肖 玉

(寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東 湛江524072)

轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)爐煉鋼最主要的機(jī)械設(shè)備之一，完成煉鋼生產(chǎn)倒廢鋼、兌鐵水、吹煉、出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣等工藝過程。轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)采用全懸掛傾動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動裝置及減速裝置懸掛在耳軸上面，是隨著轉(zhuǎn)動過程的進(jìn)行，耳軸會對減速裝置一個反向力矩，在減速機(jī)構(gòu)的箱體的下面設(shè)置了扭力桿緩沖裝置，這就可以有效的防止傾動機(jī)構(gòu)隨著耳軸一同旋轉(zhuǎn)。

1 轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)扭力桿裝置

1.1 扭力桿的組成

扭力桿裝置主要由扭力桿、偏心塊、上下軸承座、上下連接支座、球面軸承、高強(qiáng)度螺栓、圓柱銷及端蓋等組成。

1.2 扭力桿工作原理

扭力桿抗扭緩沖裝置的作用是防止懸掛在耳軸上的傳動裝置繞耳軸旋轉(zhuǎn)，并把爐體的反力矩傳遞給基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)采用水平扭力桿裝置，這種裝置是一種性能較好的柔性抗扭緩沖裝置。它的緩沖原理是利用細(xì)長的扭力桿的彈性變形來吸收能量，即把外力矩轉(zhuǎn)化為扭力桿的扭轉(zhuǎn)彈性形變，這樣可以使傳動力矩逐漸增加或減少，從而起到緩沖的作用。

這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點是:

(1)通過扭力桿和立桿加在懸掛減速機(jī)上的一個力偶矩來防止傾動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，因而不會在耳軸上造成附加載荷;

(2)由于立桿的兩端均為鉸接，所以當(dāng)耳軸產(chǎn)生撓曲變形時二次減速機(jī)箱體可作相應(yīng)的空間位移，而不影響齒輪副的正確嚙合;

(3)上下支座的銷支撐采用的是球面軸承，箱體上下在擺動的過程中，可以補(bǔ)償扭力桿受到的附加扭矩;

(4)上下支座之間的連接螺栓在擺動過大時會起到安全保護(hù)的作用。

(5)對設(shè)備基礎(chǔ)無水平力和傾翻力矩的作用。

為了防止扭力桿受力過大而斷裂，轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)還設(shè)有緊急制動裝置，在二次減速機(jī)下部設(shè)置了止動支座。止動支座與箱體底部之間留有13.4mm的間隙，這個間隙是根據(jù)水平扭力桿所能承受的許用彈性變形來確定的。當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)工作時，水平扭力桿受到超過正常的扭轉(zhuǎn)力矩后(定為300%)，止動支座與箱體之間的間隙消除，而由支座來支承懸掛減速箱的重量和回轉(zhuǎn)力矩，從而對扭力桿起到安全保護(hù)作用。

1.3 扭力桿的扭轉(zhuǎn)角計算

扭力桿的性能直接影響轉(zhuǎn)爐的正常工作，扭力桿的緩沖裝置的分析涉及到螺栓、螺栓的預(yù)緊，扭力桿與連接板間過盈配合，銷與扭力桿和連接板之間的過盈配合及各個零部件之間的接觸配合。本文只對扭力桿裝置的水平扭力桿進(jìn)行扭轉(zhuǎn)角度計算。

最大轉(zhuǎn)矩 M=6 500kN·m支撐距離 I AD =5 330mm兩偏心塊間距 I BC=4 620 mm偏心塊中心距 s=560 mm扭力桿有效扭轉(zhuǎn)長度 l =1 550 mm

結(jié)構(gòu)參數(shù)

受力分析可知:

式中:FB、FC在B、C兩點之間的受力;MB、MC扭力桿所受到的扭轉(zhuǎn)力矩

扭轉(zhuǎn)角計算公式為:

式中:T扭力桿所受到的扭轉(zhuǎn)力矩;G丑力桿的扭轉(zhuǎn)彈性模量，G=8×104N/mm2;J抗扭慣性矩，J=2×109mm4，d=380mm。

經(jīng)計算，得:

θ=0.188rad=1.128°

滿足使用要求。

2 結(jié)論

總體而言，這套轉(zhuǎn)扭力桿裝置能夠滿足轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)的要求，維護(hù)方便，運(yùn)行到目前為止，出現(xiàn)的事故率低，系統(tǒng)穩(wěn)定。由于扭力桿裝置在轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)的重要作用，所以要對扭力桿的扭轉(zhuǎn)角進(jìn)行計算，保證扭力桿發(fā)揮其作用，保證轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)的安全，對于按照標(biāo)準(zhǔn)制作的扭力桿，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度滿足使用要求。

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