【正文】 45816( 32 ?? ???? FF = 1726 ??? = 上密封軸彎矩的計(jì)算和彎矩、扭矩圖的繪制 彎矩計(jì)算： M（ B） = F1 165= 165= KN M， T= KN鍵的頂面與輪轂之間有少量間隙，鍵靠側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩。 外圈滾道面的曲率中心與軸承中心一致，所以具有與自動(dòng)調(diào)心球軸承同樣的調(diào)心功能。該類軸承外圈滾道是球面形，故具有調(diào)心性能，當(dāng)軸受力彎曲或傾斜而使內(nèi)圈中心線與外圈中心線相對(duì)傾斜不超過(guò) 1176。 時(shí)，軸承仍能工作。調(diào)心滾子軸承可以承受徑向負(fù)荷及二個(gè)方向的軸向負(fù)荷。 圖 平鍵工作簡(jiǎn)圖 根據(jù)用途不同，平鍵可分為普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵四種。花鍵軸的材料 為 45鋼，查閱 [13] P370 表 151 選取力學(xué)性能參數(shù) n=3，? 0=? b=590MPa ∴ [? ]= ??? MPa 上密封軸的強(qiáng)度校核 上密封軸的材料 45鋼為塑性材料，且是剪切應(yīng)力一起的軸的屈服的主要因素，所以根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核。 M 扭矩計(jì)算： T2=T3=G L1=F1 M ， D 為 C 截面的軸直徑D= m，ω為抗彎模量。MM/KN ? ca軸的計(jì)算應(yīng)力 , ? ca = 22322 321 TMDTM ??? ?? 式中： M= KN M M（ C） = F4 230= 320= KN F=200 = 即 C 點(diǎn)的坐標(biāo)為（ ， ） 第 18 頁(yè) ＣXYCOBAR(35 0,0) 圖 連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 由 B、 C 兩點(diǎn)坐標(biāo)，則 |BC|= 22 )()( ??? = mm 設(shè)液壓缸的工作行程為 Lh，由相似三角形定理得： Lh|BC| =200OC ∴ Lh= mm ∴ 液壓缸的工作行程至少為 mm 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 工作原理分析：液壓缸驅(qū)動(dòng)搖臂擺動(dòng)， 搖臂把動(dòng)力傳遞給兩個(gè)連桿，兩個(gè)連桿分別帶動(dòng)上截料閥的花鍵軸和花鍵軸套做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)、外球體閉啟。－ 129176。內(nèi)球體開口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： 530 圖 內(nèi)球體開口結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可得： sinα =530320 α =arcsin530320 =176。 設(shè)上截料中閥物料能產(chǎn)生的力臂為 L,力臂圖如下 圖 力臂簡(jiǎn)圖 所以可以得方程 ： 3002+L2=5702 則力臂 L= 設(shè)物料產(chǎn)生力矩那部分的物料的體積為 V： V=π R2調(diào)心滾子軸承可承受較大的徑向載荷，同時(shí)也能承受一定的軸向載荷。綜上所述，上密封閥的軸承選擇調(diào)心滾子軸承，調(diào)心滾子軸承是在有二條滾道的內(nèi)圈和滾道為球面的外圈之間，裝配有鼓形調(diào)心滾子的軸承。上密封閥式借助曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥板使閥板上的橡膠圈和密封閥座緊密結(jié)合，封住來(lái)自下部的壓力煤氣，從而達(dá)到密封的效果。為了滿足上述的要求，所以上截料閥的傳動(dòng)方式采用連桿機(jī)構(gòu)與液壓缸驅(qū)動(dòng)方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)，重量輕，節(jié)省投資； ②工作平穩(wěn)，沖擊小，減輕爐頂框架結(jié)構(gòu)，降低爐頂高度； ③減少了電機(jī)容量和功率消耗； ④傳動(dòng)準(zhǔn)確，相應(yīng)速度快，驅(qū)動(dòng)力大，密封性能好； ⑤液壓傳動(dòng)調(diào)速范圍大，可以減小沖擊負(fù)荷 ，液壓元件通用性大，檢修方便。 ⑤中心喉管磨損較快； ⑥存在并罐效應(yīng)。 5 根據(jù)已經(jīng)計(jì)算得的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)繪制 CAD 圖紙。在操作中，當(dāng)料罐受料式時(shí)，截料閥處于關(guān)閉的狀態(tài)， 所使下密封閥不受爐料的沖擊和磨損，提高下密封閥的使用壽命。在排壓系統(tǒng)能正常工作的條件下，上下密封閥的密封效果的好壞直接影響高爐高壓操作工藝。 第 5 頁(yè) 圖 1. 2 馬基式布料器雙鐘爐頂 1－大料斗； 2－大鐘； 3－大鐘桿； 4－煤氣封罩； 5－爐頂封板； 6－爐頂法蘭； 7－小料斗下部?jī)?nèi)層； 8－小料斗下部外層； 9－小料斗上部； 10－小齒輪； 11－大齒輪； 12－支撐輪； 13－定位輪； 14－小鐘桿； 15－鐘桿密封； 16－軸承； 17－大鐘桿吊掛件； 18－小鐘桿吊掛件； 19－放散閥； 20－均壓閥； 21－小鐘密封； 22－大料斗上節(jié)； 23－受料漏斗 鐘閥式爐頂布料器 為了滿足高爐容積的擴(kuò)大和高壓操作的推廣，出現(xiàn)了三鐘式 、 四鐘式和鐘閥式。此種布料器得到廣泛的應(yīng)用。 第 3 頁(yè) 無(wú)料鐘爐頂發(fā)展的方向 無(wú)料鐘爐頂從誕生以來(lái)，工藝日趨完善，密封愈加嚴(yán)密，布料方式更加合理，效率越來(lái)越高，成本越來(lái)越低。我國(guó)從 70 年代開始研制無(wú)料鐘爐頂， 1979 年第一座無(wú)料鐘爐頂在首鋼投產(chǎn)。 1970 年盧森堡威爾斯廠和保爾 近年來(lái)，我國(guó)煉鐵 生產(chǎn)技術(shù) 處于快速 發(fā)展 階段，生鐵產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，煉鐵裝備在向大型化、自動(dòng)化、高效化、長(zhǎng)壽化、節(jié)能降耗、高效率方向發(fā)展。高爐的爐頂裝料設(shè)是用來(lái)裝料入爐并使?fàn)t料在爐內(nèi)合理分布，同時(shí)還要起到爐頂密封作用的設(shè)備。而本文主要設(shè)計(jì)串罐式無(wú)料 鐘爐頂?shù)纳厦芊忾y、上截料閥等機(jī)構(gòu)，主要包括主傳動(dòng)方案的 設(shè) 計(jì)，基本參數(shù)的選擇計(jì)算，重要零件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，以及一些標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和校核，如軸承、鍵、液壓缸等?，F(xiàn)在我國(guó)先進(jìn)的煉鐵技術(shù)裝備與落后的裝備并存。對(duì) 于我國(guó)眾多中小高爐群而言，如何進(jìn)一步提高技術(shù)裝備水平，如何進(jìn)一步優(yōu)化工藝，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、低耗、環(huán)保的指標(biāo)，對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展具有重要而現(xiàn)實(shí)的意義。我國(guó)的寶鋼 、 鞍鋼 、 首鋼 、 武鋼 、 馬鋼 、 攀鋼等鋼鐵集團(tuán)新建和改擴(kuò)建的大高爐均采用了無(wú)料鐘爐頂技術(shù)。發(fā)展方向主要集中在提高高爐設(shè)備的是使用率 、 實(shí)現(xiàn)高壓操作和超高噴煤，進(jìn)一步延長(zhǎng)爐役壽命和環(huán)境保護(hù)等幾個(gè)領(lǐng)域，從而使得更為廣泛的應(yīng)用 [6] [7]。 為了解決以上缺點(diǎn)，雙鐘式爐頂很快出現(xiàn)了，很快在世界范圍得廣泛的應(yīng)用。鐘閥式爐頂由多種，用的最多的是雙鐘雙閥式爐頂。其結(jié)構(gòu)圖 所示： 圖 1. 3 料罐體及上密封閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第 7 頁(yè) 上截料閥 截流閥的準(zhǔn)確開度是保證每環(huán)布料圈數(shù)與設(shè)定達(dá)到一致的關(guān)鍵參數(shù)。 設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容： 1 收集相關(guān)的資料，根據(jù)資料分析各種形式的高爐爐頂裝料設(shè)備的特點(diǎn)，根據(jù)我國(guó)的發(fā)展的實(shí)際情況，做進(jìn)一步的分析。其中使用較為廣泛的是串罐式 [1]。由于他們結(jié)構(gòu)形式的不同，與并罐式比較串罐式少了一套上密封閥、下密封閥和一個(gè)下截料閥和均壓放散閥，這樣在工藝上方串罐式可以節(jié)省大量的資金，同時(shí)串罐式在冶煉工藝較并罐式也有顯著的優(yōu)點(diǎn)，因此串罐式能得廣泛的應(yīng)用。由于花鍵軸和花鍵軸套由相對(duì)運(yùn)動(dòng)，容易產(chǎn)生磨損，增加生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率，所以 第 13 頁(yè) 在花鍵軸和花鍵 軸套之間加一個(gè)小軸套，減小重要零件的磨損，符合最優(yōu)化設(shè)計(jì)原則。密封閥不直接與爐料接觸，從而提高了 第 14 頁(yè) 橡 膠圈和閥體的使用壽命，滿足密封要求。調(diào)心滾子軸承可以承受徑向負(fù)荷及二個(gè)方向的軸向負(fù)荷。 時(shí)，軸承仍能工作。 V圓整后取得開口角度 42176。 a=b=200mm 由余弦定理 a2+b2－ c2=2ab M ∵內(nèi)外球體分別由花鍵軸和花鍵軸套帶動(dòng) ∴ F1″ = F1= LM2 = = KN 第 20 頁(yè) 力對(duì)稱 F2″ = F1″ = KN 由余弦定理得 F2= F1″ 2+F2″ 2－ 2 F1″ F2″ cos135176。 液壓缸型號(hào)的選擇 由上面的計(jì)算可知： 液壓缸的最小力偉： ，最小行程為： 參考文獻(xiàn) [11]選用冶金設(shè)備鐘液壓缸，根據(jù)實(shí)際安裝和工作情況設(shè)計(jì)選擇其類型為 :YHG1E50 28 100L （ 1） 液壓缸類型：?jiǎn)巫饔靡簤焊? （ 2）液壓缸機(jī)構(gòu)尺寸和技術(shù)規(guī)格：缸徑 50 mm 活塞桿直徑 28 mm 油口尺寸通徑 28 mm 拉力 推力 連接螺紋 M18 液壓缸活塞桿行程的確定 方案分析：如行程太大，液壓缸行程時(shí)間加大，則工作 時(shí)間增加，不利于提高生產(chǎn)效率，浪費(fèi)資源；如行程太小，液壓缸提供的驅(qū)動(dòng)力不足以打開內(nèi)、外 第 21 頁(yè) 球體開啟、閉合所需要的力，不能達(dá)到做工目的。M 圖 花鍵軸的彎矩、扭矩圖 由彎矩和扭矩圖可知 C 截面為危險(xiǎn)截面，所以對(duì)該截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 ? ca= 22332 TMD ??= 223 6 7 9 32 ???= MPa[? ] ∴滿 足強(qiáng)度要求 花鍵軸套的受力分析 與花鍵軸同理，花鍵軸套也是由液壓缸傳遞扭矩驅(qū)動(dòng)的，驅(qū)動(dòng)端受力與花鍵軸一致，受力分析圖如下： 第 25 頁(yè) F 3F 2F 1204A B C DT 2 T 280 141F 4 圖 花鍵軸套的受力分析簡(jiǎn)圖 式中 F1是由液壓缸提供的 F1=。 M， T= KN 花鍵的型號(hào)選擇為： N d D B=10 72 78 12 （選擇輕系列） 花鍵強(qiáng)度校核，查 [14]P140 公式： 花鍵聯(lián)接擠壓應(yīng)力 ? jy =mgg DlzhT? 2 ≤ [? ]jy 式中： [? jy] — 花鍵聯(lián)接許用擠壓應(yīng)力， [? jy ]=40 MPa； T — 花鍵軸的轉(zhuǎn)矩，單位 N 第 30 頁(yè) 由以上數(shù)據(jù)選擇液壓缸的型號(hào)為 YHG1E50 28 500L （ 1） 液壓缸類型：?jiǎn)巫饔靡簤焊? （ 2） 液壓缸機(jī)構(gòu)尺寸和技術(shù)規(guī)格：缸徑 50 mm 活塞桿直徑 28 mm 油口尺寸通徑 28 mm 拉力 推力 連接螺紋 M18 上密封軸帶動(dòng)閥板，通過(guò)液壓缸的驅(qū)動(dòng)完成密封工作。MM/ KN M ， D 為 B 截面的軸直徑 D= m，ω為抗彎模量。 查閱文獻(xiàn) [12]，選擇普通平鍵，型號(hào)為： b h L=36 20 130，液壓缸與上密封軸之間有輕微載荷沖擊， 查閱文獻(xiàn) [15]P106 表 62 取擠壓許用應(yīng)力 第 34 頁(yè) [? p]=120 MPa. 強(qiáng)度校核公式：鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力? p=dklT2≤ [? p] 文獻(xiàn) [15]P106 公式 61 其中 T 為扭矩， T=； d 為鍵連接處的軸徑， d=130 mm； k 為鍵與輪轂槽的接觸高度， k= h= =； l 為鍵的工作長(zhǎng)度， l=L－ b=130－36= m?；蚴褂镁o定 套、拆卸筒安裝在圓