[发明专利]立式制动力矩自增摆线-齿条驱动推焦装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及炼焦炉推焦装置技术领域，一种立式制动力矩自增摆线-齿条驱动推焦装置。

【背景技术】

包钢焦炉厂论文《6m焦炉推焦杆振动的研究》指出：推焦装置中的推焦杆往复作功时会产生振动，其主要原因是推焦杆受热后逐步有《塌腰》趋势的变形，推焦杆变形使齿轮-齿条侧隙与顶隙严重偏离理论值(侧隙3.5-5、顶隙8-12)：实测推焦杆前部齿条处侧隙6.8-7.2、顶隙14.8；中部侧隙7.5-7.8、顶隙18；后部侧隙7.6-8、顶隙17.2(单位：mm)。

国内宝钢、武钢、邯钢、昆钢、山焦及包钢等的6m焦炉推焦杆都出现不同程度振动，严重时产生共振而造成炉底砖松动、开缝、炉头砖正面移位及燃烧室串漏等等(6m焦炉主要尺寸：炭化室长15140mm、高5650mm、平均宽450mm)；

推焦装置包括推焦杆、推焦支座及传动装置：电机YZR355L110kW、n₁＝582rpm、n₂＝14.6rpm，推焦杆(包括推焦头、滑履)支承在支承辊上面，支承辊中有三组带有侧辊以防止推焦杆跑偏，推焦杆为一箱体结构，齿条设在杆的上部，当推焦杆进入炉内后，为了支承推焦杆，设有滑履，其底部高低可调。采用磁涡流制动器WZ355L与液压块式制动器YWZ-400/90-10进行推焦全过程的速度调节以实现无冲击推焦。为防突然停电而烧毁炉内推焦杆，设有手动装置。

传动装置为一级锥齿+二级平行轴齿轮的三级减速结构：i＝2.045×3.962×4.923＝39.9、推焦杆齿轮Z＝15、m＝40驱动齿条实现推焦杆前进或后退、推焦速度27.4m/min、行程25774mm。

【发明内容】

本发明目的提供一种作功时齿轮-齿条传动平稳、推焦杆不振动及用价格低、效率相同的单级摆线取代背景技术的立式制动力矩自增摆线-齿条驱动推焦装置。

技术方案：

(A)驱动齿轮与输出轴用花健滑动联接，使驱动齿轮具有一定的浮动量用以补偿与齿条的侧隙与顶隙，长齿条侧装于推焦杆内壁上。根据论文《6m焦炉推焦杆振动的研究》推焦杆往复作功时，推焦杆出现“塌腰”变形量高达60mm，其结果使齿轮-齿条侧隙与顶隙严重偏离理论值(侧隙3.5-5mm、顶隙8-12mm)：实测推焦杆前部齿条处侧隙6.8-8mm、顶隙14.8-18mm。本发明将长齿条侧装于推焦杆内壁后，其侧装断面刚性远高于卧装断面，使长齿条变形量下降，同时根据理论计算：设齿条变形量为30mm、推焦行程25774mm，则齿的倾斜角仅为0.0012°，说明齿轮-齿条的侧隙与顶隙仍能处于理论值，保证齿轮-齿条的啮合精度，从而齿轮-齿条传动平稳，大大降低了齿轮-齿条冲击力与推焦杆振动；

(B)用单级摆线减速取代三级减速：朱孝录《齿轮传动设计手册》6页、《齿轮手册》上1-12页：摆线效率η＝0.9～0.98≈0.94，因而可取代《锥齿+二级硬齿面减速器》；

(C)制动件中的两组钢球V型槽装置是钢球V型槽自动加压装置改进的(见于阮忠唐《机械无级变速器》90页)：第一组由主动V型槽盘、中间盘一侧从动V型槽盘及二V型槽面间的钢球组成，中间盘与锥盘联接；第二组由中间盘另一侧主动V型槽盘、第二从动V型槽盘及二V型槽面中间的钢球组成。工作原理：通电时，第一组主动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力推动中间盘从动V型槽盘使摩擦副分离，制动力矩消失，其周向分力驱动与第二组从动V型槽盘联接的输出轴作功；断电时，输入轴仃止，阻力矩使第二从动V型槽面对钢球产生正压力，其轴向分力使摩擦副压紧，制动力矩要多大有多大。

【有益效果】比照背景技术，其创造性体现在：

(1)推焦杆往复作功中，保证齿轮-齿条啮合精度，大大降低了冲击力与推焦杆振动；

(2)背景技术《锥齿+二级硬齿面减速器》(承载力72000Nm)与DCY-500型硬齿面减速器(见于JB/T9002-1999)相当，机重4340kg、价格113930元；本发明重量减轻45-60％、价格可降低50-65％。理论计算数据如下：针齿中心圆半径R_z＝275、接触系数Y_lmax＝1.43、B＝21/42

接触应力σ_jmax＝(8914/R_z){Y_lmaxT₂/B}^0.5＝1605(MPa)