[发明专利]叉臂式无料钟高炉布料器

说明书

技术领域

本发明涉及了一种高炉配套设备，特别涉及了一种叉臂式高炉无料钟布料器。

背景技术

高炉溜槽布料器是高炉添装料的关键设备，由于它具有布料灵活和均匀的特点，已经得到非常广泛的应用，而溜槽的灵活稳定的运动是溜槽布料器能够灵活和均匀布料的关键，一般溜槽的位置通过其相对于布料器轴线的α角和β角进行控制，α角为溜槽与布料器轴线之间的夹角，为了达到布料均匀的目的，在布料过程中溜槽需要进行两个方向的运动，一种运动是改变其与布料器箱体轴线之间的夹角的摆动，目的在于改变溜槽的α角，另外一种是借助于驱动装置驱动溜槽绕布料器轴线产生的圆周运动，目的在于改变溜槽的β角；溜槽的α角一般是由托圈及下回转支承通过导轮沿导轨作上下的直线往复运动来实现的，由于托圈直径较大，在正常使用过程中，托圈所受来自溜槽的力为偏载荷，受力点围绕其轴线随溜槽的β角同步旋转，所以，托圈升降机构运动精度的控制是直接影响溜槽α角精度的关键因素，也是影响布料器使用寿命的关键因素，目前采用的托圈提升机构主要有以下几种：

1) 钢丝绳提升型

其主要结构是由一根钢丝绳提升托圈，只可以单向加力，托圈下行依靠自身重力，可靠性低；托圈定位依靠其外圈上的多组滚轮组与布置在布料器箱体内壁上的导轨来实现，由于每组滚轮组包括至少两套竖向排列的滚轮，调整复杂，也不易保证下回转轴承的几何中心与旋转中心重合，运行时托圈晃动明显，托圈使用寿命较短，可靠性低，直接影响高炉生产稳定性。

2）单臂双连杆控制型

该机构由单臂双连杆控制托圈的提升，可以实现双向加力，但传动链较长，运行时拖圈有侧向分力产生，托圈定位同样依靠其外圈上的多组滚轮组与布置在布料器箱体内壁上的导轨来实现；由于每组滚轮组仍然是由竖向设置的两组滚轮组成，调整困难，而且运行时的侧向分力使得托圈几何中心与下回转支承的旋转中心不易重合，产生偏心，托圈晃动明显。

3）双臂四连杆控制型

该机构采用两组全对称四连杆式α角驱动机构，具有机械联锁、同步驱动、拖圈所受径向分力可完全抵消等一系列突出优点，克服了一组双连杆式α角驱动机构给下回转支承及其托圈所带来的径向分力，下回转支承及其托圈的定位由四连杆和一组导轮及导轨共同组成，导轮少，调整容易，但由于α角驱动的传动链太长，积累误差不易控制，导致布料器运行时托圈晃动依然比较明显，可靠性下降。

4）三个液压缸联动控制型

该机构最大的问题是三个液压缸的同步不容易实现，结构复杂，故障点较多，一旦三个液压缸出现不同步联动，对布料器的损害往往是不可修复的。

5）卢森堡PW型

卢森堡PW型炉顶布料器的α角驱动机构由一对开式齿轮副和一对涡轮蜗杆副组成，结构紧凑，性能稳定，但对材料及其加工工艺的要求很高，备件及维护的费用也极其高昂，属于性能较好价格极高的设备类型，性价比不高，不易推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种传动链短、结构简单、制造成本低、且无侧向分力的托圈提升机构，提高其使用寿命和稳定性的叉臂式高炉无料钟布料器。

本发明的设计构思是这样的：利用两套相互垂直设置的刚性叉臂作为托圈的防倾动机构，其主要作用是防止托圈在上下运动过程因所受偏载荷而产生倾动，托圈防倾动机构和托圈驱动装置配合完成托圈的精确运动，本发明中最优化的方案是采用液压缸作为托圈驱动装置，而且驱动点设置在刚性驱动臂上，当采用单缸时刚性驱动臂在其允许的弹性变形范围内将该驱动力自动分解为两个驱动分力，并分别驱动（提升或下推）与托圈中心相对称的两侧导轮轴，从而完成对托圈的两点对称提升，同时在刚性平衡臂的配合下可有效防止托圈在运行过程中极易产生的各方向的倾动现象，刚性驱动臂和刚性平衡臂在本发明所披露的机构中均视为刚性体，其弹性变形在整个托圈运行精度要求范围内是可以忽略的，刚性驱动臂和刚性平衡臂呈十字交叉设置，使得托圈相对于布料器箱体只有上下运动的自由度，且其尾部设置的滑槽结构允许其支撑点随托圈上下运动过程中沿滑槽方向产生一定的位移，在一定程度上能够简化整个布料器结构，降低安装难度；