CN1173543A - 钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器 - Google Patents

钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高炉炉顶溜槽布料装置,特别是钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器,它的特征在于以钢丝绳、滑轮组组成溜槽α角传动系统,用垂直导柱、垂直平动定向限位滚轮、可调支座、支座轴、滚轮压紧程度调整螺丝等组成垂直平动定向限位装置,并以交流伺服驱动器控制的交流永磁伺服电机作为溜槽α角驱动电机,该溜槽布料器机构简单,传力均匀,运动平稳,加工制造容易,可靠性强,维护方便,溜槽定位精度高,布料器能更好地满足布料工艺要求。

Description

钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器
本发明涉及一种高炉炉顶溜槽布料装置，特别是钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器。它适用于高压、常压操作的高炉，也适用于需要讲究布料的各种竖炉。
目前，高炉的装料设备主要有两大类，即料钟式和溜槽式。溜槽式又称无料钟式。溜槽式布料器具有布料灵活、密封性好的优点，一问世便在大型高炉上迅速推广。英国专利GB1403687及GB1403467所述的布料装置均属于行星差速传动机构。这种传动系统机构复杂、加工制造困难、成本高，维护使用费用高，不利于推广。
中国专利《液压传动布料装置》(专利号：85109284)和中国专利《布料装置》(专利号：86104673)的性能完全可以达到行星差速传动布料器的水平，而在加工制造、安装维护、设备投资等方面都优于行星差速传动机构的布料器。但是，液压传动有液一电转换问题，液压传动系统设备庞大，结构复杂，投资仍较高。
本发明的目的是为高炉提供一种机构更加简单、经济且实用的溜槽布料器，将《液压传动布料装置》(ZL85109284.5)和《布料装置》(ZL86104673)中的液压传动装置改进为钢丝绳、滑轮组传动装置，使溜槽布料器结构更简单紧凑，并坚固耐用，控制精确度高，造价低，能充分满足高炉布料工艺的要求，且利于推广。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种高炉炉顶溜槽布料装置，特别是一种用钢丝绳、滑轮组传动的高炉炉顶溜槽布料装置，它包括传动箱盖(1)、传动箱体(8)、垂直平动轴承托圈(14)、水冷底盘(16)、溜槽托架(19)、溜槽(20)、耳轴(21)、曲柄(22)、曲柄尾轮框架(23)、垂直平动大轴承与曲柄尾轮框架连接轴(24)、垂直平动大轴承(25)、主动小齿轮(26)、上吊挂轴承(27)、减速机(28)、溜槽β角驱动电机(29)、溜槽旋转套筒(30)、喉管(31)、喉管耐磨衬套(32)、曲柄尾轮(36)等，其特征是它还包括钢丝绳卷鼓(2)、α角减速机(3)、溜槽α角驱动电机(4)、上部定滑轮(5)、垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)、卷鼓牵引钢丝绳(7)、动滑轮(9)、下部定滑轮(10)、垂直导柱(11)、垂直平动定向限位滚轮(12)、垂直平动定向限位滚轮的可调支座(13)、滚轮压紧程度调整螺丝(34)和牵引垂直平动大轴承托圈用的闭环钢丝绳(15)，它们组成溜槽α角传动系统。
溜槽α角传动系统中的动滑轮(9)有n个，n＝2～4，上部定滑轮(5)固定在传动箱盖(1)上，共有2n对，n＝2～4，成对分布在传动箱盖(1)圆周上，溜槽α角驱动电机(4)经减速机(3)转动钢丝绳卷鼓(2)，牵动卷鼓牵引钢丝绳(7)，拖动动滑轮(9)，闭环钢丝绳(15)绕过动滑轮(9)，经上部定滑轮(5)，套住垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)，动滑轮(6)有2n个，n＝2～4，垂直平动大轴承(25)保持水平状态作上下运动，从而带动曲柄尾轮框架(23)上下运动，使曲柄(22)、溜槽托架(19)绕耳轴(21)旋转，实现溜槽(20)的α角摆动。
动滑轮(9)有两种排列形式，一是同轴排列，二是一字平面排列。
钢丝绳卷鼓(2)牵引动滑轮(9)有两种方式，一种是只用一个下部定滑轮(10)改变一次卷鼓牵引钢丝绳(7)的运动方向，另一种是通过一个滑轮组来牵引，该滑轮组包括两个平行的下部定滑轮(10)和一个固定在动滑轮(9)的轴架上的动滑轮。
为了垂直平动大轴承平稳顺畅地上下运动，设置有垂直导柱(11)，共有6～12根，沿布料器传动箱体(8)的圆周均匀分布，在垂直平动大轴承托圈(14)与垂直导柱(11)之间设置有相应的6～12对垂直平动定向限位滚轮(12)、垂直平动定向限位滚轮可调支座(13)、支座轴(33)、滚轮压紧程度调整螺丝(34)，垂直平动定向限位滚轮可调支座(13)安装在垂直平动大轴承托圈(14)的6～12根加强筋(35)上，它们组成垂直平动定向限位装置。
溜槽α角驱动电机(4)为交流伺服驱动器控制的交流永磁伺服电机。
本发明的优点是：1、钢丝绳滑轮组传动能确保垂直平动轴承运行平稳，不会发生卡阻现象、爬行现象，彻底解决现有技术中的三个液压缸同步问题。2、与行星差速传动系统、液压传动系统相比，其机构更加简单，制造容易，价格低廉，维护简便，且可靠性强。3、把精密数控机床使用的交流伺服驱动系统用来驱动溜槽α摆角传动系统，与液压传动、普通电机驱动相比，因无电-液转换问题，从而定位精度高；电机体积小、转矩大、恒转矩，免维护；具有极短的响应时间；调速范围宽；能承受重复过载；低速运转特性好；噪声低；适合粉尘、高温、潮湿等恶劣环境；整体式单元结构便于安装、维修、更换，具有高度的可靠性和一致性，并具有完善的保护功能。4、取消了现有技术中的α角传动系统液压站，设备重量减少，投资节约。总之，本发明使高炉溜槽布料器结构更加简单、紧凑、坚固、耐用、便宜，且控制精确度高，能够充分满足高炉布料工艺的要求，利于推广。
图1是本发明的钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器的示意图；
图2是钢丝绳传动的垂直平动机构的正视图；
图3是钢丝绳传动的垂直平动机构的侧视图；
图4是钢丝绳传动的垂直平动机构的仰视图。
实施例：
结合附图介绍一种钢丝绳传动的高炉炉顶溜槽布料器。
它主要由传动箱盖(1)，水冷底盘(16)，传动箱体(8)，溜槽旋转套筒(30)，喉管(31)，喉管耐磨衬套(32)，垂直平动定向限位装置和两个既独立又交叉的传动系统组成。两个传动系统是：溜槽β角旋转传动系统和溜槽α角摆动传动系统。
溜槽β角旋转传动系统包括：溜槽β角驱动电机(29)，减速机(28)，主动小齿轮(26)，上吊挂轴承(27)，溜槽旋转套筒(30)，耳轴(21)，溜槽托架(19)，溜槽(20)。
溜槽α角传动系统包括：溜槽α角驱动电机(4)，α角减速机(3)，钢丝绳卷鼓(2)，卷鼓牵引钢丝绳(7)，动滑轮(9)，闭环钢丝绳(15)，上部定滑轮(5)，动滑轮(9)，下部定滑轮(10)，垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)，垂直平动大轴承托圈(14)，垂直平动大轴承(25)，垂直平动大轴承与曲柄尾轮框架连接轴(24)，曲柄尾轮框架(23)，曲柄尾轮(36)，曲柄(22)，耳轴(21)，溜槽托架(19)，溜槽(20)。
垂直平动定向限位装置包括：垂直平动大轴承托圈(14)，垂直平动大轴承托圈加强筋(35)，垂直平动定向限位滚轮可调支座(13)，垂直平动定向限位滚轮可调支座轴(33)，垂直平动定向限位滚轮压紧程度调整螺丝(34)，垂直平动定向限位滚轮(12)，垂直导柱(11)。
交流伺服驱动系统包括：溜槽α角驱动电机(4)，交流伺服驱动器。
传动系统的运行机理是：由溜槽β角驱动电机(29)经减速机(28)转动小齿轮(26)，小齿轮(26)带动大齿轮旋转，大齿轮与上吊挂轴承(27)的外圈制成一体，与大齿轮，也就是上吊挂轴承(27)的外圈同轴并固定在一起的溜槽旋转套筒(30)、溜槽旋转套筒(30)上的耳轴(21)，挂在耳轴(21)上的溜槽托架(19)，以及卡挂在溜槽托架(19)上的溜槽(20)一起绕高炉中心线旋转，即溜槽实现β角旋转。
溜槽α角驱动电机(4)，经α角减速机(3)、钢丝绳卷鼓(2)牵动钢丝绳(7)，经下部定滑轮(10)、动滑轮(9)、上部定滑轮(5)、牵动垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)。使垂直平动大轴承(25)上下运动，带动曲柄尾轮框架(23)上下运动，经曲柄尾轮(36)，牵动曲柄(22)，绕耳轴(21)转动，同时使溜槽托架(19)绕耳轴(21)转动，转动角度限于0～60°，溜槽(20)垂直位置为0°，溜槽(20)呈现α角摆动。溜槽(20)上摆靠钢丝绳(7)牵引，下摆靠溜槽(20)自重，在溜槽(20)自然下垂角度以下靠垂直平动大轴承(25)、垂直平动大轴承托圈(14)、曲柄尾轮框架(23)等部件的重量强迫下降。
溜槽(20)的β角旋转与溜槽(20)的α角摆动是两个独立的运动，一个为旋转运动，一个为垂直平动大轴承(25)的上下直线运动，转换为曲柄(22)、溜槽托架(19)绕耳轴的摆动，两个运动既独立又交叉，交叉点就在垂直平动大轴承(25)的滚珠上。
为了垂直平动大轴承(25)平稳顺畅地上下运动，除了八根垂直导柱(11)与八对可调垂直平动定向限位滚轮(12)组成的限位机构以外，垂直平动大轴承托圈(25)圆周受拉力均匀是非常必要的。为此，1、在垂直平动大轴承托圈(25)圆周上均匀固定四个动滑轮(6)。2、在传动箱顶盖(1)上相应地设置四对上部定滑轮(5)；一根钢丝绳从四对上部定滑轮(5)穿过，分别绕过四个垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)，形成闭环钢丝绳(15)。3、闭环钢丝绳从四对上部定滑轮穿过时形成四条边，将相对的两条边拉到两对集中布置在传动箱盖(1)上的定滑轮处，通向动滑轮(9)。动滑轮(9)与卷鼓牵引钢丝绳(7)相连，卷鼓牵引钢丝绳(7)拉动滑轮(9)，动滑轮(9)牵引闭环钢丝绳(15)，闭环钢丝绳(15)拖动垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)，四个动滑轮(6)均受力，动作同步。4、卷鼓牵引钢丝绳(7)的牵引方式有两种：一是在传动箱体(8)的底部设置一个定滑轮(10)，卷鼓牵引钢丝绳(7)改变一次方向直接绕上钢丝绳卷鼓(2)。二是设置一滑轮组：下部定滑轮(10)为两只定滑轮，动滑轮(9)处增设一个动滑轮，卷鼓牵引钢丝绳(7)经过这一滑轮组多次改变方向，牵引力减少到前一种方式的四分之一，卷鼓牵引钢丝绳(7)的卷取长度增加三倍，钢丝绳卷鼓(2)卷取圈数也增加三倍，可缩小溜槽α角驱动电机(4)的功率，提高溜槽的定位精度。

Claims (6)

1.一种高炉炉顶溜槽布料装置，特别是一种用钢丝绳、滑轮组传动的高炉炉顶溜槽布料装置，它包括传动箱盖(1)、传动箱体(8)、垂直平动轴承托圈(14)、水冷底盘(16)、溜槽托架(19)、溜槽(20)、耳轴(21)、曲柄(22)、曲柄尾轮框架(23)、垂直平动大轴承与曲柄尾轮框架连接轴(24)、垂直平动大轴承(25)、主动小齿轮(26)、上吊挂轴承(27)、减速机(28)、溜槽β角驱动电机(29)、溜槽旋转套筒(30)、喉管(31)、喉管耐磨衬套(32)、曲柄尾轮(36)等，其特征是它还包括钢丝绳卷鼓(2)、α角减速机(3)、溜槽α角驱动电机(4)、上部定滑轮(5)、垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)、卷鼓牵引钢丝绳(7)、动滑轮(9)、下部定滑轮(10)、垂直导柱(11)、垂直平动定向限位滚轮(12)、垂直平动定向限位滚轮的可调支座(13)、滚轮压紧程度调整螺丝(34)和牵引垂直平动大轴承托圈用的闭环钢丝绳(15)，它们组成溜槽α角传动系统。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的动滑轮(9)有n个，n＝2～4，上部定滑轮(5)固定在传动箱盖(1)上，有2n对，n＝2～4，溜槽α角驱动电机(4)经减速机(3)转动钢丝绳卷鼓(2)，牵动卷鼓牵引钢丝绳(7)，拖动动滑轮(9)，闭环钢丝绳(15)绕过动滑轮(9)，经上部定滑轮(5)，套住垂直平动大轴承托圈动滑轮(6)，动滑轮(6)有2n个，n＝2～4，垂直平动大轴承(25)保持水平状态作上下运动，从而带动曲柄尾轮框架(23)上下运动，使曲柄(22)、溜槽托架(19)绕耳轴(21)旋转，实现溜槽(20)α角摆动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的n个(n＝2～4)动滑轮(9)有两种排列形式，一是同轴排列，二是一字平面排列。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的钢丝绳卷鼓(2)牵引动滑轮(9)有两种方式，一种是只用一个下部定滑轮(10)改变一次卷鼓牵引钢丝绳(7)的运动方向，另一种是通过一个滑轮组来牵引，该滑轮组包括两个平行的下部定滑轮(10)和一个固定在动滑轮(9)的轴架上的动滑轮。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的垂直导柱(11)有6～12根，沿布料器传动箱体(8)的圆周均匀分布，在垂直平动大轴承托圈(14)与垂直导柱(11)之间设置有相应的6～12对垂直平动定向限位滚轮(12)、垂直平动定向限位滚轮可调支座(13)、支座轴(33)、滚轮压紧程度调整螺丝(34)，垂直平动定向限位滚轮可调支座(13)安装在垂直平动大轴承托圈(14)的6～12根加强筋(35)上，它们组成垂直平动定向限位装置。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的溜槽α角驱动电机(4)为交流伺服驱动器控制的交流永磁伺服电机。
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