CN1213153C - 高炉炉顶溜槽式布料器用抓提式α角驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种机械驱动机构，该机构是对绕垂直轴向旋转物中独立绕水平轴旋转体提供转动力矩的驱动装置，特别适合于炉顶无料钟布料器中的α角旋转驱动机构，该机构采用同步机构驱动下的两根反向、同步、平行的旋转轴来带动四组均匀对称分布的曲柄连杆机构，并借助支架与轴承大托圈外套相连。从而形成对轴承大托圈的抓提式升降驱动，再借助与轴承大托圈内套相绞连的弧状异型连杆将上、下驱动力由曲柄转换成对做α角转动的溜槽的驱动力矩。结构简单、运行平稳、操作方便、成本低、无径向分力。

Description

高炉炉顶溜槽式布料器用抓提式α角驱动机构

技术领域

本发明是一种传动机构的设计，其主要用来对绕垂直轴旋转体中的独立绕水平轴旋转部件提供旋转力矩的驱动机构，特别是用来对高炉炉顶溜槽式布料器提供α角旋转的驱动机构。

背景技术

在绕垂直轴旋转的物体中，同时存在着绕水平轴旋转的独立部件，这就决定了其驱动结构的复杂性。特别是绕水平轴的驱动范围是90°转角的摆动，就更增加了其传动机构的复杂程度。自P·W公司创立了无料钟溜槽式布料器以后，对这样传动机构的设计和研究就成为本行业的热门话题。由于该机构主要用来驱动溜槽的水平α摆角，所以人们又习惯地称其为高炉炉顶溜槽式布料器的α角驱动机构。P·W公司首创的是行星型差速传动机构。结构复杂，设计困难，造价昂贵，操作难度、维护费用高，虽然其增产、节能效益明显，运行也比较稳定可靠，但由于其生产成本和运行成本太高，向中、小型高炉上推广与应用几乎是不可能的。CN1173543专利申请的方案中大胆采用了钢丝滑轮组带动上、下驱动轴承大托圈完成α角驱动的力矩传递，虽然大大降低了生产成本，但结构整体还是过于庞杂，钢丝绳磨损太快，滑轮道轨定心亦不够稳定。P·W公司尽管在α角驱动机构上不断在进行改进，但其最新的设计方案和石家庄市阀门三厂的改进设计乃出于相似的思路，所采取的偏置主动轴驱动下的曲柄连杆式α转角力矩传递会造成下回转支承及其托圈无法克服的径向分力，这个分力使托圈在长期大负荷的运行状态下磨损加剧，并会过早失去水平受力的平衡状态，从而使整个装置寿命大大降低。而且其水平稳定与定心的装置也就不得不相应复杂化，这是目前此类设备中急待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有机构在传递α角转动时水平径向分力不平衡的问题，简化同类机构中的设计方案以大辐降低成本并增加整体装置运行的稳定性、可靠性。

本机构的关键在于将α驱动机构设计成一个由同步反向机构驱动下的两个同步、反向、平行驱动轴，及在两轴上均匀对称设置的曲柄连杆组，该曲柄连杆组的连杆定位绞连在上、下移动的轴承大托圈外套的衬套上。从而随着两个驱动轴的同步旋转带动曲柄组同时转动使连杆同步上、下形成对轴承大托圈的抓提或垂放，所以称其为抓提式同步、自定心机构。

之所以称其为同步自定心，是因为采取对称结构的曲柄连杆组决定了与之所连的轴承大托圈除了有水平的摆动自由度外，其应当是绝对保持水平状态，不会倾斜的，而且它的上下、垂降过程中通过轴承大托圈均匀下压形成的力矩传递给溜槽耳轴形成水平转矩，不会产生任何径向分力。如果在轴承大托圈外套的衬套圈上设有径向的导向限位轮，以及在箱体外壳设立限位导向槽相配套，则可以实现驱动过程中轴承大托圈的绝对平稳和水平的上下，可以说是以最简单的结构解决了复杂的两个旋转自由度的配合。

下面结合附图来进一步说明本发明的目的是如何实现的。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

其中1、1A代表对称分布两主动曲柄，2、2A代表对称分布的从动曲柄，3、4为主动、从动曲柄之间的传动连杆，5代表溜槽，7、8是两个同齿同模数相互啮合的齿轮，9代表轴承大托圈，10代表与上悬挂连接的旋转筒体，10A代表定位在旋转筒体10上的溜槽耳轴，11代表驱动耳轴的曲柄，12为弧状异型连杆，12A为定位在轴承大托圈9内套上的与异型连杆12相绞连的定位筋板，13为定位在轴承大托圈9外套上的衬套圈，14为曲柄连杆组中的曲柄连杆结构，14A为定位在轴承大托圈9外套的与曲柄连杆结构14绞连的定位支架，15、16为两根同步、反向、平行的驱动轴，17为电机变速箱。

具体实施方式

从以上给出的附图可以看出：驱动机构由同步反向机构驱动下的两根同步、反向、平行的驱动轴(15，16)及连接在该驱动轴(15，16)上面的呈对称分布的曲柄连杆机构14组合与轴承大托圈9中外套上的衬套圈13相铰接组成的，曲柄连杆机构14组合包含四个对称分布在驱动轴(15，16)上面的曲柄连杆机构，连杆的末端借助支架14A与轴承大托圈9外套上的衬套圈13铰接，支架14A固定在衬套圈13上与曲柄连杆机构14位置对应均匀分布，同步反向机构是一对同齿数/同模数相啮合的齿轮(7，8)组成，设定在两齿轮(7，8)的轴上的复式曲柄连杆付与两驱动轴(15，16)分别相连接，两齿轮轴轴中的一个与动力源变速箱17的输出轴相连。

比较简单而实用的方式是在两根同步、反向、平行的驱动轴(15，16)上设立共4组曲柄连杆机构14，每根轴上两个，均匀而对称的分布，机构中的连杆末端借助支架14A与轴承大托圈9的外套上衬套圈13相绞接，支架14A与曲柄连杆组对称对应分布。这样整个轴承大托圈9就好借助四个连杆悬挂在驱动轴(15，16)之上。随两个旋转轴(15，16)同步、反向的均匀旋转，整个轴承大托圈9被抓提起来，然后垂降下去，其水平面应保证不倾。

两个驱动轴(15，16)平稳的反向、同步驱动是很关键的因素。它将保证整个α转角驱动过程设备运行的稳定性。而采取同步、反向的措施可有多种，附图1所给出的同步、反向机构是一对同齿数、同模数相互啮合的齿轮组成，每个齿轮轴均通过一组复式曲柄连杆机构与驱动轴(15或16)相连，这样随着同齿、同模数齿轮间的配合、传动关系，只要将其中一根齿轮轴与动力源中的变速箱17输出轴连接即可实现驱动轴(15，16)严格的同步、反向驱动，从而保证轴承大托圈平稳、水平地自由升降。当然同步机构亦可选择线性动力源，如油压或汽动动力。这时只要将两个同步、同模数的齿轮之间加设一个同模数双面齿条，再将齿条直接与输出杆相连，即可以实现同步反向驱动，其效果应与电机变速箱驱动方式相似。

为实现对耳轴力矩的传递，在轴承大托圈9内套上利用筋板12A绞接定位一个弧状异型的连杆12，该连杆12再通过曲柄11与溜槽5的耳轴10A相连。弧状异型连杆12借助两块对称的定位筋板12A绞连定位，再将力矩传递给两个对称的耳轴上，从而驱动溜槽与绕耳轴做0～90°的摆角旋转。

除以上所述之外，本发明中所涉及的机构具有水平方向的自由度，所以本发明设计方案中需要在轴承大托圈9外套的衬套圈13上设有两个对称的导向限位轮，该限位轮与箱体壳上的导向槽相对应设置即可限制这一自由度而使轴承大托圈9在抓提式α角驱动机构的作用下稳定地转送力矩。

按以上设计方案的驱动机构可以完全消除径向分力的作用，使溜槽在轴承大托圈9的上下垂直驱动力作用将α角转动力矩舆给溜槽，结构简单，运行平稳，磨损小，成本低，运行维护方便，是对α角驱动机构的一次大胆改进。

Claims (3)

1高炉炉顶溜槽式布料器用抓提式α角驱动机构，该机构借助与轴承大托圈(9)内套连接的弧状异型连杆(12)通过曲柄(11)与溜槽(5)上耳轴(10A)相连接实现α角转动力矩的传递，其特征在于该驱动机构由同步反向机构驱动下的两根同步、反向、平行的驱动轴(15，16)及连接在该驱动轴(15，16)上面的呈对称分布的曲柄连杆机构(14)组合与轴承大托圈(9)中外套上的衬套圈(13)相铰接组成的，曲柄连杆机构(14)组合包含四个对称分布在驱动轴(15，16)上面的曲柄连杆机构，连杆的末端借助支架(14A)与轴承大托圈(9)外套上的衬套圈(13)铰接，支架(14A)固定在衬套圈(13)上与曲柄连杆机构(14)位置对应均匀分布，同步反向机构是一对同齿数/同模数相啮合的齿轮(7，8)组成，设定在两齿轮(7，8)的轴上的复式曲柄连杆机构与两驱动轴(15，16)分别相连接，两齿轮轴中的一个与动力源变速箱(17)的输出轴相连。

2根据权利要求1所说的抓提式α角驱动机构，其特征在于同步反向机构中采取油压或汽动动力线性动力源时，在两个同齿数/同模数齿轮之间设置一个双面同模数齿条，将齿条直接与线性驱动的动力源的输出杆相连。

3根据权利要求1所说的抓提式α角驱动机构，其特征在于轴承大托圈(9)外套上的衬套圈(13)上设有两个对称的导向的限位轮，该轮与箱体壳上的导向槽相对应设置。