重 型 机 械 用于大 中型高炉 的 式全液压 泥炮 的分析 东北 重 型 机械 学 院 任 廷 志 刘 剑 平 摘 要 本文 对德 国 这种 液压泥炮 提 供了依据 。 式 全 液 压 泥 炮 的 结 构 特点 、 工 作 性能 及 设 计思 想等进行 了 分 析 , 为设 训 叙 词 液 压 泥 炮 导 向 杆 缓 冲器 前言 随 着 高炉 容 积 的不 断 扩 大 、 炉顶 压 力 的提 高 , 采 用 无 水炮 泥 和 高 炉 风 口 平 台 需 要 一 定 的 空 间 , 以 及 出 铁 场 对泥 炮 的要 求 , 过去长 期 沿 用 的 电 动泥 炮 已不 能 满 足 高 炉生 产 发 展 的 需 要 , 因此 已 被 性 能 更好 的 矮 身液 压 泥 炮 所 取 代 。 目前 国 内外 使 用 的 矮 式 液压 泥 炮 主 要 有 式 、 式 、 式 及 式 。 其 中 式 和 式 和 式 由转 炮 机构 、 锁 炮 机构 、 压 炮 机 构 和 打 泥 机构 等 组 成 。 式 将 转 炮 机 构 、 锁 炮 机构 和 压 炮 机 构 合 为 一 体 , 用一 个转 炮 机构 来 代 替 , 从 而 使 机 构 变 的 简 单 。 式 转 炮 机构 的 驱 动 液 压 缸 , 在 旋 转 炮 臂 的外 面 , 占用 空 间较大 , 且 液 压 缸 易 受 到灰 尘 的 浸 腐和 烘 烤 。 式 泥 炮 则 将 转 炮 用 的 液 压 缸 放 在 转 臂的 里 面 , 其 结 构更 加 紧凑 。 一 型 全液 压 泥 炮 的 主 要 技术特性 一 型 全 液压 泥 炮 由德 国 公 司 设 计 制造 。 它 由转炮 机构 、 打 泥 机构 、 液 压 装置 和 电控 设备 等组 成 见 图 。 其主 要 技 术性 能 参数 如下 打 泥 机构 , , 价 价 州 。 。 泥 缸 有效 容 积 泥 缸 额 定 容 积 泥 缸 直 径 油 缸直 径 打 泥压 力 活 塞 行 程 打 泥全 行 程 时 间 吐 泥 量 转 炮 机构 最大 旋 转 角 旋 转 角富裕 量 压 紧力 旋 转 臂 回 转半径 液压 装置 油 箱有效 容 积 冷 却 器 的 冷 却 水 量 加 热 器 过 滤 器 过 滤 净度 主体泵 台 功 率 卜 一 一 

量 型 机 械 。 转 数 李 输送 能 力 系 统 压 力 活 塞式 存 储 器 蓄 能 器 用 于 中央 液 压 室 的 电控 设 备 操 作 电压 控 制 电压 阀 电压 电控 设 备 重 量 一 型 泥 炮结 构特 点 及 分 析 计算 转 炮 机 构 转 炮 机构 见 图 由 回转 杆 、 主 力 连 杆 、 旋 转炮 臂 、 转 炮液压 缸 及 固定杆 、 炮 嘴 导 ‘‘ 一 , 一二口口 图 璐 一 型液 压泥炮 总图 缓 冲器 吊架 转炮液压缸 回转杆 旋 转炮臂 主 力连 打泥机 导向杆 固定杆 轴承 底座 杆 构 度 是 为 了 使 炮 身 离 出 铁 沟 有较 远 的 距 离 , 也 方 便 炮 身 出入 铁水 沟 , 同 时保 证 打 泥 机构 的 中心 线 与 水 平面 倾斜 一 定 的 角度 , 与 出 铁 口 的 中心 线 较一 致 。 角度 是 为 了使 炮身在停放位 置 有较 图 旋转炮臂旋 转中心 线 倾斜角度 低的高度 , 不 与 同一 侧 的开 口 机发生 干 涉 。 旋 转炮 臂在一 个倾 斜 角为 , 了示而西 见 后 面 的计 算 的 平 面 中旋 转 。 旋 转 驱 动 和 压 炮力是通 过带 有连 杆 机构的油 缸 来 完成 的 。 驱 动 系统装在旋转炮 臂 的 内部 。 旋 转炮 臂 与底 座 通 过 大 型 回转 滚 动轴 承 联 接 。 图 是 旋 转 机 构 的工 作原 理 图 。 旋 转炮 臂 的旋转 由杆 、 、 、 、 来 控 制 。 和 点是 固定 铰 点 , 即 杆 , 转炮 臂 上 的一 点 , 塞 杆 件 , 活 塞外 圆柱 面 沿 缸 体 内圆 柱 面 滑 移 , 和 等组成 的六 杆 机 构 为 固 定 为 主 力连 杆 , 点 为 旋 为旋 转炮 臂 , 刀 为 活 为 回 转 杆 , 其接触 位 置 用 表 示 , 则 件 。 活 塞 相 对 缸体 运 动 时 , 与 也 为 两个杆 杆 绕大轴 承 中 心线 回转 。 一 般 回 转 角度 为 力 。 的运 动 轨迹 则 由 、 。 。 炮嘴 和 等 组成 的 、 四 杆 机构 控 制 。 相 为 打 泥 机 构 上 的 两 个 为连 杆 , 和 为 固定 铰 点 , 即 为 固 点 , 为 导 向杆 , 炮 嘴 是 连 杆 定 杆 , 上 的 一 个点 。 按照工 艺要求 , 炮 嘴 点轨迹在 靠近 出 铁 口 的 一 段 距 离 内应 接 近 直 线 , 且 尽量 与 出铁 口 中心 线一 致 , 这 样 才 能顺 利 堵 住 出铁 口 , 而 不 破 坏 出铁 口 的 泥套 。 泥 炮 在停放位置 应 占较 小 的 空 间并 便 于 装 泥 。 本文 所 介绍 的 型全 液 压 泥炮 , 一 , , 向 杆 等 组成 。 转 炮 立 柱为 斜 立 柱 , 同 时 向 两 个 。 。 角 方 向倾 斜 见 图 。 , 丫 。 , 二 , 就 很 好 地 满 足 了 上述要 求 。 一 一 

型 机 械 衬。 司 , 即经 济又 方 便 对打 泥 机 构 采 用 双 重 隔热 措 施 , 在 泥 缸 筒 正 下 方 设 有 用 隔 热 材 料 制 成 的 护 罩 , 在 护 罩 下 面 又设 有 隔 热 护 板 。 从 而 满 足 了对炮 泥 保 护 的 要 求 。 在 油 缸 的下 面 也设 有隔 热 板 来 保 护 油 缸 用 经 过 扭 转带 有麻 花 劲 的 方钢 来 转 动 行 程 指 示 器 的 指针 , 这 种 结 构 简单可 靠 。 打 泥 机构的 计 算 打 泥 压 力 可 用下 式计算 , 式 中 , 母瓷兴尸 。畏‘ , —打 泥活 塞 直 径 帅 —液压 缸 内径 师 。 —最 大油 压 州 打 泥 机构 的 最 大推 力 可 用下式 计 算 · 二 刀 二 打 泥 活 塞 压 力 与最 大 推 力 确 定 的 原 则 是 首 先根 据 工 艺 要 求 , 妥 善 确 定炮 嘴 出 口 处 炮 泥 的压 力 及 炮 泥 在 泥 缸 过 渡 管 、 炮 嘴 中的 压 力 损 失刁 。 。 对 于 大 型 高 炉 , 采 用 较 硬 炮 泥 时 , 取 所 以 , 刁 , 刁 一 州 , 本 泥炮 的 二 , 大 于 几 , 所 以 能满 足 要 求 。 有效吐 泥 量 为 二 。 二 且 式 中 , —泥 缸 活 塞 有 效 行 程 最 大吐 泥 量 为 。 二 二 。 二 · 二 刀 孟 二 , 式 中 二 二 —泥 缸 活 塞 最 大 行 程 压 炮力 可 用下 式 计 算 二 几 二 ’ 式 中 久 —安 全 系数 , 一 般 取 —炮 嘴 内径 帅 吊卦 装 里 及 级 冲器 , 吊卦装置 及缓 冲器 结 构 一 图 转炮机构工作原 理 图 在 打 泥 过 程 中 , 转 炮 液压 缸 保持 恒压 , 以 便 炮 嘴贴 紧 出 铁 口 泥套 , 防 止 漏 泥 , 打 泥 时 转 炮 液 压 缸处 于 伸 长 的 趋 势 , 打 泥毕 , 向转 炮 液 压 缸 另一 侧 通 入 压 力油 , 使 活 塞 杆缩 短 , 将 泥 炮 回转 到停放位 置 。 打 泥 机构 打 泥 机构 的 结 构特 点 打 泥 机构 由炮 唇 、 炮 嘴 、 过 渡 管 、 炮 身 、 可 动 油 缸 、 打 泥 活 塞 、 油 缸 座 和 固定 活 塞 杆 等 组 成 见 图 。 打 泥 时 从 进 油 孔 通 入 压 力 油 , 推 动 可 动 油 缸 , 进 而 带 动 泥 缸 中的 活 塞 前 进 , 将 堵 铁 口 泥 从 炮 嘴 挤 出注 入 出铁 口 。 在油 缸 座 的前 端 沿周 向开 有 两 个 门 和 两 个 孔 , 以 便 清理 炮 泥 浸 入 液 压 缸 活塞 所 占据 的 空 间 。 卜卜, , , 百口 』曰““ 本 , 闪 备 曰 共二二 ‘ 刁洲洲 口口 二二 释释弩弩 图 炮唇 一 型泥 炮打泥机构总图 炮嘴 过渡管 炮身 油缸座 泥缸盖 可动油缸 打泥活塞 固定活塞杆 本 结 构 的 主 要 特 点有 加 了一 个便 于 更换 的 炮 唇 。 在生 产 中炮唇 直接 与 高炉 出铁 口 接触 , 经 常 被 烧 损 , 以往更换整个炮嘴 。 该 结构只 要 更 换 炮 唇 即 , 

重 型 机 械 。 式 液 压 泥 炮 的 吊卦 形 式 很 独 特 见 图 , 它 是 由 吊 架和 缓 冲 器 来 实 现 的 。 吊 架 与 旋 转 炮 臂 之 间 由止 推 轴 承 和 一 对 圆 谁 滚 子 轴 承 相联 接 。 缓 冲 器 与 泥炮 的 尾 部 相 铰 接 , 同 时 又 与 吊 架的 最 几端 相 铰 接 。 这 种 吊 卦 方 式 避 免 了 式 液 压 泥 炮 的 吊卦 方 式所 存 在 的缺 点 , 即 在 堵 出铁 口 时 , 打 泥 机 构 对 旋 转炮 臂 作用 的 附加 扭 矩 。 这 里 采 用 的 缓 冲 器 是 为 了 在打 泥 过 程 中出 铁 口 处若有渣铁 块 或 硬 泥块 时 , 泥 炮 能 够 自动调 解缓 冲 , 以 免 损 坏 吊架和 旋 转炮 臂 。 缓 冲 器 既可 以被 拉 伸 , 又 可 以 被压 缩 , 其 结构 如 图 。 缓 冲杆 与环 孔 螺栓 之 间是 用 螺 纹 联 接 。 相 对 旋 转 时 , 可 改 变 缓 冲器 的长 度 , 但不 改 变蝶 形 弹簧 的压 缩 量 。 缓 冲 器还 有 一 个 特 点 在 安 装 和 使 用 过 程 中 , 如炮 嘴对不 准 出铁 口 时 , 月 调 整缓 冲 器 的 长度使炮嘴 对 准 出 铁 口 。 尸尸尸尸 二 弓弓 图 缓 冲器 万 向接头 推 力轴承 向心 球轴承 外壳 缓 冲杆 蝶形 弹簧 环 孔 螺 栓 缓 冲 器 最 小 工 作 负 载 的 计 算 缓 冲 器是 为 了 泥炮 在 非 打 泥状 态 下 打 泥 机 构 和 吊 架 之 间不 相 对 传 动 。 若 缓 冲 器 最 小 工 作 负载 , 过 大 , 炮 嘴 与 出铁 口 接 触 时 , 缓 冲 器 就 起不 到 保 护 出铁 口 及 泥 炮 的 作 用 。 首 先 确 定 泥 炮 回 转 的 倾 斜 平 面 见 图 面 与 水平 面 平 行 , 轴 垂直 于 高炉 出 铁 口 中心 线 。 设 旋转 炮 臂 的 回 转 中 心 线 在 、 。梦面 内的 投 影 与 轴 的 夹 角 分 别 为 占和 了, 取 回转 中心 线 的一 段 在 轴 上 的 投 影 为 。 则 有 占 丫 一 一 了刀 “ 一 。了 。一 。 丫 丫 夕 了 占 “ “ 一 豁 回转中心找 图 一 型 泥炮 的 占 。 ‘, 丫 。 , 则 得 。 , 夕二 为 口 受 力 状 况 , 可 建 立 如下 平 衡方 程 “ 。 即泥 炮 在 水 平 面 夹 角 。 的平面 内旋 转 。 由图 打 泥 机构的 口口口口口 气气‘‘ 主主二二 图 · · 价 几 久 尸 二 · 伪 功 式 中 久 —安全 系数 , 一 般 取 —打 泥 机构 重 量 —泥 缸 内泥重 口 —打 泥 机 构 中心 线 与 水 平 面 的 夹 角 泥 炮 从停放 位 置 旋 转 到打 泥位 置 的 过 程 左 右 的 坡 , 然后 再下 左 右 的 坡 。 在 这 一 过 程 中 总有一 个 位 置 打 中 , 先 爬 。 一 。 泥 机构 处 于 水 平 状 态 , 即 此 时尸 最 大 , 。 下 转 第 页 

盆 型 机 械 。 型标注 的 出油 量 就 在 本 片 的 出 油 口 排 出 。 两种 结 构形 式 各有 所 长 , 型 这 种 出油 形 式 , 给 油 器 内部 的 压 降 损 失 少 , 使 用 时 要 记 注 出 油 的 规 律 。 型 本 片 出油 的 形 式 , 使 用 比 较 方 便 , 但 内部 压 降 就 要 增 加 , 如 果 是 标 注 同 样 出油 量 的 一 组 片式 给 油 器 , 显 高 于 本 片 出 油 形 式 的 给 油 器 了 。 型 的 优势就 明 】 钳】 型片式 给 油 器 出 油 状 况 图 型 片 式 给 油 器 组 成 的 进 行 式 集 中润 滑 系 统 , 一 般 要 由泵 、 一 定数 量 的 片 式 给 油 器 、 连 上 接 第 页 二 ‘ 二 孟 一 · 价 本 文 介 绍 的 泥 炮 川幻。 , 。, , 价 。 , , 所 以 。 。 二 。 结 束语 全 液 压 泥 炮 在满 足打 泥 工 艺 所 要 求 的回 转 、 打 泥 、 压 紧 、 自锁 四 个 功 能 的 前 提 下 , 取 消 了 传 统 泥炮 必 有 的 压 炮 、 锁炮 机 构 。 因 此设 备 高度 小 , 机 构 简 单 , 结 构 紧 凑 。 转 炮立 柱 为斜 立 柱 , 回 转 臂在一 个 倾 斜 平 面 中旋 转 。 旋 转 驱 动 和 压 紧 力是 通 过 带 有连 杆 机构 的 油 缸 来 完成 的 , 在 旋 转 过 程 中用 导 向杆 导 向 , 使 泥炮 能 获得 最 佳 的 静 止 位 置 和 打 泥 位 置 。 炮嘴 是 可 调 的 向 上 可 调 , 一 一 接 的 管 路 接头 和 电气 控 制 箱 等 组 成 。 根 据 片 式 给 油 器 的 工 作特 点 , 需 对 润 滑 系 统 中使 用 的 润 滑 剂 的 清 洁度 有一 定 要 求 , 进 入 系 统 的 润 滑 剂 必 须 经 过 过 滤 才能 加 入 到泵 的贮 油 桶 内 。 一 个 正 常 运 行 的 系统 , 如 果 出现 故 障 , 绝 大 部 分 原 因 是 由于 润滑 剂内混 入 了杂质 造成 的 , 所 以 “ 润滑 剂 必须 清洁 ” 要 引起广 大 润 滑工 作 者 的 高 度 重视 。 电气 控 制 系统在正 常工 作 时 要 对 润 滑 系 统 的工 作 进 行 监视 , 润 滑 系 统 在 每 一 工 作周 期 , 都应 在设定 的 监 控 时 间 内完 成 。 监 控 时 间 间 取 系 统 一 个周 期工 作 时 间 的 。 倍 , 超 过 监 控 时 间 泵仍 在 继 续 工 作 , 电气控 制 系 统 即 发 出报警 信号 , 说 明系统 中的 主 管道 有 堵 塞 或 漏 油 现 象 , 电气控 制 系 统 的 信 号促 使 检 修 人 员 及 时 处理 现 场 故障 , 使 润滑 系统恢 复正 常工 作 。 向 下 可 调 幻 幻区, 向左 右 可 调 装 置 带 有超 载保 护 设 施 。 知叮 , 调 整 在 整 个旋 转 过 程 中 , 可不 间 断 地 获 得 有效的旋 转 力 矩 。 这 个旋 转力 矩 在 泥炮达 到 堵 泥位置 前的 瞬 间 , 达 到恒 定 的最 大值 。 中央液压 系统 另有循 环 泵 并 带 有 精 过 滤 器 和 加 热 、 冷 却装 置 。 活 塞 式 蓄能 器 具 有 足 够 的 能 力 , 在没 有泵组 的 支持 下 完成一 套 向前 回 转 、 压 紧 、 打 炮 、 返 回 的 全 过 程 。 液 压 系统 的压 力 仅 为 可 获得 较 高 的打 炮 压 力 护 保 养 。同 时 油 泵 系统 压 力 最 大可 达 浪 , 但 , 便 于 设 备的 维 , 可 获得 的 打 泥 压 力 。 参 考 文 献 刘 慰俭 用于 大 型高 炉的 式 液压 泥 炮 的 分 析 重 型机械 , 严 允进 炼 铁机 械 北京 冶 金 工 业 出 版 社 , 。