машина закрытия чугунной летки доменной печи

Формула изобретения

Машина закрытия чугунной летки доменной печи, содержащая фундаментную плиту с жестко установленной на ней стойкой, на которой на подшипниках размещена поворотная консоль с приводом поворота, ось которой наклонена относительно вертикали в сторону летки, шарнирно соединенная с механизмом прессования леточной массы, который через тягу, регулируемую по длине, соединен шарнирно с рычагом, закрепленным на кронштейне, зафиксированном к стойке, образуя с консолью кинематически замкнутую схему, отличающаяся тем, что рычаг выполнен составным с возможностью изменения и фиксации его длины и связан с кронштейном узлом соединения, обеспечивающим дискретный и фиксируемый поворот рычага относительно неподвижной оси кронштейна, с возможностью сохранения мгновенного центра скоростей при изменении угла наклона консоли к оси желоба и угла наклона рычага к линии, проходящей через ось кронштейна, параллельной оси желоба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к литейному двору доменной печи.

Известна машина закрытия чугунной летки, выбранная авторами за прототип (см. патент DE 2822605, 1978 г., С 21 В 7/12).

Устройство состоит из фундаментной плиты с жестко установленной на ней стойкой, на которой на подшипниках размещена поворотная консоль с приводом поворота, ось которой наклонена относительно вертикали в сторону летки. Поворот консоли осуществляется с помощью гидроцилиндра и системы рычагов. Консоль соединена с механизмом прессования леточной массы шарнирно, с возможностью его поворота в горизонтальной плоскости. Механизм через тягу, регулируемую по длине и имеющую демпфер, соединен шарнирно с рычагом, закрепленным на кронштейне, зафиксированном к стойке. Механизм прессования, консоль, рычаг и ось кронштейна образуют замкнутую кинематическую схему.

Недостатком прототипа является неуниверсальность устройства, т.к. при незначительном отклонении центра фундаментной плиты от проектируемого и, соответственно, изменении угла наклона консоли к оси желоба доменной печи, а также при "плавании" оси летки в процессе эксплуатации устройства регулировку положения носка механизма прессования производят изменением длины тяги без учета изменения угла наклона рычага и его длины, в таком случае будет меняться мгновенный центр скоростей и, соответственно, кинематика движения механизма прессования, что нежелательно.

Обеспечить необходимый наклон механизма прессования наклоном оси консоли от вертикали нежелательно, так как чем больше угол наклона консоли, тем больше происходит сдвиг всей кинематики движения машины.

В основу изобретения поставлена задача: обеспечить возможность создания универсальной машины закрытия чугунной летки за счет сохранения мгновенного центра скоростей при изменении как при монтаже, так и в процессе эксплуатации машины углов наклона консоли изменением угла рычага и, соответственно, его длины, обеспечивая при этом оптимальную площадь, охватываемую механизмом прессования при переводе его в гаражное положение.

Поставленная задача достигается тем, что машина закрытия чугунной летки доменной печи, содержащая фундаментную плиту с жестко установленной на ней стойкой, на которой на подшипниках размещена поворотная консоль с приводом поворота, ось которой наклонена относительно вертикали в сторону летки, шарнирно соединенная с механизмом прессования леточной массы, который через тягу, регулируемую по длине, соединен шарнирно с рычагом, закрепленным на кронштейне, зафиксированном к стойке, образуя с консолью кинематически замкнутую схему, согласно изобретению рычаг выполнен составным, с возможностью изменения и фиксации его длины, и связан с кронштейном узлом соединения, обеспечивающим дискретный и фиксируемый поворот рычага относительно неподвижной оси кронштейна, с возможностью обеспечения сохранения мгновенного центра скоростей (М_ц) при изменении угла наклона консоли к оси желоба и угла наклона рычага к линии, проходящей через ось кронштейна и параллельной оси желоба.

Устройство поясняется фиг.1-5.

На фиг.1 показан вид машины сверху в рабочем и гаражном положениях механизма прессования леточной массы.

На фиг.2 - разрез по сечению А-А.

На фиг.3 - составной рычаг в сборе с кронштейном.

На фиг.4 - схема перемещения механизма прессования при разных углах наклона консоли и при угле рычага, равном нулю.

На фиг.5 - схема перемещения механизма при наклоне рычага к оси желоба.

Устройство состоит из фундаментной плиты 1 с жестко установленной на ней стойкой 2 (фиг.1, 2), на которой на подшипниках размещена консоль 3. Ось консоли наклонена относительно вертикали в сторону летки и плоскость консоли образует с горизонтальной плоскостью угол, равный 5-8°. Консоль 3 соединена с механизмом 4 прессования леточной массы через шарнир 5 двойного действия. Механизм 4 соединен с консолью демпфером 6, обеспечивая наклон оси механизма 4 с горизонтальной плоскостью, образуя в сумме с углом оси консоли угол, равный 9-14°.

Механизм 4 с помощью шарнира 7 и тяги 8, регулируемой по длине узлом 9 и снабженной демпфером 10 для гашения ударных нагрузок в процессе работы механизма 4, соединен шарнирно с рычагом 11. Рычаг зафиксирован к стойке 2 через кронштейн 12. Механизм 4 имеет носок 13 для подачи леточной массы в летку. Рычаг 11 выполнен составным по длине с возможностью дискретного изменения и фиксации длины рычага (фиг.3). Рычаг 11 состоит из верхней планки 14 с прорезями 15 для крепления болтами с нижней планкой 16. Для жесткости и дискретного крепления планок на контактируемых поверхностях имеются поперечные зубья 17 с определенным шагом. Нижняя планка 16 имеет отверстие 18 для соединения с тягой 8, а верхняя планка имеет осевое отверстие для крепления болтом 19 с кронштейном 12. Кронштейн имеет выступ 20 с радиальными зубьями 21, входящими в зацепление с зубьями планки 14. Шаг радиальных зубьев составляет 3°.

Определяют место установки фундаментной плиты 1 и, соответственно, угол наклона консоли к оси желоба. На фундаментную плиту 1 закрепляют, например, болтами стойку 2 с размещенным подшипником и приваренным к стойке кронштейном 12. На подшипник устанавливают консоль 3. К консоли через вилку двойного шарнира 5 устанавливают механизм 4 прессования леточной массы. Соединяют консоль 3 дополнительно через демпфер 6 с механизмом 4, обеспечивая заданный угол наклона механизма относительно оси консоли. Устанавливают рычаг 11, имеющий возможность за счет муфтового соединения осуществлять дискретно изменение угла по оси кронштейна 12 на заданную величину и необходимую длину за счет выполнения рычага составным. К рычагу 11 крепят тягу 8. Определяют мгновенный центр скоростей (МЦС), для чего устанавливают механизм 4 параллельно оси желоба и по пересечению линии, проходящей по продолжению оси консоли, и линии, проведенной от оси летки перпендикулярно оси желоба, находят точку, являющуюся мгновенным центром скоростей. Носок механизма при этом должен находиться в контакте с леткой. Изменяют длину рычага 11 и его наклон, обеспечивая попадание в точку пересечения линии при нахождении МЦС с линией, проходящей по оси тяги 8.

Определение параметров машины закрытия летки доменной печи осуществляется в следующей последовательности:

1) определяют угол наклона консоли 3 по отношению к оси желоба доменной печи (фиг.4). Положение консоли выбирают в зависимости от наличия вблизи фундаментной плиты 1 различного рода препятствий (короба аспирации, колонны и т.п.). Оптимальный угол консоли 3 лежит в диапазоне ±15° от положения, перпендикулярного к оси желоба:

а) идеальный вариант, когда консоль расположена перпендикулярно к оси желоба. Это, с одной стороны, позволяет механизму 4 двигаться на каком-то участке вдоль оси желоба, с другой - обеспечивать максимальное усилие прижима механизма 4 к раме летки;

б) консоль не должна располагаться слишком близко к доменной печи, т.е. угол - не должен быть больше -15°, т.к. механизм 4 прессования при повороте консоли 3 сразу же начинает уходить от оси желоба, что нежелательно и может привести к разрушению рамы летки или зацепить дно желоба;

в) консоль 3 не должна располагаться слишком далеко от печи, т.е. угол не должен быть больше +15°, т.к. происходит ситуация, аналогичная п.6), но в обратную сторону.

2) после определения оптимального диапазона наклона консоли 3 (и, как следствие, фундаментной плиты 1) определяют мгновенный центр скоростей (МЦС). Он находится на пересечении продолжения оси консоли и линии, проходящей через рабочую точку (летку) в направлении, перпендикулярном к оси главного желоба доменной печи. МЦС может находиться как со стороны машины, так и со стороны обратной по отношению к ней относительно оси желоба. Это определяется тем, куда наклонена консоль - приближена к печи или отдалена от нее.

3) Изменением угла рычага 11 и его длины L добиваются того, чтобы конец рычага 11 находился на линии, соединяющей МЦС и точку закрепления тяги 8 на шарнире 7 механизма 4 прессования:

а) рычаг 11 должен находиться в нижнем правом квадранте (фиг.5), (т.е. наклоняться вторым концом, соединяющимся с тягой 8, в сторону оси желоба и от печи) и располагаться в диапазоне углов , равном 3-18° от линии, проходящей через ось крепления рычага 11 с кронштейном 12, параллельной оси желоба. Это необходимо для того, чтобы максимально возможно обеспечивать выход механизма 4 из желоба.

Подбирают соотношения угол рычага - длина рычага, т.к. от этого соотношения зависит дальнейшее поведение системы механизма подтягивания. С одной стороны, необходимо, чтобы механизм 4 прессования при выходе из желоба как можно дольше двигался вдоль оси желоба. С другой стороны, при достижении консолью 3 крайнего (гаражного) положения носок 13 механизма 4 должен находиться на оптимальном расстоянии от желоба (1,5 м), и машина должна быть вписана в круг минимального радиуса R. При этом в крайнем гаражном положении механизм 4 предпочтительно должен располагаться перпендикулярно консоли 3. Хвост механизма 4 не должен входить в конфликт с окружающими его объектами (колонны, помещения, лестницы и т.п.) и должен обеспечивать допустимый проход для человека и т.д. При изменении угла (фиг.5) изменяется длина рычага 11 (L, L', L''), изменяется при этом и радиус R, R', R''.

При изменении угла на каждые 3° длина рычага меняется на 4-12 мм. Если принять за эталонную длину L_эт, равную 0,2 длины консоли, то L - составляет 0,005-0,017 L_эт. Таким образом, шаг поперечных зубьев 17 рычага 11 должен составлять 4 мм. Дискретный поворот рычага 11 должен составлять 3° (10-12 мм - ширина зуба у основания).

Использование изобретения позволит упростить технологию проектирования машины закрытия чугунной летки доменной печи для любого литейного двора и обеспечить возможность сохранения постоянства кинематики движения механизма прессования при возможных появляющихся негативных факторах в процессе монтажа и эксплуатации машины.