高炉炉前液压泥炮回转部分设计

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1、问题研究第29卷2011年第4期(总第154期)高炉炉前液压泥炮回转部分设计苗勇(本钢集团公司审计部本溪117000)摘要经过对高炉泥炮的多年研究，完成了使用寿命长、备件成本低和检修维护方便的泥炮回转部分的设计。关键词高炉泥炮回转设计l引言炮、打泥油缸打泥全部动作。回转和打泥油缸可高炉液压泥炮属非标准设备，近年来生产厂按要求订购，现将回转机构的设计作一简述。家较多，产品型式各异，创新不断，但都朝着体积小、重量轻、造价低、运行可靠、寿命长和维护方便2设计原则的方向发展。设计参数：压炮力为l17．6kN配合2号高炉大修改造本钢公司设计制造的(1)考虑到机构的工作环境、设备冲击振动的高炉炉前液压矮

2、炮是一次成功的尝试，经过多年不确定性和材料的不均匀性等因素，结构部分设的生产使用，它的可靠性和实用性得以体现，是高计全部采用Q235B钢板焊接。效快捷堵高炉铁口的专用设备，适用高温多尘的(2)安全系数取3～4。工作环境。(3)考虑到回转油缸和回转臂的重心下沉，在在此之前的炉前电动泥炮结构臃肿，可靠性竖直方向产生弯矩，会增加各铰接处摩擦，影响设差，耗电量大，检修频繁，备件费用高。由于该机备使用周期，在回转臂重心处设一托轮机构。构工作环境灰尘大温度高，加之开式齿轮传动，经常因为机械故障而影响正常生产。3机构设计新液压泥炮基本克服了这些缺点，它以高压根据机构总体布置，确定机构各点相对位置，油为动力

3、，通过油缸推动回转臂实现机构回转、压泥炮机构(见图1，2)。图1泥炮机构平面示意一61—第29卷2011年第4期(总第154期)问题研究的1／2，代人数据，解得D点：DI>76mm，取D=80mm；C点：c≥90mm，取c=90mm；B点：西B≥117mm，取B=120mm。3．3．2回转臂设计(1)回转臂几何形状的设计：简化回转臂CD段为一悬臂梁，已知CD段长度为1200mm，画受力图，建立剪力和弯矩方程(见图2)，并截取几段进图2机构立面图行强度校核设计，即∑=0，q=1／2FD=170kN(剪力方程)；3．1机构受力分析∑=0，m=qx，(0

4、作位置，此时机构处于最大受力状态。首先通过计算确定出D点的力和方向，Fo=339kN。3．2计算回转臂上B，C点的力和作用在回转臂上的力，R，构成一个平面汇交力系；建立以B点为原点，平行于AC线为x轴的坐标系。是二力杆件，方向沿AC连线，由机构几何图形求得力，的作用线到B点的垂直距离分别为650mm和460mm，FD与二力间夹角为14。。由∑=0有650FD=460Fc，解得Fc=479kN，图3回转臂受力分析是一个与，的合力相平衡并等值反向的力，依图1机构平面及受力分析，选取回转臂危险~PFB=J(FDcosl4。+Fc)+FDsin14。=812kN。截面进行校核，选取距D点300mm和

5、700mm两处3I3各点铰接设计及回转臂设计为危险截面(见图1)，由矩形截面的抗弯截面模量主要材料选择：轴采用45号钢；回转臂选用=Q235B钢板，6=50mm；滑动轴承选用铸铝铁青铜。bhV6有公式mn／w≤即6mn／bh≤。解得当300mm时h>I334mm，当X=700mm时h~>510mm，式——ZQAl9—4材料，机械性能(见表1)。中h为回转臂在各点的宽度；6为为钢板的厚度。其他各点略，由此设计回转臂几何形状。表1材料机械性能表MPa(2)回转臂各铰接处设计：根据机构受力分析材质屈服应力or抗压应力剪切应力可知，回转臂B处受力最大，此处受拉力为1／2F．=406kN，(见图4)3

6、．3．1轴径设计由公式F,N／S；≤r有4FIN／1Ti≤r式中：——该点的力；安全系数；丁——剪切应力；Si——轴截面面积；图4托轮位置简图。——该点轴径。因回转臂分上下两部分，所以应是该点力由公FN／A<~tr式中F为该点受的力；b=5Omm，一62一问题研究第29卷2011年第4期(总第154期)A=(2R一西)b，代人公式得R≥134mm，取R=选取轴承型号为410，内径~b50mm，托轮和轨道设150mm。计略。(3)滑动轴承设计：回转臂B处受力最大=812kN，初选每处滑动轴承的宽度为95mm，因回转4结语臂分上下两部分，则总宽度为190mm，并校核其液压泥炮较电动泥炮有较大的优

7、越性，经过强度，代人Fd28．5MPa<。几年的使用表明具有如下特点：式中=30MPa(见表1)，可见每个滑动轴承(1)检修周期长时间短，检修周期可由3个月的宽度为95mm，可以满足强度要求，其它各处设延长至6个月，检修时间可由12h降至到2h。计校核略。(2)备品备件成本低，且加工制作容易，仅备3．4托轮机构设计件费可由原来的3万元，a，降至3千元，a，费用降低托轮机构设在回转臂的重心处，中心在距B点90％