[实用新型]球铰滑杆型转炉托圈与炉壳的连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转炉托圈与炉壳的连接装置，应用于转炉炼钢设备技术领域，或其它类似冶炼炉的工艺需求。

背景技术

转炉炉壳和托圈的连接装置是转炉设备的重要部件，通过它托圈才能带动炉壳转动来完成炼钢过程中的装料、取样、测温、出渣及出钢等操作。所以连接装置应能保证转炉在任何倾动位置时，都能将炉壳负荷传递到托圈上面，并保持炉壳在托圈中的正确位置，同时能适应炉壳在轴向和径向的胀、缩，而不产生晃动，并将炉壳负荷均匀地分布在托圈上，对炉壳的强度与变形的影响减小到最低限度。当炉壳和托圈变形时，在连接装置中还可能引起载荷的重新分布，造成局部过载，连接装置也要能避免这种变形和破坏。连接装置还应便于安装、加工，具有高的可靠性、维护性和安全性。在炼钢设备的发展过程中，国际国内开发了很多炉壳与托圈的连接装置。在大型转炉上目前较常用的有日本开发的三点球铰螺栓连接装置、奥钢联球铰二力杆VAI-CON LINK连接装置、SMS-Demag弹簧薄带连接装置等。

1、三点球铰螺栓连接装置：日本的三点球铰螺栓连接装置的连接件布置在托圈上方，采用带球面垫圈的自调螺栓将炉壳与托圈连接在一起，三个螺栓在圆周上呈120度布置，炉壳的垂直重量由三个点来支承。在托圈的上部有三组卡板，下部有四组卡板。当炉壳产生热胀冷缩位移时，自调螺栓本身倾斜并靠其球面垫圈自动调位，使炉壳中心位置保持不变，七组卡板除可使转炉中心位置保持不变外，当转炉倾动到水平位置时，也可以把转炉的负荷传给托圈。这种连接装置的卡板结构，使用中存在限制炉壳相对托圈的胀缩的情况，且球铰连接处零件较多，易产生腐蚀，使炉壳倾转时产生晃动，甚至还发生球铰螺栓断裂、球面垫圈被压溃的事故。另外，布置在托圈上部的球铰螺栓连接装置不仅不利于上部裙板的布置，而且抬高了转炉重心，实际使用时需要在炉底设置配重块。

2、奥钢联球铰二力杆VAI-CON LINK连接装置(专利申请号：ZL93117357.4)：该连接装置是在托圈与炉壳间设置了3根垂直、3根(或2根)水平的球铰二力杆，将炉壳和托圈以静定(自由度为0)的方式连接于一体，设计巧妙完美，是目前应用最为广泛的连接方式。但因专利的限制，国内引进造价太高。另外，该连接装置使用的球铰轴承太多，机加工件、装配要求也较高。

3、SMS-Demag弹簧薄带连接装置：该连接装置是在炉壳的下部设置了8组弹簧薄带，将炉壳以“托笼”的型式与托圈牢固的连接于一体，为避免弹簧薄带受压失稳，在托圈上方设置了两组卡板。该连接方式结构简单、实用，但炉壳与托圈之间为过约束，炉壳的热膨胀受到了一些限制，易产生额外的附加应力。弹簧薄带板的材质要求很高，目前只能从美国进口。另外，该连接方式的连接点过多，安装难度较大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种球铰滑杆型转炉托圈与炉壳的连接装置，该连接装置具有结构简单可靠、炉壳承载静定、可有效改善受力状况的特点。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：球铰滑杆型转炉托圈与炉壳的连接装置，它由3个连接单元组成；其特征在于：每一连接单元包括悬盘、大耳座、支承轴、滑动套、球铰轴承；悬盘由焊接在炉壳上的支承圈和沿支承圈圆周放射状布置的筋板组成，筋板分别与支承圈、炉壳焊接；大耳座位于托圈的下方，大耳座与托圈固定连接，大耳座上设有滑动套通孔，滑动套位于滑动套通孔内(滑动套能在大耳座内沿轴向自由滑动)，支承轴的外端部与滑动套固定，支承轴的内端部为轴肩，支承轴的内部与球铰轴承的内圈固定连接，球铰轴承位于轴肩的外侧；球铰轴承的外圈与支承圈固定。

所述的3个连接单元中的一个连接单元设置在转炉非传动侧托圈的正下方，另外两个连接单元以90度夹角沿耳轴轴心线对称的方式布置在传动侧托圈的下方。

球铰滑杆型转炉托圈与炉壳连接装置其最佳实施方式(不排除其它组合布置方式)是使用3个连接单元(三组球铰滑杆连接单元)置以沿耳轴对称(135°+90°+135°)的方式将炉壳与托圈牢固的连接于一体，其连接自由度等于0，整体上把炉壳约束住，对每个连接点局部又能够让炉壳自由膨胀，结构简单巧妙。

从机械原理上分析，对于三点连接的组装型式，该机构有4个构件，3个球铰副，3个两级滑动副，每个滑杆还有一个绕自身轴线转动的局部自由度，于是，炉壳的自由度F＝4×6-3×3-3×4-3×1＝0，显然这种连接的机械原理设计是非常好的。