CS210620B2 - Guide and adjustable mechanism of working tool of boring machines or gun tap holes of shaft furnaces tap holes - Google Patents

Description

Vynález se týká vodícího a nastavovacího mechanismu pracovního nástroje, například vyvrtávaček a ucpávaček odpichového otvoru šachtových . pecí, zahrnujícího skloněné hlavní otočné ložisko, výložník, sestávající z hlavního otočného ložiska otočně uloženého na nosném rameni, jehož nejzazší volný konec nese pomocí vloženého přídavného otočného ložiska pracovní nástroj, jakož i z vodicí tyče umístěné mezi pracovním nástrojem a v blízkosti hlavního otočného ložiska se nacházejícím pevným bodem, ovládací mechanismus k otáčení pracovního nástroje a nosného ramene kolem hlavního otočného ložiska mezi klidovou a pracovní polohou a naopak.

V současné dboě převládá tendence provádět odpichové otvory s poměrně velkým sklonem, to znamená vrtat odpichové otvory pod úhlem 8 až 15° a více. Vyvrtávačky proto musí zaujímat ve své pracovní poloze odpovídající šikmou polohu a jejich přestavovací mechanismus musí být odpovídajícím způsobem dimenzován, aby umožnil toto sklonění vůči horizontále.

I když - není bezpodmínečně nutné, aby odpovídal úhel sklonu ucpávačky právě

Sklonu oůpicihového otvoru, je presto velmi výhodné, když jsou oba úhly stejně velké, neboť potom se - mohou lépe zvládat všechny případné změny polohy odpichového otvoru. Vezme-li se navíc v úvahu, že odpichový otvor ústí do odpichového žlabu, jenž je ohraničen poměrně vysokými bočními stěnami, a že hubice ucpávačky musí být v průběhu ucpávacího pochodu zasunuta do odpichového žlabu, je potom velmi výhodné, jestliže ucpávačka má dostatečně velkou šikmou polohu, aby - zadní konec stroje s hydraulickým válcem na něm uloženým nepřišel do příliš velké blízkosti proudu surového železa vylévajícího se do odpichového žlabu.

Dosud bylo vyvrtávačce nebo ucpávačce umožňováno zaujmout tuto šikmou polohu tím, že hlavní otočné ložisko bylo nastaveno o úhel odpovídající úhlu sklonu odpichového otvoru směrem šikmo k peci, což neznačí nic jiného, než že se ucpávačka nebo vyvrtávačka mohla natáčet podél skloněné roviny, jež procházela osou odpichového otvoru.

Touto poměrně vysokou strmostí pohybové dráhy pracovního nástroje vznikají ovšem problémy, zejména v klidové poloze a v otáčecí fázi tohoto stroje. Pokud se tyče strmosti natočení, lze konstatovat, že popojíždění pracovního nástroje po poměrně strmé dráze může probíhat jen když je kolem vysoké pece ve-dená pracovní plošina buď dostatečně úzká, nebo v místě ucpávky nebo vyvrtávačky přerušena, aby byl tak získán potřebný prostor pro pohyb tohoto stroje. Tím se ovšem zmenšuje přínos pracovní plošiny v každém z obou případů.

Pokud se týče klidové polohy stroje, zejména když tato odpovídá úhlu otočení 180° vzhledem к pracovní poloze, dochází zde ke špatnému přístupu к přednímu nejzazšímu konci pracovního nástroje. Když se totiž jeho zadní nezjazší konec, například ucpávačky, nachází v nižší poloze, leží hubice stroje v důsledku sklonu hlavního otočného ložiska velmi vysoko. U ucpávačky o délce například 5 metrů leží pak hubice v těžko dostupné výšce nad podlahou odpichové haly, čímž se neztěžuje jen přístup к hubici stroje, nýbrž rovněž i zavážení ucpávacího válce ucpávací hmotou.

Velká šikmá poloha ucpávačky či vyvrtávačky má na druhé straně ovšem tu výhodu, že otočný pohyb stroje není omezován předměty nacházejícími se v blízkosti země. Tato výhoda je zjevná zejména při uspořádání, u něhož je ucpávačka uspořádána vedle vyvrtávačky a ucpávačka se v době mezi její klidovou a pracovní polohou otáčí nad vyvrtávačkou. Při příliš velkém sklonu otočné roviny se pracovní nástroj přirozeně zdvihne odpovídajícím způsobem vysoko a představuje překážku v místě střešní konstrukce.

Úkolem vynálezu je zlepšit mechanismus popsaný v úvodu tak, aby jeho nedostatky byly odstraněny při plném zachování všech •jeho· výhod, to znamená navrhnout vodicí a nastavovací mechanismus pracovního nástroje, který by nepředstavoval žádnou překážku pro pracovní plošinu, a naopak zaručoval libovolnou volbu sklonu odpichového otvoru, při němž by pracovní nástroj zaujímal v klidové poloze nízkou a dobře přístupnou podobu a mohl by být mezi svými koncovými polohami lehce vykývnut přes případnou překážku.

.Úkol je vyřešen vodicím a nastavovacím mechanismem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že podélná osa přídavného otočného ložiska je šikmá vůči podélné ose hlavního otočného ložiska.

S výhodou je podélná osa přídavného otočného ložiska pracovního nástroje skloněna ve svislé, osou odpichového otvoru procházející rovině.

Během otáčení nosného ramena svírá pracbvní nástroj v každém okamžiku jiný specifický úhel s nosným ramenem. Tento Cihel vyplývá z vyložení vodicí tyče, to je přibližně z délky a působiště síly. Na základě toho, že podélné osy hlavního a přídavného otočného ložiska mají rozdílné směry a úhel mezi pracovním nástrojem a nosným ramenem v průběhu otáčení se trvale mění, pohybuje se hubice pracovního· nástroje v jiné rovině než nejzazší konec nosného ramena.

Podle dalšího provedení je podélná osa přídavného otočného ložiska skloněna nejen ve svislé, osou odpichového otvo/ru procházející rovině, nýbrž kromě toho· i v rovině kolmé к podélné ose pracovního nástroje.

Směr sklonu přídavného otočného ložiska je v pracovní poloze pracovního nástroje s výhodou stejný jako směr sklonu hlavního otočného ložiska.

Celkový sklon pracovního nástroje v této jeho pracovní poloze se rovná součtu (sklonů každého z obou ložisek. Díky tomutosklonu, docílenému přídavným otočným ložiskem pracovního nástroje, může být sklon hlavního otočného ložiska zmenšen, aniž se proto zmenší sklon pracovního nástroje v pracovní poloze. Toto znamená, že pracovní nástroj se blíží popřípadě vzdaluje své pracovní poloze po méně strmější dráze; dráha pohybu pracovního nástroje probíhá tedy celkově níže, což je lepší pro široké a nepřerušené pracovní plošiny kolem pece.

Sklon pracovního nástroje v klidové poloze se rovná rozdílu sklonů obou ložisek, takže když jsou oba tyto sklony stejně velké, jejich účinek se ruší a pracovní náístroj zaujímá v klidové poloze vodorovnou a nízkou polohu.

Příklady provedení vodicího a nastavovacího mechanismu podle vynálezu jsou blíže popsány s přihlédnutím к výkresům, kde značí obr. 1 pohled na ucpávačku, obr. la, lb, lc různé polohy tělesa ucpávačky podle obr. 1 v pohledu kolmo к odpichovému žlabu, obr. 2 pohled na ucpávačku v pracovní poloze, obr. 3 pohled na ucpávačku v klidové poloze, obr. 4 uspořádání tělesa ucpávačky vzhledem к jeho nosnému ramenu, obr. 5 různé křivky dráhy známých ucpávačék, popřípadě ucpávačky podle vyná^]ezu, v pohledu kolmo к ose odpichového otvoru, obr. 6 analogické křivky dráhy podle obr. 5 ve směru rovnoběžném s osou odpichového otvoru.

Popis vynálezu se pro zjednodušení týká ucpávačky. Vynález může být samozřejmě použit také na vyvrtávačce; je zapotřebí pouze ucpávačku nahradit vyvrtávačkou.

Na obr. 1 je znázorněna plnou čarou ucpávačka v pracovní poloze. Tento· stroj sestává v podstatě z tělesa 8 pracovního· nástroje, například ucpávačky, výložníku 10 zahrnujícího nosné rameno 12 a vodicí tyč 14, z hlavního· otočného ložiska 16 skloněného ve směru ke schematicky znázorněné peci 22 a z hydraulického válce, který je pomocí třmenu 18 ve tvaru U činně spojen s ramenem 12. Tato celá jednotka je uložena na betonovém podstavci 24.

V provedení podle o-br. 1 je těleso 8 pracovního nástroje, například ucpávačky, otočeno o úhel 180° mezi svou pracovní polohou a klidovou polohou znázorněnou čárkovaně. Výložník 10 sestává z určitého pseudo-paralclogramu, jehož sestavení se

1 O 6 2 Ο při - otočení nosného ramene 12 kotem skloněného hlavního otočného ložiska 16 stále mění.

Těleso 8 pracovního nástroje, například ucpávačky, je zavěšeno pomocí vidlice 28 a otočného ložiska 28, které je dále označováno jako přídavné otočné ložisko, na nosném rameni 12. V provedení podle obr. 1 je - osa přídavného otočného ložiska 26 rovnoběžná s osou hlavního otočného ložiska 16. Při otočení nosného· ramena 12 kolem hlavního otočného· ložiska 16 provádí těleso 8 ucpávačky působením vodicí tyče 14 přídavné otečení přídavného- otočného ložiska 26. Na základě toho - opisují oba nejzazší konce tělesa 8 ucpávačky křivky A, B, které nejsou kruhové; jejich zvláštní tvar je určen délkou vodicí tyče 14. Tato délka může být ostatně nastavena za účelem- volby optimální dráhy, zejména pronastavení optimálního tvaru dráhy B opisované hubicí tělesa 8 ucpávačky v prodloužení oisy odpichového otvoru 30.

Aby těleso 8 ucpávačky leželo v pracovní poloze v prodloužení osy odpichového otvoru 30, je hlavní otočné ložiska -16 ve směru k peci 22 skloněno o úhel, který je shodný s úhlem sklonu odpichového otvoru - 30. Těleso- 8 ucpávačky a nosné rameno 12 při - otáčení z klidové polohy do· pra. covní a naopak, obsáhnou skloněnou, prodloužením osy odpichového otvoru 30 procházející a kolmo k podélné ose hlavního otočného ložiska 16 ležící rovinu. Podélná osa tělesa 8 ucpávačky zůstává stále v této skloněné rovině, takže toto těleso 8 ucpávačky v klidové poloze (obr. la) zaujímá velmi šikmou polohu a přístup k hubici stroje, která se nachází podle délky .stroje více než 2 metry nad podlahou 32, je velmi ztížen.

Obr. 1c znázorňuje mezipolohu tělesa 8 ucpávačky podle postavení naznačeného na obr. 1 dvojčerchovanou čarou. Jak vyplývá z - obr. lb a 1c, dosahuje 8 ucpávačky rychle v důsledku sklonu roviny otáčení značné výšky nad podlahou 32 odpichové haly a může představovat překážku pro nosiče nebo podlahu na těchto obrázcích neznázorněné pracovní plošiny.

Na obr. 2 je znázorněno těleso 8 ucpávačky v pracovní poloze. U tohoto· uspořádání je úhlem -a označený sklon osy a neznázorněného hlavního otočného ložiska 16 •vvhledem k vertikále v menší než sklon osy •odpichového otvoru 30 vzhledem k- horizontále. Zde je ovšem osa b přídavného otočného ložiska 26 skloněna o· úhel β vzhledem k ose a hlavního otočného ložiska 16. Tyto oba sklony hlavního otočného- ložiska 16, respektive přídavného otočného ložiska 26, směřují stejným směrem, takže se úhly a, β sčítají. V důsledku toho- je úhel sklonu osy b přídavného- otočného ložiska 26 vzhledem k vertikále v shodný se součtem úhlů ta a β, přičemž poslední je s výhodou zvolen tak, že úhel γ je shodný se sklonem osy odpichového otvoru 30 vzhledem k horizontále. To tedy znamená, -že těleso 8 ucpávačky může v pracovní poloze zaujímat stejný sklon k horizontále (podle provedení na obr. la, lb], aniž se při tom musí osa hlavního ložiska 16 sklonit o stejnou velikost ve směru k peci.

Z toho vyplývá jedna výhoda, že rovina •nosného ramene 12 je skloněna jen o úhel a vzhledem k horizontále; její sklon je tedy méně strmější. Na druhé straně těleso 8 ucpávačky obsáhne při otočném pohybu ramene 12 vedlejší rovinu, která je skloněna o úhel β vzhledem k hlavní rovině zaujmuté nosným ramenem 12. To znamená, že těleso 8 ucpávačky při své změně polohy mezi pracovní a klidovou polohou a naopak opisuje složitý pohyb složený z otáčení nosného ramene 12 kolem osy a hlavního otočného ložiska 16 a z otáčení kolem osy b svého vlastního hlavního otočného ložiska 26.

V klidové poloze stroje, znázorněné na obr. 3, směřují sklony hlavního otočného ložiska 16 a přídavného otočného ložiska 26 <ppoti sobě, takže celkový úhel je roven rozdílu úhlů -a a β. - Ve zvláštním případě stejné velikosti úhlů a a β, jako je tomu na obr. 3, je úhel γ nulový a osa v přídavného otočného ložiska 26 je svislá, takže těleso 8 ucpávačky zaujímá vodorovnou polohu. Samozřejmě nemusí být úhly a a β bezpodmínečně _ stejné, jedinou podmínkou je, aby jejich součet, to je úhel··- y, odpovídal v pracovní - poloze stroje přibližně sklonu odpichového otvoru 30. Je-li tato podmínka splněna, mohou být oba tyto úhly libovolně zvoleny za účelem dosažení optimální dráhy pohybu ucpávačky mezi její klidovou a pracovní polohou.

Co se týče sklonu přídavného otočného ložiska 26; může být tento zvolen tak, že v pracovní poloze ucpávačky leží osa b ve svislé, - osou odpichového- otvoru 30 procházející rovině. V tomto případe lze - mluvit o sklonu hlavního otočného ložiska 16 v jedné jediné rovině. Je ovšem možné a podle místních poměrů za určitých podmínek i velmi výhodné, sklonit přídavné otočné ložisko 26 ve druhém směru, jak je znázorněno na obr. 4. Tento obr. - 4 představuje ve zvětšeném měřítku pohled ve směru podélné osy tělesa 8 ucpávačky s jeho upevněním na nosném rameni 12 pomocí vidlice 23 a přídavného otočného ložiska 26. - Na tomto vyobrazení je osa b přídavného- otočného ložiska 26 skloněna o úhel φ k rovině kolmé k podélné ose tělesa 8 ucpávačky. Tento- sklon může mít, podle okolností, směr podle obr. 4 nebo- vzhledem k vertikále v směr opačný. Srovnáním obr. 4 a 2 vyplývá, že v pracovní poloze ucpávačky už neprobíhá podélná osa přídavného· -otočného ložiska 26 na obr. 2 rovnoběžně s nákresnou, nýbrž šikmo k ní. .

Výhody dosahované sklony přídavného o210620 točného ložiska 26 vyplývají zřetelně z křivek znázorněných na obr. 5 a 6. Na těchto obrázcích je také znázorněna obzvláště široká, současné tendenci ' odpovídající, pracovní plošina 34. Taková pracovní . plošina 34 může být široká až 8 metrů, zatímco její výška nad podlahou odpichové haly přesahuje jen výjimečně 2,5 metru. Různé, na obr. 5 a 6 znázorněné křivky se vztahují ke (sklonu tělesa 8 ucpávačky rovnému 15° vzhledem k horizontále v pracovní poloze.

Křivka ' B odpovídá křivce B z obr. 1 a značí dráhu pohybu hubice ucpávačky v původním zařízení, to znamená, v takovém, u něhož hlavní otočné ložisko 16 je skloněno o úhel 15° odpovídající úhlu sklonu tělesa 8 ucpávačky v pracovní poloze. Křivka C se vztahuje rovněž na původní zařízení podle obr. 1 a znázorňuje minimální výšku, která je potřebná pro otočení ucpávačky mezi její pracovní a klidovou polohou, a která vyplývá z dráhy pohybu nejvyššího bodu tělesa 8 ucpávačky. Jalk zřetelně ’ vyplývá z obr. 5 a 6, protíná jasně křivka C pracovní plošinu 34, takže u tohoto zařízení nemůže být pracovní plošina 34 tak široká nebo musí být v této oblasti přerušena.

Křivka D odpovídá křivce B a byla vypočtena bod za bodem pro navrženou ucpávačku, přičemž osa hlavního otočného ložiska 16 je skloněna o úhel a = 7,5° ve svislé, s odpichovým žlabem rovnoběžné rovině směrem k peci a přídavné otočné ložisko 26 je skloněno o úhel β = 7,5° (obr. 2, 3) jen v jednom směru. Tato křivka přivádí těleso 8 ucpávačky v pracovní poloze· do stejné šikmé polohy jako dříve, poněvadž součet úhlů a a β je roven úhlu γ, ovšem jak plyne z obr. 5 spád křivky D je mnohem menší než spád křivky B, takže dráha pohybu ucpávačky probíhá úplně pod pracovní plošinou 34.

Křivky E a F odpovídají křivkám B a C bod za bodem spočteny pro ucpávačku, u níž úhel a i úhel β je roven 7,5° a úhel γ podle obr. 4 je roven 10°. Na obr. 5 je znázorněno tečkované těleso 8 ucpávačky, kte<ré je otáčeno žařízením s těmito údaji, a sice zde v poloze, u níž zaujímá přibližně největší výšku nad podlahou 32 odpichové haťly. Na obou obrázcích probíhá křivka F Zřetelně pod pracovní plošinou 34, takže nic nebrání otáčivému pohybu tělesa 8 ucpávačky.

Sklon přídavného otočného ložiska 26 ve druhém směru podle obr. 4 poskytuje další výhodu oproti sklonu jen v jednom směru odpovídajícímu průběhu křivky D. Křivka E, vyplývající ze sklonu ve druhém směru, probíhá v blízkosti odpichového otvoru 30 strměji a zůstává déle ve směru osy tohoto otvoru. Na základně této skutečnosti nedochází k nebezpečí, že by hubice ucpávačky narazila do bočních stěn 38, 40 odpichového žlabu 36 při vjíždění do a vyjíždění z pracovní polohy. Příznivý důsledek strmějšího vzrůstu křivky E (viz obr. 6), porovnaného se vzrůstem křivky D, spočívá ve snadnější realizaci uspořádání podle již dříve zmíněného lucemburského patentu 78 209, podle něhož těleso 8 ucpávačky je otáčeno nad vyvrtávačkou. Po dosažení svého nejvyššího bodu probíhá křivka E přibližně vodorovně pod pracovní plošinou 34, aby na konci svého pohybu rychle klesla do polohy odpovídající nízké poloze tělesa 8 ucpávačky v klidové poloze.

Jak již bylo úvedeno, může být naklonění přídavného^ otočného ložiska použito rovněž i na vyvrtávačce, zejména je-li tato, jako v právě uvedeném patentovém spisu, kombinována s ucpávačkou. Pomocí vodorovné a nízké klidové polohy je nyní usnadněno převádění ucpávačky přes vyvrtávačku a současně na základě právě popsaného průběhu drah pohybu je vytvořena možnost uvést vyvrtávačku do pracovní polohy a tepel, aniž vzniká přitom riziko, že narazí do bočních stěn odpichového žlabu při současném zachování zvoleného vrtacího úhlu.

Správnou volbou úhlů α, β a případně φ je vynálezem umožněno přesunout pracovní nástroj ucpávačky nebo vyvrtávačky podél ideální křivky, která může být zvolena podle existujících překážek. Je rovněž zvláštní výhodou mechanismu podle vynálezu, že manipulace s ním nevyžaduje oproti známým zařízením zvýšených nákladů, poněvadž dostačuje dát přídavnému otočnému ložisku jednoduše určitý sklon, namísto jeho vodorovného uspořádání s hlavním otočným ložiskem. Se stejnými pořizovacími náklady jako^ dosud se tedy dosáhne velmi podstatných a zajímavých . výhod.

Claims (4)

1. Vodicí a nastavovací mechanismus pracovního nástroje vyvrtávaček a ucpávaček odpichového otvoru šachtových pecí, zahrnující skloněné hlavní otočné ložisko, výložník, sestávající z hlavního otočného ložiska otočně uloženého· na nosném rameni, jehož nejzazší volný konec nese pomocí vloženého přídavného otočného ložiska pracovní nástroj, jakož i z vodicí tyče umístěné mezi pracovním nástrojem a v blízkosti hlavního otočného ložiska se nacházejícím pevným bodem, ovládací mechanismus k otáčení pracovního nástroje a nosného ramene kolem hlavního otočného ložiska mezi klidovou a pracovní potoho-u a ' naopak, vyznačující se tím, že podélná osa (b) přídavného otočného ložiska (26) je šikmá vůči podélné ose (a) hlavního otočného ložiska (16).

2. Vodicí a nastavovací mechanismus podle bodu 1, vyznačující se tím, že podélná osa (b) přídavného otočného ložiska (26) je v pracovní poloze pracovního nástroje skloněna ve svislé osou odpichového otvoru (30) procházející rovině.

3. Vodicí a nastavovací mechanismus podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že součet úhlů sklonu hlavního otočného ložiska (16) a přídavného otočného ložiska (26) je roven sklonu odpichového otvoru (30) vzhledem, k horizontále.

4. Vodicí a nastavovací mechanismus podle bodů 2 a 3, vyznačující se tím, že podélná osa (b) přídavného otočného· ložiska (26) je skloněna 1 v rovině kolmé k podélné ose tělesa (8) pracovního nástroje.