煉鋼搖轉爐並聯傾動機構手動液控裝置的製作方法

2023-09-19 09:01:45

本發明屬於機器人領域，特別涉及是一種煉鋼搖轉爐傾動機構的控制裝置。

背景技術：

煉鋼轉爐與氧槍吹煉結合是目前國內外煉鋼的主要設備之一。目前國內外現有煉鋼轉爐多採用一自由度傾動機械設備通過託圈驅動轉爐傾動。傾動機械設備採用多臺交流變頻電動機驅動，多臺電動機採用多點嚙合全懸掛形式，通過扭力杆裝置進行力矩平衡。1994，1995年奧地利鋼鐵聯合企業阿爾帕工業設備製造公司申請兩項中國發明專利，分別為傾動式轉爐CN1084569和煉鋼用轉爐CN1100145。2001，2002年德國SMS迪馬格股份公司申請兩項中國發明專利，分別為轉爐設備CN1282379和轉爐傳動裝置CN1553965。2000年冶金工業部武漢鋼鐵設計研究院申請中國發明專利CN1259580，自動平衡轉爐傾動轉矩的系統。1996年周冠五申請中國發明專利CN1125256，可換式轉爐。由於這類傾動機械設備只有一自由度傾動，換向傾動衝擊力矩很大，爐內鐵水與合金材料混勻性能較差，脫(氫、磷、碳、硫、氣)和去除雜質能力較差，長期受單自由度傾動鋼水衝刷，轉爐爐襯壽命較短。為克服上述煉鋼轉爐傾動裝置的不足，2016年中國授權發明專利CN104017935B公布了一種三自由度煉鋼搖轉爐並聯傾動機構，旨在實現煉鋼爐多方位搖轉，有效減小驅動轉爐及鋼水大偏心大質量頻繁換轉向的衝擊載荷，改善爐內鋼水攪動混勻性能，提高脫(碳、硫、磷、氫、氣)和去除雜質的能力，提高爐襯壽命，滿足精煉優質鋼的工藝需求。

2016年發明授權CN104049566B公開一種轉爐傾動安全的電氣傳動控制方法，由傾動角度編碼器和四臺傾動電機速度編碼器相互驗證，通過PLC獲取這編碼器信息，進行監控和判別，防止轉爐傾動由於編碼器出現故障對系統產生影響。2013年發明授權CN102061355B公開一種轉爐傾動控制裝置和方法，用第一控制器、第一繼電器、第二控制器和調速裝置控制調速裝置的啟動或關閉。2016年發明授權CN104018794B公開一種動力鉗導軌移動式液控擋銷復位裝置，通過移送液缸推動齒條擺動式油缸上的齒條與復位齒輪軸上的齒輪嚙合，再使齒條擺動式油缸推動復位齒輪軸轉向，從而達到遠程液壓控制的目的。2015年發明授權CN103640974B公開一種船用起重機遠程液壓控制系統，油泵的輸出端通過電磁換向閥與比例多路閥連接，比例多路閥的輸出端分別連接有起升裝置、變幅油缸、伸縮油缸和迴轉裝置。2013年發明授權CN102085851B公開多級伸縮機構順序控制裝置及包括該裝置的工程設備，提供了一種多級伸縮機構順序控制裝置。2013年日本發明授權CN101561044B公示一種液壓控制系統，該液壓控制系統包括能夠在從換檔液壓控制閥輸出的液壓力和主壓力(PL)之間切換被提供給初級帶輪的液壓力的故障安全閥。目前的煉鋼轉爐都是一自由度傾動機構，其換向傾動衝擊力矩大，爐內鐵水與合金材料混勻性能較差，脫(氫、磷、碳、硫、氣)和去除雜質能力較差，轉爐爐襯壽命較短。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種結構緊湊、操控容易、能夠減小傾動衝擊力矩、精煉優質鋼和提高爐襯壽命的煉鋼搖轉爐並聯傾動機構手動液控裝置。

本發明包括機座、動臺、手柄、橫軸、三個結構相同的RPR型直線分支、T型軸和三個結構相同的常規三位四通液壓換向閥；其中三個RPR型直線分支在機座與動平臺之間圓周均布；所述動臺為正三角形平板，在兩個角的頂角處設有平行於該邊且與動臺共面的長通孔，在另一個角的頂角處設有平行該邊且與動臺共面的短通孔；所述手柄與動臺中心垂直固連，所述橫軸兩端設有相互平行且垂直橫軸的兩個通孔，該橫軸中部與動臺的長通孔轉動副聯接；所述機座為正三角形平板，在其一邊的兩端和該邊對頂角處分別設有垂直該邊且與機座共面的三個通孔；所述RPR型直線分支上、下端設有相互平行且正交該直線分支的兩個通孔，兩個RPR型直線分支的兩端分別與橫軸兩端的通孔和機座一邊的兩端通孔通過相互平行的銷軸轉動副聯接；所述T型軸包括相互垂直的長軸和短軸，其長軸與機座另一個通孔轉動副聯接，其短軸與另一RPR型直線分支一端通孔轉動副聯接，該RPR型直線分支另一端通孔與動臺的短通孔通過銷軸轉動副聯接。RPR型直線分支包括活塞杆組件和缸杆組件，所述活塞杆組件包括活塞杆和球體，球體設有與球心相交的通孔，活塞杆上、下端分別設有凸臺和活塞，凸臺上端設有垂直活塞杆的通孔，凸臺中部設有凹球面通孔，凸臺下端與活塞杆上端固連；球體與凹球面通孔球副聯接；所述缸杆組件包括下彈簧圓板、兩個橫銷、圓環、上彈簧和缸杆；缸杆外形為方柱體，缸杆內部軸向設有一端帶通孔、另一端密封的圓柱空腔，中部設有兩個垂直偏心穿過圓柱空腔的橫銷，缸杆下端設有垂直缸杆的通孔；上彈簧、圓環、圓板、下彈簧均設在缸杆圓柱空腔內；活塞杆下端穿過缸杆上端通孔、上彈簧、圓環和兩個橫銷與活塞固連；上彈簧一端抵在缸杆空腔上端面，另一端抵在圓環上面；圓環下面抵在兩個橫銷的上側面，圓板上面抵在兩個橫銷的下側面；下彈簧一端抵在圓板下端面，另一端抵在圓柱空腔下端面；常規三位四通液壓換向閥的底座和擺杆分別與缸杆外側固連和與上述球體通孔圓柱副聯接。

手動操作該液控裝置，可以同步協調改變三個RPR型直線分支的長度，該分支伸長時，活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄向上擺動，接通煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸的進油路，同時活塞杆帶動活塞提升圓環壓縮上彈簧；該分支縮短時，活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄向下擺動，接通煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸回油路，同時活塞杆帶動活塞推壓圓板壓縮下彈簧。該分支復位時，在上、下彈簧共同壓力下活塞位於兩個橫銷之間，同時活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄擺動，關閉煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸油路。這樣可以控制與該手動液控裝置同構型的煉鋼搖轉爐液動並聯傾動機構的同步搖轉。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、手動並聯機構協調控制三個液壓換向閥，結構緊湊，操控容易。

2、煉鋼搖轉爐並聯液壓傾動機構與手動並聯機構成比例放大，並聯液壓傾動機構的運動與手動形式同步，用液壓缸驅動，結構緊湊，承載力大。

3、通過被控液壓系統同步驅動多方位搖轉動方式混勻爐內鐵水與合金，減小傾動衝擊力矩，精煉優質鋼和提高爐襯壽命。

附圖說明

圖1是本發明的立體示意簡圖。

圖2是本發明的RPR型直線分支剖視圖。

圖3是本發明的液壓控制系統圖。

圖中：1-機座、2-動臺、3-RPR型直線分支、3-1-下彈簧、3-2-圓板、3-3-橫銷、3-4-圓環、3-5-上彈簧、3-6-缸杆、3-7-活塞杆、3-8-球體、3-9-凸臺、4-橫軸、5-T型軸、6–銷軸、7-手柄、8-擺杆式三位四通換向閥、8-1-換向閥擺杆、9-擺杆式三位四通換向閥、10-擺杆式三位四通換向閥、11-過濾器、12-油泵、13-溢流閥、14-單向閥、15-節流閥、16-搖轉爐並聯傾動機構液壓驅動缸、17-單向閥、18-節流閥、19-搖轉爐並聯傾動機構液壓驅動缸、20--單向閥、21-節流閥、22-搖轉爐並聯傾動機構液壓驅動缸。

具體實施方式

在圖1所示的煉鋼搖轉爐並聯傾動機構手動液控裝置示意圖中，三個RPR型直線分支3在機座1與動臺2之間圓周均布；所述動臺為正三角形平板，在兩個角的頂角處設有平行於該邊且與動臺共面的長通孔，在另一個角的頂角處設有平行該邊且與動臺共面的短通孔；手柄7與動臺中心垂直固連，橫軸4兩端設有相互平行且垂直橫軸的兩個通孔，該橫軸中部與動臺的長通孔轉動副聯接；所述機座為正三角形平板，在其一邊的兩端和該邊對頂角處分別設有垂直該邊且與機座共面的三個通孔；所述RPR型直線分支上、下端設有相互平行且正交該直線分支的兩個通孔，兩個RPR型直線分支的兩端分別與橫軸兩端的通孔和機座一邊的兩端通孔通過相互平行的銷軸6轉動副聯接；T型軸5包括相互垂直的長軸和短軸，其長軸與機座另一個通孔轉動副聯接，其短軸與另一RPR型直線分支一端通孔轉動副聯接，該RPR型直線分支另一端通孔與動臺的短通孔通過銷軸轉動副聯接；

如圖2所示，RPR型直線分支包括活塞杆組件和缸杆組件，活塞杆組件包括活塞杆3-7和球體3-8，球體設有與球心相交的通孔，活塞杆上、下端分別設有凸臺3-9和活塞，凸臺上端設有垂直活塞杆的通孔，凸臺中部設有凹球面通孔，凸臺下端與活塞杆上端固連；球體與凹球面通孔球副聯接；缸杆組件包括下彈簧3-1圓板3-2、兩個橫銷3-3、圓環3-4、上彈簧3-5和缸杆3-6；缸杆外形為方柱體，缸杆內部軸向設有一端帶通孔、另一端密封的圓柱空腔，中部設有兩個垂直偏心穿過圓柱空腔的橫銷，缸杆下端設有垂直缸杆的通孔；上彈簧、圓環、圓板、下彈簧均設在缸杆圓柱空腔內；活塞杆下端穿過缸杆上端通孔、上彈簧、圓環和兩個橫銷與活塞固連；上彈簧一端抵在缸杆空腔上端面，另一端抵在圓環上面；圓環下面抵在兩個橫銷的上側面，圓板上面抵在兩個橫銷的下側面；下彈簧一端抵在圓板下端面，另一端抵在圓柱空腔下端面；常規三位四通液壓換向閥的底座和擺杆8-1分別與缸杆外側固連和與上述球體通孔圓柱副聯接。

手動操作該液控裝置，可以同步協調改變三個RPR型直線分支的長度，該分支伸長時，活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄向上擺動，接通煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸的進油路，同時活塞杆帶動活塞提升圓環壓縮上彈簧；該分支縮短時，活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄向下擺動，接通煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸回油路，同時活塞杆帶動活塞推壓圓板壓縮下彈簧。該分支復位時，在上、下彈簧共同壓力下活塞位於兩個橫銷之間，同時活塞杆帶動球體驅動液壓換向閥手柄擺動，關閉煉鋼搖轉爐並聯傾動機構對應油缸油路。這樣可以控制與該手動液控裝置同構型的煉鋼搖轉爐液動並聯傾動機構的同步搖轉。

本發明的三位四通換向閥比二位四通換向閥多一個中位機能，能起到四個油口相互封閉的狀態。液壓控制系統原理如圖3所示：

當擺杆式三位四通換向閥(簡稱換向閥)8、9、10右位工作時，通過過濾器11液壓泵12提供壓力油經換向閥，液控單向閥14、17、20和單向節流閥15、18、21(此時呈單向閥狀態)分別進入液壓缸16、19、22的下腔，推動活塞向上運動，液壓缸的上腔的液壓油經換向閥回油箱；當換向閥左位工作時，液壓泵提供壓力油經換向閥進入液壓缸的上腔，推動活塞向下運動，液壓缸的下腔的液壓油經單向節流閥(此時呈節流閥狀態)、液控單向閥(因有液壓油而反向開啟)及手動換向閥回油箱。當換向閥中位工作時，此時，液控單向閥反向密封性好，液壓缸能夠長時間停止不動。

這種迴路可使活塞下降速度穩定，且不受載荷大小的影響，適用於平衡質量變化較大且活塞閉鎖要求較高的液壓機械中，如常作剪切機剪刀缸、叉車舉升液壓缸等的平衡迴路。需要注意的是：活塞下行速度的平穩程度由單向節流閥來控制。由於液控單向閥是錐面密封，洩露量極小，故這種平衡迴路鎖定性好，工作可靠。