劉 潔（貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院，貴州貴陽(yáng)　550081）

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罐式煅燒爐連桿機(jī)構(gòu)中安全銷的設(shè)計(jì)

劉 潔
（貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院，貴州貴陽(yáng)550081）

摘要：通過(guò)對(duì)罐式煅燒爐連桿機(jī)構(gòu)中安全銷的強(qiáng)度校核，重新設(shè)計(jì)了安全銷的外形和直徑。當(dāng)排料機(jī)內(nèi)發(fā)生料阻過(guò)大的情況時(shí)，安全銷準(zhǔn)確斷裂，發(fā)揮其對(duì)機(jī)構(gòu)的保護(hù)作用，同時(shí)也減少了減速機(jī)可能承受的較強(qiáng)沖擊負(fù)載。安全銷直徑的準(zhǔn)確度提高也會(huì)降低減速機(jī)使用系數(shù)fb的實(shí)際值。排料機(jī)構(gòu)串接的排料機(jī)數(shù)量增加后，需要盡可能減少傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的多余負(fù)荷，對(duì)安全銷重新核定是必要的。

關(guān)鍵詞：罐式煅燒爐；安全銷；連桿機(jī)構(gòu)；機(jī)械設(shè)計(jì)

0　引 言

罐式煅燒爐排料機(jī)構(gòu)包含電機(jī)、減速機(jī)、偏心輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、棘輪棘爪停歇機(jī)構(gòu)和星形排料機(jī)等部分，見(jiàn)圖1。排料機(jī)構(gòu)為適應(yīng)罐式爐產(chǎn)能的提高，只能增加排料機(jī)的串接個(gè)數(shù)，單個(gè)排料機(jī)的排料量在熱工上基本要求恒定，這樣的排料量要求減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速極小同時(shí)輸出扭矩很大，對(duì)于這種減速機(jī)盡可能不使用大功率的，其價(jià)格昂貴不經(jīng)濟(jì)；連桿機(jī)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)也不宜配用大功率減速機(jī)，這樣就構(gòu)成了排料機(jī)構(gòu)做大的困難。新一輪排料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)從多個(gè)方面做了修改，包含安全銷直徑的核定，排料機(jī)布置方位改變，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推拉桿的設(shè)置方法等，最終達(dá)到了保持原減速機(jī)功率卻擴(kuò)大了排料機(jī)構(gòu)產(chǎn)能的目的。

圖1 罐式爐傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及連桿機(jī)構(gòu)Fig.1 Drive mechanism and link mechanism of pot calciner

連桿機(jī)構(gòu)中對(duì)應(yīng)每臺(tái)排料機(jī)在拉桿上設(shè)置了安全銷，當(dāng)1臺(tái)排料機(jī)發(fā)生卡料，與它相聯(lián)的安全銷剪斷，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)照舊工作，不影響其它排料機(jī)運(yùn)行。原設(shè)計(jì)中的安全銷是直徑D＝8 mm的銷軸，見(jiàn)圖2，排料機(jī)構(gòu)采用雙出軸對(duì)稱配置后，減速機(jī)型號(hào)、排料機(jī)方位和排料機(jī)臺(tái)數(shù)都做了變動(dòng)，分析安全銷的受力部位，見(jiàn)圖3。受拉桿的推力和聯(lián)接頭壓力的作用，在結(jié)合面最易發(fā)生斷裂。改進(jìn)后在安全銷易發(fā)生斷裂的部位開(kāi)了2條半圓形溝槽，軸頸處銷的直徑通過(guò)計(jì)算取得，其余部位仍保持Φ 8 mm，2條半圓形溝槽位于聯(lián)接頭與拉桿作用力的剪切面上，見(jiàn)圖4。這樣，安全銷的外形設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)其它構(gòu)件的安全保護(hù)。

圖2 原設(shè)計(jì)的安全銷Fig.2 Initial safety pin

圖3 改進(jìn)后的安全銷Fig.3 Improved safety pin

圖4 聯(lián)接頭與拉桿連接圖Fig.4 Connection diagram of connecting joint and tie rod

1　安全銷直徑的計(jì)算

已知減速機(jī)出軸扭矩Ma＝16 200 Nm，電機(jī)功率Pm＝5.5 kW，出軸轉(zhuǎn)速na＝3.0 r／min。1臺(tái)減速機(jī)聯(lián)動(dòng)2行星形排料機(jī)，每行星形排料機(jī)發(fā)生排料的臺(tái)數(shù)n＝10臺(tái)，如果偏心輪運(yùn)轉(zhuǎn)的偏心距S＝0.0 725 m，安全銷的設(shè)計(jì)材質(zhì)為35鋼，材料的屈服強(qiáng)度δs＝430 MPa，安全銷選用安全系數(shù)n＇＝1.5。那么，減速機(jī)產(chǎn)生的作用力如下：

減速機(jī)產(chǎn)生的作用力在一行排料機(jī)上的作用力：

每臺(tái)排料機(jī)上作用于安全銷截面上的作用力占總作用力的一半，見(jiàn)圖4：設(shè)安全銷的直徑為d，則安全銷所受的剪力：

半圓形溝槽處的軸頸直徑為6 mm，其余銷軸部分直徑D取8 mm。

2　結(jié) 語(yǔ)

該文為安全銷的選取提供了理論依據(jù)，原設(shè)計(jì)安全銷為8 mm銷軸，通過(guò)計(jì)算和開(kāi)槽處理后，將剪切斷裂直徑修改為6 mm，對(duì)安全銷的進(jìn)一步修改是對(duì)排料機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一部分，排料機(jī)構(gòu)在降低電機(jī)功率、改變排料機(jī)安裝方位等方面已做了改進(jìn)，新版排料機(jī)構(gòu)可應(yīng)用于多料罐罐式煅燒爐，突破了傳統(tǒng)罐式煅燒爐產(chǎn)能低的弱點(diǎn)，在原有產(chǎn)能的基礎(chǔ)上提高了一倍，安全銷設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度也能縮小電機(jī)過(guò)載的額度，為排料機(jī)構(gòu)適應(yīng)多個(gè)料罐排料提供了幫助，安全銷直徑的計(jì)算方法可成為此類型設(shè)備的理論設(shè)計(jì)工具。

中圖分類號(hào)：TF806.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004－2660（2015）03－0024－03

收稿日期：2015－07－03.

作者簡(jiǎn)介：劉潔（1985－），女，甘肅人，高級(jí)工程師.主要研究方向：機(jī)械設(shè)備.

Design of the Safety Pin on Link Mechanism of Pot Calciner

LIU Jie
（Guiyang Aluminium and Magnesium Design and Research Institute，Guiyang 550081，China）

Abstract：This essay summarizes the attempts of rechecking the strength of the safety pin.On this basis，the shape and diameter of safety pin were redesigned.The safety pin should fracture accurately when the material blockage goes up in the discharge mechanism to protect the discharge mechanism and decrease the possible strong impact loads on reduction gears.Besides，the increase of the accuracy of safety pin diameter can also help decrease the actual service coefficient fbof the reduction gear.It＇s necessary to re－verify the safety pin and decrease the extra loads on the driving mechanism as much as possible when the amount of dischargers linked to the discharge mechanism has been increased.

Key words：pot calciner；safety pin；link mechanism；machine design