專利名稱：高爐無料鐘布料器溜槽α角傾動機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高爐無料鐘布料設備，尤其是一種高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構。
背景技術：
目前高爐無料鐘爐頂包括布料器、波紋管、下密封閥、料流調節閥、料罐、上密封閥、擋料閥和料斗，其中布料器是整套設備的核心部件，該設備安裝在爐殼的鋼圈上，其布料溜槽工作位置在高爐，該處正常工作溫度200°C左右，在爐料異常時瞬時溫度可達700°C，工作環境惡劣，荒煤氣粉塵含量高，設備布料時高爐各批次的爐料從料流調節閥經過若干米的高度差沖向布料溜槽，同時還要精確的控制溜槽的傾動角度和旋轉速度，對設備的可靠性、穩定性要求極高，正常情況為一代爐齡。目前布料器的結構可參見申請公開號為CN102363823A，專利名稱為叉臂式無料鐘高爐布料器，和授權公告號為CN202099298U，專利名稱為高爐無料鐘爐頂布料器的在先專利，以及盧森堡保爾 沃特(P W)公司的制作的高爐設備。其中溜槽的位置都是通過其相對于布料器軸線的a角和P角進行控制，其中a角為溜槽的軸線與布料器軸線之間的夾角，為了達到布料均勻的目的，在布料過程中溜槽需要進行兩個方向的運動，一種運動是改變其與布料器軸線之間的夾角的擺動，目的是改變溜槽的a角，另外一種是借助驅動裝置驅動溜槽繞布料器軸線產生的圓周運動，目的在于改變溜槽的P角。進口 P W公司的無料鐘爐頂設備布料器采用行星差速結構，設備采用閉路水冷、氮氣密封，壽命長、動作可靠，但結構復雜、維護成本高，生產成本居高不下。國產爐頂設備一般采用開路水冷，氮氣輔助密封，結構采用連桿形式或液壓缸形式，設備結構簡單，其溜槽改變角度的原理是通過安裝有下回轉支承的拖圈上下移動帶動溜槽曲柄而實現，或者通過曲柄滑槽形式來實現。其中布料器a角傾動機構中的下傳動機構為:一種是采用拖圈上下 移動帶動溜槽曲柄而實現布料過程中a角的變化，另一種是通過帶動曲柄滑槽形式實現布料過程中a角的變化。這兩種下傳動機構拖圈都會承受側向力，通用的辦法為增加軌道和滾輪控制拖圈受側向力而產生的位移，實際使用過程中a角變化很小，頻率高，軌道和滾輪局部磨損，造成布料精度降低，影響設備的正常使用，由于結構存在缺陷(拖圈受側向力)造成設備精度差，壽命短，無法與國外設備競爭。綜上所述，開發一種新型的驅動a角傾動的機構以解決拖圈側向力問題成為亟待解決的問題。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種可使拖圈在上、下運動過程中無側向力、且結構簡單的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構。為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:一種高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其包括拖圈、安裝在拖圈上的回轉支承、驅動拖圈上下運動的上傳動系統、旋轉套筒、溜槽懸掛裝置、溜槽以及通過拖圈上下直線運動轉換為溜槽傾動的下傳動機構；其關鍵技術在于:所述下傳動機構為行星輪直線機構。所述行星輪直線機構固定于旋轉套筒上并通過驅動桿與回轉支承的動圈連接，所述驅動桿設于回轉支承的動圈上；所述溜槽懸掛裝置包括設置于旋轉套筒兩側的耳軸以及與耳軸連接的溜槽懸掛架；所述行星輪直線機構通過耳軸與溜槽懸掛架連接。所述行星輪直線機構分以下幾種:1、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，所述驅動桿與固定于行星輪節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿的一端通過設置的軸承與行星輪的中心軸配合、另一端與耳軸固定連接，所述中心軸與行星輪固定連接。2、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，所述驅動桿與固定于行星輪節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿的一端通過與其固定連接的中心軸與設于行星輪上的軸承配合、另一端與耳軸固定連接。3、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒上的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，所述驅動桿與固定于行星輪節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿的一端通過設置的軸承與行星輪上的中心軸配合、另一端與耳軸固定連接，所述中心軸與設置在行星輪上的軸承配合。4、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒上的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，所述驅動桿與固定于行星輪節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿與耳軸、中心軸為一體結構，所述中心軸與行星輪上的軸承配合。5、將上述1、2和3這三種結構中的行星連桿與耳軸制作成一體成型結構。6、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒上的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，，所述驅動桿與固定于行星輪節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿的一端與耳軸固定連接、另一端與行星輪上的中心軸為一體結構，所述中心軸與行星輪上的軸承配合。7、所述行星輪直線機構包括固定于旋轉套筒上的固定齒輪、與固定齒輪內嚙合的行星輪以及設于行星輪和耳軸之間的行星連桿；所述固定齒輪的節圓直徑是行星輪節圓直徑的2倍，所述行星齒輪上設有軸承或軸套，所述驅動桿通過設置于其下端的銷軸與軸承或軸套配合，所述銷軸的軸線通過行星輪的節圓、且驅動桿的中心線通過固定齒輪的圓心，所述耳軸的軸線通過固定齒輪的圓心；所述行星連桿的一端通過設置的軸承與行星輪的中心軸配合、另一端與耳軸固定連接，所述中心軸與行星輪固定連接。以上所述耳軸與固定于旋轉套筒上的軸承配合。所述驅動桿的中心線與行星輪的圓心、固定齒輪的圓心三者不能位于同一直線上，這樣是為了避免產生死點。作為另一種實施方案，以上所述溜槽懸掛裝置還可為下述結構:包括設置于旋轉套筒兩側的受行星輪直線機構驅動的異型的溜槽曲柄，所述異型的溜槽曲柄直接與溜槽通過至少一個銷軸固定連接，設置的轉軸與布料器上的旋轉套筒鉸接、并且轉軸位于溜槽的側部，所述異型的溜槽曲柄帶動溜槽沿轉軸轉動。采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本實用新型為行星直線運動機構，這種結構的原理是卡爾登行星齒輪直線機構的逆用和變形(參見機械工業出版社出版的《機械設計手冊》第32篇機構部分第二章直線機構)，a角變化過程中，驅動桿在拖圈的驅動下始終做直線運動，拖圈無側向力，產品結構無缺陷，同時省去了控制拖圈的軌道和滾輪，使整體結構大大簡化，并能夠保證設備的精度，實現長壽命，在大型高爐爐頂設備國產化實現了重大突破，與國外產品(行星差速布料器)相比制造成本僅為其1/3，增加了設備的競爭能力。

圖1是本實用新型的安裝位置示意圖；圖2是圖1去掉布料器箱體后的結構示意圖；圖3是本實用新型的結構示意圖；圖4是本實用新型的原理示意圖；其中，1、減速機；2、旋轉電機；3、上傳動系統；4、上回轉支承；5、頂蓋；6、溜槽懸掛架；7、溜槽；8、行星輪直線機構，8-1、固定齒輪，8-2、驅動桿，8-3、中心軸，8-4行星輪，8-5、行星連桿，8-6、軸承，8-7、耳軸，8-8、銷軸；9、旋轉套筒；10、拖圈；11、布料器箱體；12、旋轉齒輪；13、回轉支承。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。參見附圖1和附圖2，本實用新型采用了行星輪直線機構，其可以將現有布料器中拖圈10的上下直線運動轉換為溜槽a角的傾動。其包括拖圈10、安裝在拖圈10上的回轉支承13、驅動拖圈10上下運動的上傳動系統3、旋轉套筒9、溜槽7、溜槽懸掛裝置以及通過帶動溜槽懸掛裝置來驅動溜槽7的a角傾動的下傳動機構；所述回轉支承13的動圈上設有驅動桿8-2，關鍵改進是所述下傳動機構為可將拖圈10的上下直線運動轉換為溜槽懸掛裝置轉動的行星輪直線機構。這里的溜槽懸掛裝置包括溜槽懸掛架6和耳軸8-7，工作時行星輪直線機構8帶動耳軸8-7轉動，耳軸8-7帶動溜槽懸掛架6傾動，溜槽懸掛架6再帶動溜槽7傾動，實現了其a角傾動。使用時，一般在旋轉套筒9的兩側對稱設置兩套行星輪直線機構，這樣效果最好；當然也可單側僅設置一套本行星輪直線機構，另一側設置為從動支撐結構。下面詳細介紹行星輪直線機構的幾種形式:實施例1:參見附圖3和附圖4，在回轉支承13的動圈上固定有驅動桿8-2，驅動桿8_2與拖圈10垂直。所述行星輪直線機構包括固定于布料器的旋轉套筒9上的固定齒輪8-1、與固定齒輪8-1內嚙合的行星輪8-4以及設于行星輪8-4和耳軸8-7之間的行星連桿8_5 ;所述固定齒輪8-1的節圓直徑是行星輪8-4節圓直徑的2倍，在行星輪8-4的節圓處固定有銷軸8-8，即該銷軸8-8的軸線位于行星輪的節圓上，所述驅動桿與所述銷軸鉸接，所述驅動桿8-2的中心線應通過固定齒輪8-1的圓心，并與拖圈10垂直，所述耳軸8-7的中心線通過固定齒輪8-1的圓心；所述行星連桿8-5的一端安裝有軸承，該軸承與行星輪8-4的中心軸8-3配合轉動，行星連桿8-5的另一端與耳軸8-7固定連接，所述中心軸8-3與行星輪8-4通過鍵固定連接。實施例2:其與實施例1的結構基本相同，不同的是:行星輪8-4上固定有軸承，所述行星連桿8-5的一端與行星輪8-4的中心軸8-3固定連接，中心軸8-3與行星輪8_4上的軸承配合，行星連桿8-5的另一端與耳軸8-7固定連接。實施例3:其與實施例1基本相同，不同的是:行星連桿8-5的一端固定有軸承，行星輪8-4中心位置也安裝有一盤軸承，定位在行星輪8-4上的中心軸8-3兩端均與相應的軸承配合，行星連桿8-5的另一端與耳軸8-7固定連接。上述的三種結構的發明構思均是對軸承不同安裝位置的變形，即不同連接部件之間連接方式的簡單變形。針對上述幾種實施例的行星輪直線機構8還可進一步變形，不同方案的選擇是根據耳軸8-7、行星連桿8-5以及中心軸8-3之間的關系，如下所示:實施例4:所述行星輪直線機構包括定位于旋轉套筒9的固定齒輪8-1、與固定齒輪內嚙合的行星輪8-4以及設于耳軸8-7和行星輪8-4之間的行星連桿8-5 ;所述固定齒輪8_1的節圓直徑是行星輪8-4節圓直徑的2倍，所述驅動桿8-2與固定于行星輪8-4節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪8-1的圓心；將所述行星連桿8-5與耳軸8-7、中心軸8-3做成一體結構，其可通過整體鍛造或軋制一體成型，所述中心軸8-3與行星輪8-4上的軸承配合。實施例5-7:這三種實施例是對上述實施例1 實施例3中行星連桿8-5與耳軸8-7之間固定連接方式的變形，即將這三個實施例中的行星連桿8-5與耳軸8-7制作為一體結構。實施例8:與上述結構4基本相同，不同的是:行星連桿8-5與耳軸8-7之間為固定連接，并將行星連桿8-5與中心軸8-3做成一體結構。實施例9:與上述結構I基本相同，不同的是:驅動桿8-2與下端的行星輪8-4的連接方式進行了變形，在行星齒輪8-4的節圓上安裝固定一個軸承或軸套，在驅動桿8-2的下端設置銷軸，使銷軸與軸承或軸套配合，同樣所述銷軸的軸線通過行星輪8-4的節圓、且驅動桿8-2的中心線通過固定齒輪8-1的圓心。參見附圖1和附圖2，布料器的整體結構包括拖圈10、回轉支承13、旋轉套筒9、驅動拖圈10上下運動的上傳動系統3 ;所述回轉支承13安裝在拖圈10上，回轉支承13的動圈上設有驅動桿8-2，并通過驅動溜槽7傾動的行星輪直線機構8與旋轉套筒9連接；旋轉套筒9上固定有軸承座,軸承座上固定有軸承8-6,軸承8-6可選用滾動軸承,軸承8-6支撐耳軸8-7轉動。驅動拖圈10上下運動的上傳動系統3為已有的技術，其采用現有高爐無料鐘布料器上的結構即可，其主要結構形式為液壓缸形式、雙連桿形式、四連桿形式、絲杠傳動形式、鋼絲繩形式、齒輪齒條形式等結構，其主要功能為帶動拖圈作上下直線運動。本實用新型還可采用其它的直線機構，只要能消除拖圈10的側向力即可。本實用新型的溜槽懸掛裝置結構還可以是:包括兩根定位于旋轉套筒9上的轉軸、與該轉軸連接的一個異型的溜槽曲柄以及與溜槽曲柄通過兩個銷軸連接的溜槽，所述轉軸與旋轉套筒9鉸接、并穿設于溜槽曲柄上，行星輪直線機構8中的行星連桿8-5與溜槽曲柄鉸接，工作時由行星輪直線機構8帶動溜槽曲柄沿轉軸轉動，這種結構中沒有了傳動溜槽托架，直接通過溜槽曲柄與溜槽連接。這種結構的懸掛裝置類似于P W公司布料器的懸掛結構。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的 最寬的范圍。
權利要求1.一種高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其包括拖圈(10)、安裝在拖圈(10)上的回轉支承(13)、驅動拖圈(10)上下運動的上傳動系統(3)、旋轉套筒(9)、溜槽懸掛裝置、溜槽(7)以及通過拖圈(10)上下直線運動轉換為溜槽傾動的下傳動機構，其特征在于:所述下傳動機構為行星輪直線機構(8)。
2.根據權利要求1所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8)固定于旋轉套筒(9)上并通過驅動桿(8-2)與回轉支承(13)的動圈連接，所述驅動桿(8-2)設于回轉支承(13)的動圈上；所述溜槽懸掛裝置包括設置于旋轉套筒(9)兩側的耳軸(8-7)以及與耳軸(8-7)連接的溜槽懸掛架(6);所述行星輪直線機構通過耳軸(8-7 )與溜槽懸掛架(6 )連接。
3.根據權利要求2所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述上傳動系統(3)包括液壓缸式、雙連桿式、四連桿式、絲杠傳動式、鋼絲繩式或齒輪齒條式。
4.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8)包括固定于布料器的旋轉套筒(9)上的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪(8-1)內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5)；所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述驅動桿(8-2)與固定于行星輪(8-4)節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5)的一端通過設置的軸承與行星輪(8-4)的中心軸(8-3)配合、另一端與耳軸(8-7)固定連接，所述中心軸(8-3)與行星輪(8-4)固定連接。
5.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8 )包括固定于 布料器的旋轉套筒(9 )上的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5);所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述驅動桿(8-2)與固定于行星輪(8-4)節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5)的一端通過與其固定連接的中心軸(8-3)與設于行星輪(8-4)上的軸承配合、另一端與耳軸(8-7)固定連接。
6.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8 )包括固定于布料器的旋轉套筒(9 )的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5);所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述驅動桿(8-2)與固定于行星輪(8-4)節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5)的一端通過設置的軸承與行星輪(8-4)上的中心軸(8-3)配合、另一端與耳軸(8-7)固定連接，所述中心軸(8-3)與設置在行星輪(8-4)上的軸承配合。
7.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8 )包括固定于布料器的旋轉套筒(9 )的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5);所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述驅動桿(8-2)與固定于行星輪(8-4)節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5 )與耳軸(8-7 )、中心軸(8-3 )為一體成型結構，所述中心軸(8-3)與行星輪(8-4)上的軸承配合。
8.根據權利 要求4或5所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星連桿(8-5)與耳軸(8-7)固定連接形式是兩者為一體成型結構。
9.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8 )包括固定于布料器的旋轉套筒(9 )上的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5);所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述驅動桿(8-2)與固定于行星輪(8-4)節圓上的銷軸鉸接、且其中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5)的一端與耳軸(8-7)固定連接、另一端與行星輪(8-4)上的中心軸(8-3)為一體成型結構，所述中心軸(8-3)與行星輪(8-4)上的軸承配合。
10.根據權利要求3所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述行星輪直線機構(8)包括固定于布料器的旋轉套筒(9)上的固定齒輪(8-1)、與固定齒輪內嚙合的行星輪(8-4)以及設于行星輪(8-4)和耳軸(8-7)之間的行星連桿(8-5);所述固定齒輪(8-1)的節圓直徑是行星輪(8-4)節圓直徑的2倍，所述行星齒輪(8-4)上設有軸承或軸套，所述驅動桿(8-2)通過設置于其下端的銷軸與軸承或軸套配合，所述銷軸的軸線通過行星輪(8-4)的節圓、且驅動桿的中心線通過固定齒輪(8-1)的圓心，所述耳軸(8-7)的軸線通過固定齒輪(8-1)的圓心；所述行星連桿(8-5)的一端通過設置的軸承與行星輪(8-4)的中心軸(8-3)配合、另一端與耳軸(8-7)固定連接，所述中心軸(8-3)與行星輪(8-4)固定連接。
11.根據權利要求2-7、9或10任一項所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述耳軸(8-7)與固定于旋轉套筒(9)上的軸承(8-6)配合。
12.根據權利要求8所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述耳軸(8-7 )與固定于旋轉套筒(9 )上的軸承(8-6 )配合。
13.根據權利要求2_7、9或10任一項所述的高爐無料鐘布料器溜槽a角傾動機構，其特征在于:所述驅動桿(8-2)的中心線與行星輪(8-4)的圓心、固定齒輪(8-1)的圓心三者不能位于同一直線上。
專利摘要本實用新型公開了一種高爐無料鐘布料器溜槽α角傾動機構，其包括拖圈、回轉支承、驅動拖圈上下運動的上傳動系統、旋轉套筒、溜槽懸掛裝置、溜槽以及通過拖圈上下直線運動轉換為溜槽傾動的下傳動機構，下傳動機構為行星輪直線機構。行星輪直線機構固定于旋轉套筒上并通過驅動桿與回轉支承的動圈連接，驅動桿設于回轉支承的動圈上；溜槽懸掛裝置包括設置于旋轉套筒兩側的耳軸以及與耳軸連接的溜槽懸掛架；行星輪直線機構通過耳軸與溜槽懸掛架連接。本實用新型為行星直線運動機構，α角變化過程中，驅動桿在拖圈的驅動下始終做直線運動，拖圈無側向力，省去了軌道和滾輪，整體結構大大簡化，并能夠保證設備的精度，實現長壽命。
文檔編號C21B7/20GK202912985SQ20122045480
公開日2013年5月1日 申請日期2012年9月8日 優先權日2012年9月8日
發明者李玉清, 賈衛東 申請人:李玉清