套(12)固定在所述的内构件(16)上。
6.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的前轴承(3)的滑动件(10)和滑动轴承半衬套(18)固定在所述的外构件(14)上。
7.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于在所述的圆弧边(Ri，Ra)区，在所述的内外构件(14，16)之间的径向距离大于在所述的上缘(1)的平直部分处所述的距离。
8.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的前轴承(3)和/或所述的后轴承(4)的外圆弧边(Ra)的圆心点(Ma)和内圆弧(Ri)的圆心点(Mi)相互分开，所述的外圆弧边(Ra)的圆心点(Ma)比所述的内圆弧边(Ri)的圆心点(Mi)更靠近圆弧边(Ri，Ra)。
9.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的圆弧边(Ri，Ra)的滑动轴承半衬套(12，18)和/或所述的前轴承(3)和/或后轴承(4)的下缘部分(2)的滑动件(10，15)延伸超过圆弧部分进入平直部分，但是在相对运动的构件侧，所述的滑动件(10，15)和所述的滑动轴承半衬套(12，18)只在圆弧部分与所述的构件连接。
10.按照权利要求9的吊杆，其特征在于在所述的上缘(1)的平直部分的滑动轴承半衬套(12，18)和/或在所述的下缘(2)的滑动件(10，15)在相对运动侧以与直线部分成角度(α)与所述的构件分开。
11.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的外构件(16)在前轴承(3)区有一前凸边(7)，所述的内构件(16)在后轴承(4)区有一个后凸边(8)，所述的凸边(7.8)作为所述的滑动件(10)，滑动轴承半衬套(12，18)和滑块件(15)的轴向支面。
12.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的前后凸边(7.8)的板厚是各吊杆轮廓的板厚的1.2至2.5倍。
13.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的上缘(1)的板厚不同于所述的下缘(2)的板厚。
14.按照上述权利要求中任一项所述的吊杆，其特征在于所述的下缘(2)的U形衬套包括两个分开的圆弧形衬套(33)，它们由在两个衬套之间的平直腹板(34)连接起来。
15.按照权利要求14的吊杆，其特征在于所述的腹板(34)的长度与轮廓宽度的关系近似于1∶3。
16.按照权利要求14或15的吊杆，其特征在于所述的前轴承(3)在所述的下缘(2)之间的区域有分开的滑动件(10)分别设在各圆弧形衬套(33)的区域。
17.按照权利要求14至16中任一项的吊杆，其特征在于所述的内外构件(14，16)间的径向距离在所述的圆弧衬套(33)区域比在所述的下缘(2)的平直腹板(34)部分的大。
18.按照权利要求14至17中任一项的吊杆，其特征在于所述的前轴承(3)的外圆弧衬套(33)的圆心点与所述的内圆弧衬套(33)的圆心点分开，所述的外圆弧衬套(33)的圆心点比所述的内圆弧衬套(33)的圆心点更靠近所述的圆弧衬套(33)。
19.按照上述权利要求中任一项的吊杆，其特征在于所述的外形宽度比外形高度为1∶1.15至1∶1.4。
20.按照权利要求中任一项的吊杆，其特征在于所述的上缘(1)的圆弧边(Ri，Ra)和相邻下缘(2)的圆弧衬套(33)部分之间的平直部分(35)的长度与外形高度之比为1∶1.6至1∶2。
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