Удерживающее устройство навесного привода конвертера Советский патент 1981 года по МПК C21C5/50 

t

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструктивным особенностям конвертеров с навесным приводом.

Известно удерживающее устройство навесного привода конвертера, содержащее два зубчатых сектора, шарнирно установленных в кронштейне станины и соединенных вертикальными тягами с навесным приводом, при этом один зубчатый сектор выполнен подвижным в горизонтальном направлении 13

Недостатками такого устройства являются быстрый износ контактных поверхностей зубчатых секторов и невозможность плавного уменьшения динамических нагрузок при пусках и торможениях навесного привода, поскольку они воспринимаются тягами и зубьями секторов с жесткой отдачей.

Наиболее близким к предлагаемому является удерживающее устройство навесного привода, включающее жесткий торсионный вал, установленный в подшипниковых опорах станины и шарнирно соединенный с навесным приводом посредством кривошипов и вертикальных тяг, выполненнь1х в виде двух гидравличесикх демпферов с набором пружин и тормозньши злементами Г2Т.

Данное устройство характеризуется простотой конструкции и малыми габаритами.

Однако оно обладает низкой эксплуатационной надежностью за счет того, что при выходе из строя одного демпфера возможна аварийная ситуация, а также за счет того, что демпферы этого устройства выполнены гидрав10лическими .и расположены в непосредственной близости от нагретого до 350С корпуса конвертера. От воздействия высокой температуры возникают непредвиденные температурные 15 деформации гидроцилиндров демпферов и их штоков, приводящие или к заклиниванию подвижных частей, или к образованию зазоров.

Кроме того, нагретая рабочав сре20да, заполнякицая эти демпферы, способствует преждевременному размягчению и выходу из строя уплотнителей.

Известное удерживающее устройство навесного привода конвертера не25достаточно эффективно снижает амплитуду колебаний, поскольку в нем использован торсионный вгш, отвечающий на его кручение жесткой отдачей, а тормозные элементы каждого демпфе30ра выполнены в виде закрепленного

а его штоке поршня с отверстием, становленным относительно корпуса емпфера с зазором. Торможение такого демпфера рассчитано на протекание рабочей среды через отверстие в поршне и через зазор между поршнем и корпусом демпфера, но так как поперечное сечение этих каналов в начале и KfoHiie торможения остается постоянным, а также не изменяется от нагрузки на демпфер, то эффективность такого торможения оказывается низкой.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, ЧТОв удерживающем устройстве навесного привода конвертера, содержащем тяги, шарнирно связанные с навесным приводом и станиной, а также демпферы с .набором пружин и тормозными элементами| тяги соединены между собой. в изолированно размещенные с обе- их сторон привода шарнирные параллелограммы, а демпферы попар-но связаны с боковыми шарнирами каждого параллелограмма и станиной, при этом тормозные элементы каждого демпфера размещены с обеих сторон набора его пружин. Тормозные элементы могут быть выполнены в виде шариков , контактирующих в одной точке с нажимным диском, в другой - с закрепленной на штоке фрикционной втулкой, а в третьей - с наклонными стенками чаши, охватывающей втулку.

По сравнению с известной описываемая конструкция удерживающего устройства навесного-привода конвертера обладает более высокой эксплуатационной надежностью. При выходе из строя одного демпфера или тяги шарнирного параллелограмма аварийная ситуация исключается. Подвижные детали демпферов выполнены с гарантировайным зазором. Поэтому для таких демпферов допустимы самые непредвиденные температурные деформации. А отсутствие гидравлической системы повышает эксплуатационную надежность предлагаемого устройства.

Конструктивное выполнение демпферов позволяет с возрастанием нагрузки на демпфер получить возрастающее давление шариков на фрикционные втулки каждого демпфера и тем самым замедлить скорость перемещения штока, на котором закреплены эти втулки. Отдачи не происходит, поскольку кинетичфская энергия превращается не в потенциальную, а в тепловую энергию трения, а отсюда следует улюньшение амплитуды колебаний.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Удерживающее устройство навесного привода 1 конвертера содержит тяги 2, которые соединены между собой в размещенные с обеих -сторон этого

привода шарнирные параллелограммы 3 и 4.Верхние шарниры 5 и 6 этих параллелограммов связаны с концами балки 7 навесного привода 1, нижние 8 и 9 - со станиной 10, а боковые 1114- со штоками 15 демпферов 16, которые шарнирно связаны со станиной 10.

В корпусе 17 каждого демпфера 16 установлен набор тарельчатых пружин 18, предварительно сжатый под нагрузкой, величина которой равна усилию, (возникающему на штоке 15 при номинальном крутящем моменте навесного привода 1 конвертера. С обеих сторон набора пружи / 18 размещены тормозные элементы, каждый из которых выполнен в виде шариков 19, контактирующих с одной стороны с нажимным диском 20 с другой - с закрепленной на штоке

15фрикционной втулкой 21, а с третьей - с наклонными стенками чаши 22 охватывающей втулку.

Фрикционные втулки 21 могут быть выполнены резино-металлическими, металлокерамическими, из прессованного асбеста и т.д. Они закреплены на концах штока 15 посредством гаек 23 с шайбами 24. Угол наклона стенок чаши 22 выполнен больше угла трения.

Корпус 17 закрыт крышками 25 и 26 в которых выполнены кольцевые гнезда

27,оснащенные упругими элементами

28,контактирующими с днищами чаш 22 Шарнирное соединение демпфера 16

со станиной 10 образовано вилкой крыки 26, кронштейном 29 станины 10 и осью 30.

Удерживающее устройство навесного привода конвертера работает следующим образом.

При наклоне конвертера для проведения технологических операций навесной привод 1 совершает движение по замкнутой кривой за счет того, что цапфа, на которой он закреплен, имеет несоответствие геометрической оси и оси вращения. Эта несоосность обусловлена как технологическими возможностями изготовления, так монтажом и эксплуатацией в условиях высоких температур.

За счет шарнирной связи параллелограммов 3 и 4 с балкой 7 навесного привода 1, со станиной 10, с демпферами 16, а также за счет перемещения штоков 15 в корпусах 17, демпферах 16 и шарнирной связи последних со станиной 10 удерживающее устройство следует за движением навесного привода 1 по замкнутой кривой, обеспечивая сохранение горизонтального положения балки 7.

При пусках и торможениях навесного привода 1, при завалке скрапа в корпус конвертера или срыве настылеЯ с его горловины, удерживающее устрой ство снижает динамические и колебательные нагрузки.

Так, при пуске привода 1 он стремится провернуться вокруг своей оси вращения, например/ по часовой стрелке. Тяги 2 шарнирных параллелограммов 3,4 испытывают соответственно напряжения растяжения и сжатия, а соединенные с боковыми шарнирами 11-14 этих параллелограммов штоки 15 через шайбы 24, чаши 22, шарики 19 и нажимные диски 20 сжимают набор I тарельчатых пружин 18. С повышением усилия сжатия пружины 18 прямо пропорционально возрастает давление шариков 19 на фрикционные втулки 21, в результате чего скорость перемещения штоков 15 замедляется. Кинетическая энергияпревращается в тепловую энергию трения. Поскольку угол наклона стенок чаш 22 выполнен большим угла трения,шарики 19 не заклиниваются между этими стенками и фрикционными втулками 21.

Возврат навесного привода 1 конвертера в исходное положение происходит плавно, так как тепловая энергия трения не имеет свойства превращаться в жесткую механическую отдачу. По мере уменьшения усилия сжатия пружин 18 уменьшается давление шариков 19 на фрикционные втулки 21. Перед остановкой штока 15 днища тех чаш 22, которые совершили перемещение относительно одной из крышек 25 и 26, входят в безударный контакт с упругими элементами 28. .

Таким образом,.демпферы 16 совершают работу независимо от направления перемещения штоков 15 вниз или вверх и не обладают жесткой отдачей.

Шарнирные параллелограммы 3 и 4 при связи их боковых шарниров 11-14 с закрепленными на станине 10 демпферами 16 обеспечивают передачу на каждый демпфер 16 вдвое меньшей нагрузки и вдвое меньшее перемещение кеикдого штока 15.

Учитывая то, что верхние тяги 2 шарнирных параллелограммов 3 и 4 более нагружены, чем нижние, то отсюда следует вывод о возможности их поломки вследствие существования каких-либо скрытых дефектов или превышения нагрузки. Однако при поломке одной тяги 2 аварийная ситуация не возникает, поскольку каждая из нижних тяг 2 образует с демпферами 16 и станиной 10 два треугольника, один из которых остается в действии совместно с оставшейся верхней тягой 2.

Анализ предложенной конструкции подтверждает возможность довести до конца плавку стали в конвертере даже

в том случае, если две тяги 2 или два демпфера 16 прекратят выполнять свои функции.

Пружины 18 практически не могут иметь одинаковое усилие сжатия во всех демпферах 16, так как существует разность их предварительного сжа.тия., а также та разность, которая появляется в процессе эксплуатации. Это обстоятельство является благоприятным для снижения амплитуды колебаний,

В целом же демпферы 16, тяги 2, оси их шарниров 5,6,8,9,11-14 являются одинаковыми.

Технико-экономические преимущества предлагаемого удерживающего устройства навесного привода конвертора заключаются в высокой эксплуатационной надежности, эффективном снижении амплитуды колебаний, использовании деталей, способных работать

при термических дефо мациях, простоте конструкции, малых габаритах, .упрощении обслуживания и ремонта.

Годовой экономический эффект от

использования изобретения составит

25 не менее 4 тыс.руб.

Формула изобретения

1, Удерживающее устройство навесного привода конвертера, содержащее тяги, шарнирно связанные с навесным приводом и станиной, а также демпферы с набором пружин и тормозными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, тяги соединены между собой в изолированно размещенные с обеих сторон привода шарнирные -параллелограммы,

э демпферы попарно связаны с боковыми шарнирами каждого параллелограмма и станиной, при этом тормозные элементы каждого демпфера размещены с сторон набора его пружин.

2. Устройство по П.1, о т. л и чающееся тем, что тормозные элементы выполнены в виде шариков, контактирующих в одной точке с нажимным диском, в другой - с закрепленной на штоке фрикционной втулкой,а в третьей - с наклонными стенками чаши, Охватывающей втулку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 419561, кл. С 21 С 5/42, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 525755, кл. С 21С 5/50, 1975.