毕业设计液压泥炮

. 1 1绪论绪论 1 1．．1 1高炉液压泥炮的发展高炉液压泥炮的发展 随着世界各国炼铁高炉设备的不断更新换代， 用于堵塞高炉出铁口的电动泥炮逐 渐被液压泥炮所取代，这是由于液压泥炮具有打泥推力大，动作灵活，操作方便 等优势。 我国从改革开放以来，在新建的一些高炉中也引进一批国外不同类型的 液压泥炮。 但为了尽快改变我国高炉炉前设备落后状况，制造适合我国现有高炉 条件能代替电动泥炮的液压泥炮，成为重要课题和紧迫任务。在此形势下，钢铁 学院后改名为科技大学等单位从一九八三年就开始调研和设计。而为了推动液 压泥炮的研制， 并使其能迅速转入实际应用， 在冶金部机动司和科研司的组织下， 由钢铁学院、钢铁集团公司、冶金机械厂、冶金液压机械厂、钢铁公司、钢铁公 司等单位组成从科研设计、制造到使用的“一条龙’’研制联合体。联合体集中 了主管部门、科研院校、制造厂家及使用单位的智慧，发挥了各方面的作用和积 极性， 使整个研制应用工作进展迅速。 设计定型的BG300型液压泥炮于一九八五 年六月制成，于十一月十五日起在攀枝 花钢铁公司二号高炉上投入使用。使用效果达到预期的设计目的，又于一九八六 年四月在攀钢现场通过了冶金部组织的技术鉴定， 至此我国各大型冶金机械加工 厂开始投入批量生产[1]。 1 1．．2 2选题背景及意义选题背景及意义 液压泥炮是高炉出铁后，将炮泥压出堵住出铁口的设备，液压泥炮既要堵满很长 的出铁孔通道，又要修补炉前墙，同时炮嘴要有合理的运行轨迹。随着高炉高压 操作和高炉大型化的发展，无水炮泥的应用，泥炮从最早期的蒸汽泥炮发展到电 动泥炮以及目前广泛使用的液压泥炮。由于液压泥炮具备了很大的推力和容量， 资料 . 同时又便于炉前风口操作，运行安全可靠，因此液压泥炮得到了广泛的推广[2]。 液压泥炮的类型很多，为了获得炉前风口的完整性，液压泥炮的设计高度已经逐 渐减小，国外典型的矮式液压泥炮有Pw型、MHG型、IHI型、BG型和DDS型。 设计主要针对产品为DDS型液压泥炮，由于铁厂特殊的生产环境，液压泥炮的质 量及上线时间至关重要。液压泥炮在高炉使用寿命上的好坏，将直接影响能否保 证铁口正常除铁运行， 而与液压泥炮寿命息息相关的是设计一套合理的液压打泥 机构和旋转机构。 1.31.3研制开发主要容研制开发主要容 通过研究各种泥炮的优缺点发现DDS型泥炮， 不仅在结构密封性上和体积上都 优于其他的液压泥炮。考虑到未来社会发展的需要，因此设计制造一台用于 1750m高炉的堵铁口机（DDS型液压泥炮） 。要求充分利用现阶段各种对泥炮 的的打泥机构和旋转机构等的优化设计。 3 1 1．．4 4文献综述文献综述 本文主要参考的文献资料有吕和平著的液压泥炮机构的设计计算、朱允言、 高泽标著的液压泥炮旋转机构的参数分析、美仙攥写的浅谈液压系统中的 密封装置、严允进主编的炼铁机械和成大先主编的机械设计手册液压 传动 2 2泥炮结构及工作原理简介泥炮结构及工作原理简介 现代高炉堵出铁口采用专门的设备一泥炮进行。 由于高炉的大型化和高压化， 在设 置泥炮时应满足下列要求 1泥炮的泥缸应有足够的容量，储泥量应能保证一次堵住出铁口； 资料 . 2泥缸活塞应有足够的推力，以克服堵口泥受到的最大阻力，将泥分布在炉缸 壁上； 3炮嘴应有一定的运动轨迹，在进入出铁口泥套时应沿直线运动，避免损坏泥 套，在工作位置上应有一定的倾角； 4工作安全可靠，并可进行远距离操纵。 根据驱动方式，泥炮可分为气动式、电动式和液压式三种。气动泥炮由于活塞推 力小，工作不稳定而被淘汰。 2 2．．1 1 电动泥炮电动泥炮 电动泥炮有丝杠移动式和螺母移动式两种。图2．1为国1为255m3以上高炉广泛 使用的丝杆移动丽带动活塞移动的电动泥炮。其主要机构有打泥机构l、压紧 机构2、回转机构3和锁紧机构4[3]。 图2．1电动泥炮总图 资料 . Fig 2．1 Electric Mud Gun general plan 2 2．．1 1．．1 1 打泥机构打泥机构 打泥机构如图2．2所示，它由电动机1通过极限限力矩联轴节2和轴3相连。齿轮 4固定在轴3上，它通过两组空套在轴上的双联齿轮5和10将运动传给齿轮9，而 齿轮9装在与丝杠配合的铜螺母7上，由螺母转动而带动丝杠6和活塞8作往复运 动，完成打泥动作。图中齿轮11用于测量活塞行程[4]。 图2．2电动泥炮的打泥机构 Fig 2．2 playing mud body of Electric Mud Gun 2 2．．1 1．．2 2压紧机构压紧机构 压紧机构的作用是使泥炮的炮嘴按一定的角度插入出铁口， 并使泥炮在堵出铁口 时，把泥炮的炮嘴压紧在出铁口的泥套上。压紧机构图2．3由炮架1、小车2， 资料 . 带有丝杠4的锥齿轮传动3，极限力矩联轴节5和电动机6组成。炮身刚性地吊挂 在小车2上。炮架1上开有导向槽7，小车2的走行轮8通过螺母沿此导向槽运行， 以保证泥炮的炮嘴沿所需的倾角插入出铁口。压紧动作由电动机6经极限力矩联 轴节5和锥齿轮传动3使具有梯形螺纹的丝杠4转动，带动固定于小车2前轮轴上 的螺母作往复运动，从而将带着炮身的小车2推向或离开出铁口。 图2．3电动泥炮的压紧机构 Fig 2．3 pressed bodies of Electric Mud Gun 2 2．．1 1．．3 3锁紧机构锁紧机构 当炮架回转到靠近出铁口时，需将炮架连同炮身锁在炉皮的钩座，以补充压紧机 构由于压紧力不足，从而避免推泥反力过大而造成跑泥现象。锁炮时图2．3， 资料 . 利用前端斜面作用，碰上自动挂钩。当堵口完毕时，用电磁铁10将钩子9提起， 然后将炮身转离出铁口[5]。 2 2．．1 1．．4 4回转机构回转机构 堵出铁口时， 由回转机构将悬挂在它上面的打泥机构和压紧机构等准确地旋转至 出铁口，泥炮的回转运动由电动机通过蜗轮、蜗杆传动，使带有悬臂的空心圆柱 绕固定立柱旋转。我国第一重机厂为适应大型高炉的需要，设计制造了推力为 212t的螺母作往复运动的电动泥炮图2．4。这种泥炮的特点是，对打泥机构作 了较大的改进。它由泥缸1，部有固定螺母3的柱塞2、减速器4、旋转丝杆5和电 动机6组成。当丝杆旋转时，螺母和柱塞作往复运动。这种泥炮的其它机构与丝 杆移动式电动泥炮相似。该结构特点是采用适当减小泥缸直径来降低打泥速度， 以获得较高的活塞压力达7．85MPa，而打泥机构的电动机功率仅为40KW。 电动泥炮能满足生产要求，但实际使用中还存在下列问题①外型尺寸大，特别 是高度太高，使出铁口附近的风口更换困难；②打泥活塞推力不足，特别是采用 无水炮泥时；③丝杠及螺母磨损快、更换困难等[6]。因此，近年来国外液压泥炮 得到了广泛应用。 资料 . 图2．4螺母作往复运动的电动泥炮 Fig 2．4 nut for reciprocating motion of Electric Mud Gun 2 2．．2 2液压泥炮液压泥炮 液压泥炮与电动泥炮相比具有以下优点打泥推力大，打泥致密，能适应高炉高 压操作；压紧力稳定，使炮嘴与泥套压紧可靠，不易漏泥；结构紧凑，高