專利名稱：球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，應用于轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，或 其它類似冶煉爐的工藝需求。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐爐殼和托圈的連接裝置是轉(zhuǎn)爐設(shè)備的重要部件，通過它托圈才能帶動爐殼轉(zhuǎn) 動來完成煉鋼過程中的裝料、取樣、測溫、出渣及出鋼等操作。所以連接裝置應能保證轉(zhuǎn)爐 在任何傾動位置時，都能將爐殼負荷傳遞到托圈上面，并保持爐殼在托圈中的正確位置，同 時能適應爐殼在軸向和徑向的脹、縮，而不產(chǎn)生晃動，并將爐殼負荷均勻地分布在托圈上， 對爐殼的強度與變形的影響減小到最低限度。當爐殼和托圈變形時，在連接裝置中還可能 引起載荷的重新分布，造成局部過載，連接裝置也要能避免這種變形和破壞。連接裝置還應 便于安裝、加工，具有高的可靠性、維護性和安全性。在煉鋼設(shè)備的發(fā)展過程中，國際國內(nèi)開 發(fā)了很多爐殼與托圈的連接裝置。在大型轉(zhuǎn)爐上目前較常用的有日本開發(fā)的三點球鉸螺栓 連接裝置、奧鋼聯(lián)球鉸二力桿VAI-CON LINK連接裝置、SMS-Demag彈簧薄帶連接裝置等。1、三點球鉸螺栓連接裝置日本的三點球鉸螺栓連接裝置的連接件布置在托圈上 方，采用帶球面墊圈的自調(diào)螺栓將爐殼與托圈連接在一起，三個螺栓在圓周上呈120度布 置，爐殼的垂直重量由三個點來支承。在托圈的上部有三組卡板，下部有四組卡板。當爐殼 產(chǎn)生熱脹冷縮位移時，自調(diào)螺栓本身傾斜并靠其球面墊圈自動調(diào)位，使爐殼中心位置保持 不變，七組卡板除可使轉(zhuǎn)爐中心位置保持不變外，當轉(zhuǎn)爐傾動到水平位置時，也可以把轉(zhuǎn)爐 的負荷傳給托圈。這種連接裝置的卡板結(jié)構(gòu)，使用中存在限制爐殼相對托圈的脹縮的情況， 且球鉸連接處零件較多，易產(chǎn)生腐蝕，使爐殼傾轉(zhuǎn)時產(chǎn)生晃動，甚至還發(fā)生球鉸螺栓斷裂、 球面墊圈被壓潰的事故。另外，布置在托圈上部的球鉸螺栓連接裝置不僅不利于上部裙板 的布置，而且抬高了轉(zhuǎn)爐重心，實際使用時需要在爐底設(shè)置配重塊。2、奧鋼聯(lián)球鉸二力桿VAI-CON LINK連接裝置(專利申請?zhí)朲L93117357. 4)該連 接裝置是在托圈與爐殼間設(shè)置了 3根垂直、3根(或2根)水平的球鉸二力桿，將爐殼和托 圈以靜定(自由度為0)的方式連接于一體，設(shè)計巧妙完美，是目前應用最為廣泛的連接方 式。但因?qū)＠南拗?，國?nèi)引進造價太高。另外，該連接裝置使用的球鉸軸承太多，機加工 件、裝配要求也較高。3、SMS-Demag彈簧薄帶連接裝置該連接裝置是在爐殼的下部設(shè)置了 8組彈簧薄 帶，將爐殼以“托籠”的型式與托圈牢固的連接于一體，為避免彈簧薄帶受壓失穩(wěn)，在托圈上 方設(shè)置了兩組卡板。該連接方式結(jié)構(gòu)簡單、實用，但爐殼與托圈之間為過約束，爐殼的熱膨 脹受到了一些限制，易產(chǎn)生額外的附加應力。彈簧薄帶板的材質(zhì)要求很高，目前只能從美國 進口。另外，該連接方式的連接點過多，安裝難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，該連接裝置具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、爐殼承載靜定、可有效改善受力狀況的特點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的 連接裝置，它由3個連接單元組成；其特征在于每一連接單元包括懸盤、大耳座、支承軸、 滑動套、球鉸軸承；懸盤由焊接在爐殼上的支承圈和沿支承圈圓周放射狀布置的筋板組成， 筋板分別與支承圈、爐殼焊接；大耳座位于托圈的下方，大耳座與托圈固定連接，大耳座上 設(shè)有滑動套通孔，滑動套位于滑動套通孔內(nèi)(滑動套能在大耳座內(nèi)沿軸向自由滑動)，支承 軸的外端部與滑動套固定，支承軸的內(nèi)端部為軸肩，支承軸的內(nèi)部與球鉸軸承的內(nèi)圈固定 連接，球鉸軸承位于軸肩的外側(cè)；球鉸軸承的外圈與支承圈固定。所述的3個連接單元中的一個連接單元設(shè)置在轉(zhuǎn)爐非傳動側(cè)托圈的正下方，另外 兩個連接單元以90度夾角沿耳軸軸心線對稱的方式布置在傳動側(cè)托圈的下方。球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼連接裝置其最佳實施方式(不排除其它組合布置方 式)是使用3個連接單元(三組球鉸滑桿連接單元)置以沿耳軸對稱(135° +90° +135° ) 的方式將爐殼與托圈牢固的連接于一體，其連接自由度等于0，整體上把爐殼約束住，對每 個連接點局部又能夠讓爐殼自由膨脹，結(jié)構(gòu)簡單巧妙。從機械原理上分析，對于三點連接的組裝型式，該機構(gòu)有4個構(gòu)件，3個球鉸副，3 個兩級滑動副，每個滑桿還有一個繞自身軸線轉(zhuǎn)動的局部自由度，于是，爐殼的自由度F = 4X6-3X3-3X4-3X1 = 0，顯然這種連接的機械原理設(shè)計是非常好的。本發(fā)明的球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置是與現(xiàn)有的“三點球鉸螺栓連 接”、“奧鋼聯(lián)球鉸二力桿連接”、“ SMS-Demag彈簧薄帶連接，，等連接裝置完全不同的一種新 型連接裝置，它利用三點靜定結(jié)構(gòu)完成了爐殼與托圈的支承連接，沒有其它額外的輔助支 承點，結(jié)構(gòu)非常簡單，連接零件少，可靠性高，且能適應爐殼的自由脹縮，同時該連接裝置完 全布置在托圈的下部。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明與現(xiàn)有的球鉸懸盤型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置的區(qū)別在于布置方式 不同，本發(fā)明的這兩種布置方式在轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)至軸線水平時連接裝置的受力較現(xiàn)有的好很多；2、本發(fā)明的連接裝置的滑動套設(shè)計成很厚(與現(xiàn)有的連接裝置相比)的結(jié)構(gòu)，把 滑動套與支承軸固定，讓滑動套在大耳座內(nèi)滑動。而現(xiàn)有的連接裝置是支承軸在滑動套內(nèi) 滑動，也就是滑動的位置不同。本發(fā)明這樣做的好處是滑動套與懸盤的支承圈之間不必留 空間來適應爐殼的膨脹，當爐殼膨脹時，滑動套向外滑動，懸盤的支承圈可鉆入大耳座的大 孔(滑動套通孔)內(nèi)，這就大大減小了該連接裝置的懸臂距離，有效改善受力狀況。3、由于大耳座的大孔很大，這樣安裝球鉸軸承和支承軸就很方便，所以取消了現(xiàn) 有的連接裝置在支承圈內(nèi)支承軸上的軸端壓板和安裝長螺栓，而用軸肩取代，結(jié)構(gòu)簡單，且 軸肩的安全性高；4、連接單元的結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有的連接裝置緊湊，可完全安裝在托圈的下方，這有利于 轉(zhuǎn)爐外罩的設(shè)計。5、僅用了 3個連接單元(三組球鉸滑桿連接單元)就完成了爐殼與托圈的連接，
結(jié)構(gòu)非常簡單可靠；6、爐殼的自由度等于零，屬靜定結(jié)構(gòu)，無附加應力，爐殼承載靜定；7、爐殼可完全自由膨脹和局部變形，不產(chǎn)出附加應力；
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8、連接裝置免維護，即使隨著爐殼變形的增大以及蠕變的累積，該連接裝置仍然 能保持良好的連接特性，無需維護；9、連接裝置全部設(shè)置在托圈的下方，實現(xiàn)全下部吊掛，這易于實現(xiàn)全正力矩設(shè)計， 無需在爐殼底部加配重塊；10、托圈上部沒有輔助支承點，爐體上部罩裙簡單，傾角大，易于爐渣滑落；11、與現(xiàn)公知的轉(zhuǎn)爐連接裝置相比，該連接裝置重量輕，投資低廉，僅使用了三個 球鉸軸承；12、安裝簡單，連接裝置全部設(shè)置在托圈的下部，托圈可從上部套裝到爐殼上，這 與那些托圈上部和下部都設(shè)置了連接的方式相比，其安裝要簡單得多。


圖1為本發(fā)明的主視圖；圖2為本發(fā)明的仰視圖；圖3為圖2中沿A-A線的剖視圖；圖4為圖3中I局部放大圖；圖5為本發(fā)明的軸側(cè)視圖；圖6為本發(fā)明的機械原理圖；圖7為本發(fā)明的另一種應用布置圖；圖中件號1_爐殼、2-托圈、3-第一連接單元、4-第二連接單元、5-第三連接單 元、6-傳動端耳軸、7-支承耳軸、8-大耳座、9-支承軸、10-滑動套、11-壓蓋、12-支承圈、 13-筋板、14-軸肩、15-球鉸軸承、16-通風大孔、17-軸端板、18-密封圈、19-出鋼口。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置， 它由3個連接單元組成(即第一連接單元3、第二連接單元4、第三連接單元5)；其中一個 連接單元(即第二連接單元4)設(shè)置在轉(zhuǎn)爐非傳動側(cè)托圈的正下方(第二連接單元4位于 支承耳軸7的下方)，另外兩個連接單元(即第一連接單元3與第三連接單元5成90度夾 角)以90度夾角沿耳軸軸心線(傳動端耳軸6和支承耳軸7的軸心線)對稱的方式布置 在傳動側(cè)托圈的下方，這樣三個連接單元以沿耳軸對稱(135° +90° +135° )的方式將爐 殼和托圈連接成一體。每一連接單元包括懸盤、大耳座8、支承軸9、滑動套10、壓蓋11、球鉸軸承15、軸端 板17、密封圈18 ；懸盤由焊接在爐殼1上的支承圈12和沿支承圈12圓周放射狀布置的筋 板13組成，筋板13分別與支承圈12、爐殼1焊接(起加固作用)；大耳座8位于托圈2的下方，大耳座8與托圈2固定連接(如焊接)，大耳座8上 設(shè)有滑動套通孔，滑動套10位于滑動套通孔內(nèi)(滑動套10能在大耳座8內(nèi)沿軸向自由滑 動)，支承軸9的外端部與滑動套10固定連接{固定連接為支承軸9的外部穿入滑動套 10內(nèi)(遠離爐殼1的一端為外端，靠近爐殼1的一端為內(nèi)端)，支承軸9的外側(cè)設(shè)有軸端板 17，且軸端板17位于滑動套10的外側(cè)，軸端板17由螺桿與支承軸9固定連接}，支承軸9 的內(nèi)端部為軸肩14(相當于擋塊)，支承軸9的內(nèi)部與球鉸軸承15的內(nèi)圈固定連接(球鉸軸承15的內(nèi)圈套裝在支承軸9的內(nèi)部)，球鉸軸承15位于軸肩14的外側(cè)；球鉸軸承15的 外圈與支承圈12固定連接(由壓蓋11壓緊固定。球鉸軸承15的外側(cè)設(shè)有壓蓋11，且壓 蓋11位于滑動套10的內(nèi)側(cè)，壓蓋11套在支承軸9上，壓蓋11由螺桿與支承圈12固定連 接)。壓蓋11與支承軸9之間設(shè)有密封圈18。支承軸9上設(shè)有通風大孔16。支承軸一端通過球鉸軸承以球鉸副與爐殼鉸接，爐殼在該鉸接點可任意轉(zhuǎn)動；支 承軸另一端通過滑動套以滑動副與托圈滑動連接，以適應爐殼的熱膨脹運動。球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置從機械原理上看每個連接單元是以典型 的球鉸滑桿機構(gòu)將爐殼連接在托圈上，并以兩級約束副約束爐殼，三點共約束爐殼的六個 自由度，使得爐殼與托圈構(gòu)成一個靜定結(jié)構(gòu)，有效避免爐殼受到額外的附加載荷，同時每個 連接單元處爐殼能自由轉(zhuǎn)動和膨脹，以適應爐殼的熱脹和局部變形。傾動式轉(zhuǎn)爐含有一個托圈2、傳動端耳軸6和支承耳軸7 (兩個承重耳軸)，托圈2 環(huán)繞在轉(zhuǎn)爐爐殼1的周圍且與爐殼相隔一定距離，兩個承重耳軸設(shè)置在徑向上互相相對的 位置上，轉(zhuǎn)爐爐殼1由3個連接單元支承在托圈2上。實施例2 如圖7所示，所述的3個連接單元中的兩個連接單元(即第一連接單元3、第二連 接單元4)設(shè)置在轉(zhuǎn)爐耳軸與托圈連接處的托圈的下方(第一連接單元3位于傳動端耳軸 6的下方，第二連接單元4位于支承耳軸7的下方)，另外一個連接單元(第三連接單元5) 與耳軸軸心線垂直的方式布置在傳動側(cè)托圈的下方，且另外一個連接單元位于爐殼1的出 鋼口 19的對側(cè)。
權(quán)利要求
球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，它由3個連接單元組成；其特征在于每一連接單元包括懸盤、大耳座(8)、支承軸(9)、滑動套(10)、球鉸軸承(15)；懸盤由焊接在爐殼(1)上的支承圈(12)和沿支承圈(12)圓周放射狀布置的筋板(13)組成，筋板(13)分別與支承圈(12)、爐殼(1)焊接；大耳座(8)位于托圈(2)的下方，大耳座(8)與托圈(2)固定連接，大耳座(8)上設(shè)有滑動套通孔，滑動套(10)位于滑動套通孔內(nèi)，支承軸(9)的外端部與滑動套(10)固定，支承軸(9)的內(nèi)端部為軸肩(14)，支承軸(9)的內(nèi)部與球鉸軸承(15)的內(nèi)圈固定連接，球鉸軸承(15)位于軸肩(14)的外側(cè)；球鉸軸承(15)的外圈與支承圈(12)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的3個連接單元中的一個連接單元設(shè)置在轉(zhuǎn)爐非傳動側(cè)托圈的正下方，另外兩個連接單元 以90度夾角沿耳軸軸心線對稱的方式布置在傳動側(cè)托圈的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的3個連接單元中的兩個連接單元設(shè)置在轉(zhuǎn)爐耳軸與托圈連接處的托圈的下方，另外一個 連接單元以與耳軸軸心線垂直的方式布置在托圈的下方，且另外一個連接單元位于爐殼的 出鋼口的對側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置。球鉸滑桿型轉(zhuǎn)爐托圈與爐殼的連接裝置，它由3個連接單元組成；其特征在于每一連接單元包括懸盤、大耳座、支承軸、滑動套、球鉸軸承；懸盤由焊接在爐殼上的支承圈和沿支承圈圓周放射狀布置的筋板組成，筋板分別與支承圈、爐殼焊接；大耳座位于托圈的下方，大耳座與托圈固定連接，大耳座上設(shè)有滑動套通孔，滑動套位于滑動套通孔內(nèi)，支承軸的外端部與滑動套固定，支承軸的內(nèi)端部為軸肩，支承軸的內(nèi)部與球鉸軸承的內(nèi)圈固定連接，球鉸軸承位于軸肩的外側(cè)；球鉸軸承的外圈與支承圈固定。該連接裝置具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、爐殼承載靜定、可有效改善受力狀況的特點。
文檔編號C21C5/46GK101974662SQ201010543918
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者嚴國平, 宋曉燕, 張文, 李貝, 杜斌, 盛正平, 盛漢橋, 褚學征, 譚輝, 邵遠敬 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司