專利名稱：用于高爐無料鐘爐頂布料器的變速器式雙系統(tǒng)傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高爐無料鐘爐頂布料器的變速器式雙系統(tǒng)傳動裝置，屬于冶金設(shè)備 技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景鋼鐵冶金技術(shù)及行業(yè)是一個國家實現(xiàn)工業(yè)化、進入發(fā)達社會的基礎(chǔ)，也是一個國家工業(yè) 化程度的重要標志，同時它也是一個對國家的環(huán)境和能源狀態(tài)有重要影響的行業(yè)，因此，它 的發(fā)展狀態(tài)將對國家和人們的生活質(zhì)量有最直接的影響。高爐爐頂布料裝置是鋼鐵冶金技術(shù) 的重要設(shè)備；在高爐冶煉生鐵的過程中，需要在與大氣隔絕的狀況下源源不斷地把爐料加到 爐膛內(nèi)，將按要求合理地分布在料面上，就可以形成需要的料面形狀和爐喉徑向礦焦厚度(礦 焦比)分布；因此，對爐頂加料設(shè)備的布料性能和可靠性提出了很高的要求；早期的布料設(shè) 備都為有料鐘爐頂，如雙鐘式、三鐘式、四鐘和鐘閥式爐頂，但存在有密封不可靠、大鐘重 量大、布料面的形狀難以控制、設(shè)備維修復(fù)雜、使用壽命較短等主要問題。從上世紀70年代 起，出現(xiàn)了無料鐘爐頂，即采用旋轉(zhuǎn)式布料器，這為高爐操作帶來了新的方式，很快遍及世 界各地，從發(fā)展趨勢來看，對于大型高爐，無料鐘爐頂將取代有料鐘爐頂，在鋼鐵冶金技術(shù) 中占據(jù)重要的位置。目前，所采用的高爐無料鐘爐頂布料裝置主要有以下幾類，主要特征為(1) 基于行星齒輪的雙電機系統(tǒng)，主旋轉(zhuǎn)與傾動這兩種運動都是通過行星齒輪來進行疊加 的，具有運行平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)環(huán)受力均勻、可靠性比較高等特點；機構(gòu)比較復(fù)雜，行星齒輪的受 力較大，磨損嚴重，必須使用雙電機來進行聯(lián)動，傾動所需的驅(qū)動功率較大，耗能較大。(2) 基于差動的雙電機系統(tǒng)，采用雙電機分別驅(qū)動主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)和傾動回轉(zhuǎn)環(huán)，通過兩個 回轉(zhuǎn)環(huán)的差動來實現(xiàn)傾動，對差動的控制有很高的要求，必須使用雙電機來進行聯(lián)動，傾動 所需的驅(qū)動功率較大，耗能較大。(3) 基于杠桿的回轉(zhuǎn)環(huán)升降系統(tǒng)，傾動回轉(zhuǎn)環(huán)的升降運動可以采用電機驅(qū)動，或采用液壓 系統(tǒng)來實現(xiàn)，但需要同步裝置或控制系統(tǒng)來協(xié)同下壓回轉(zhuǎn)環(huán)的升降運動；由于布料器的垂直 空間的限制，杠桿垂直運動的行程非常有限，因此杠桿的受力較大，杠桿與回轉(zhuǎn)環(huán)之間的接 觸磨損嚴重，運行不平穩(wěn)；運行時需采用雙動力(雙電機)系統(tǒng)，所需的驅(qū)動功率較大，耗能 較大。研究高效、節(jié)能、可靠性高的高爐無料鐘爐頂布料器是目前的一個重要攻關(guān)方向。 發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種變速器式雙系統(tǒng)高爐無料鐘爐頂 布料器，具有雙系統(tǒng)傾動旋轉(zhuǎn)，主要通過變速器來實現(xiàn)主旋轉(zhuǎn)和傾動旋轉(zhuǎn)的差動來實現(xiàn)，可以充分利用技術(shù)成熟的無級變速器，該裝置既可以通過單一的主旋轉(zhuǎn)電機來進行工作，并根 據(jù)負荷的大小來確定變速器的變速比，達到節(jié)能的目的；還可以采用兩個電機來直接實現(xiàn)差 動，具有兩套運行系統(tǒng)，大大增加了裝置的可靠性；裝置具有受力較小、運行同步性好、使 用壽命長的特點。本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種用于高爐無料鐘爐頂布料器的變速器式雙系統(tǒng)傳動裝置，含有主旋轉(zhuǎn)電機l、主旋轉(zhuǎn)減速齒輪對29，主旋轉(zhuǎn)軸3，單傾動電機8，單傾動減速齒輪對30以及傾動旋轉(zhuǎn)軸13，其 特征在于該系統(tǒng)還包含有一個連接主旋轉(zhuǎn)軸3和傾動旋轉(zhuǎn)軸13的無級變速器21。本發(fā)明的技術(shù)其特征還在于該傳動裝置還包括設(shè)置在主旋轉(zhuǎn)軸3上的第一同步器2， 與第一同步器相連的第一撥叉17,設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸13上靠近無級變速器21位置上的第二 同步器9，與第二同歩器9相連的第二撥叉18，設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸13上靠近單傾動減速齒輪 對30位置上的第三同步器10，與第三同步器10相連的第三撥叉19，以及用于控制第一撥叉 17、第二撥叉18和第三撥叉19進行咬合和分離的撥叉控制器20和進行直線移動的撥叉連桿 31;所述無級變速器21通過第一同步器2與主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸3相連，無級變速器21通過第二 同步器9與傾動驅(qū)動軸13相連；單傾動電機8通過第三同步器10與傾動驅(qū)動軸13相連。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及效果①采用無級變速器來實現(xiàn)差動，可以以最優(yōu)的動力匹配來實現(xiàn)傾動旋轉(zhuǎn)，達到既運行平 穩(wěn)，又節(jié)能高效；②具有雙系統(tǒng)來實現(xiàn)傾動旋轉(zhuǎn)，大大增加了整個裝置的可靠性；③在正常 的運行期間，僅使用單一的主電機，再通過變速器就可以實現(xiàn)裝置的主旋轉(zhuǎn)和傾動，可以大 大節(jié)省動力和能源；④通過同步器的操作，采用單傾動電機，可以實現(xiàn)裝置的定點傾動； 通過同步器的操作，不采用變速器，僅使用兩個電機，通過電機的差速就可以實現(xiàn)主旋轉(zhuǎn)和傾動的聯(lián)動； 可以采用目前廣泛在汽車使用的變速器和同步器，使得整個裝置的制造難度降低。


圖1是本發(fā)明提供的變速器式高爐無料鐘爐頂布料器雙系統(tǒng)傳動裝置的示意圖。 圖2為變速器式高爐無料鐘爐頂布料器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)一主旋轉(zhuǎn)電機；2 —第一同步器；3 —主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸；4一主傳動軸上的定錐盤；5 一主傳動軸上的動錐盤；6 —主傳動軸上動錐盤移動控制裝置；7 —主旋轉(zhuǎn)傳入齒輪；8 —單傾 動電機；9一第二同步器；IO —第三同步器；ll一被動軸上動錐盤移動控制裝置；12 —被動軸 上的動錐盤；13 —傾動驅(qū)動軸；14一被動軸上的定錐盤；15 —傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪；16 —無級變速器的金屬帶；17—第一撥叉；18 —第二撥叉；19—第三撥叉；20 —撥叉控制器；21—無 級變速器；22_爐喉；23—溜槽；24—傾動渦輪渦桿；25 —主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪；26 —主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)；27 —傾動回轉(zhuǎn)環(huán)；28 —傾動驅(qū)動齒輪；29 —主旋轉(zhuǎn)減速齒輪對；30 —單傾動減速齒輪對；31 —撥叉連桿；32 —摩擦片。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)及具體實施方式
作進一步的說明 圖1是本發(fā)明提供的變速器式高爐無料鐘爐頂布料器雙系統(tǒng)傳動裝置的示意圖，該雙系統(tǒng)傳動裝置含有主旋轉(zhuǎn)電機l、主旋轉(zhuǎn)減速齒輪對29，主旋轉(zhuǎn)軸3，單傾動電機8，單傾動減 速齒輪對30，傾動旋轉(zhuǎn)軸13以及一個連接主旋轉(zhuǎn)軸3和傾動旋轉(zhuǎn)軸13的無級變速器21。該傳動裝置還包括設(shè)置在主旋轉(zhuǎn)軸3上的第一同步器2，與第一同步器相連的第一撥叉 17，設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸13上靠近無級變速器21位置上的第二同步器9，與第二同步器9相 連的第二撥叉18，設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸13上靠近單傾動減速齒輪對30位置上的第三同步器10， 與第三同步器10相連的第三撥叉19，以及用于控制第一撥叉17、第二撥叉18和第三撥叉 19進行咬合和分離的撥叉控制器20和進行直線移動的撥叉連桿31;所述無級變速器21通過 第一同步器2與主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸3相連，無級變速器21通過第二同步器9與傾動驅(qū)動軸13相 連；單傾動電機8通過第三同步器10與傾動驅(qū)動軸13相連。無級變速器21通過第一同步器2與主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸3相連，而主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸3還直接驅(qū)動 主旋轉(zhuǎn)傳入齒輪7;無級變速器21通過第二同步器9與傾動驅(qū)動軸13相連；單傾動電機8 通過第三同步器10與傾動驅(qū)動軸13相連，在第三同步器10咬合時，單傾動電機8可以直接 驅(qū)動傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪15;無論在何種工作模式，都通過主旋轉(zhuǎn)傳入齒輪7來驅(qū)動主旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動齒輪25和主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26，以及通過傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪15來驅(qū)動傾動驅(qū)動齒輪28和傾 動回轉(zhuǎn)環(huán)27，再通過主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26以及傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27的差速來驅(qū)動傾動渦輪渦桿24，并 使得溜槽23產(chǎn)生傾動，如圖2所示。本發(fā)明給出的變速器式高爐無料鐘爐頂布料器的雙系統(tǒng)傳動裝置可以提供以下幾種布料 工作方式。工作方式l:溜槽的傾角保持不變；即通過撥叉控制器20，使得撥叉連桿31帶動第一撥 叉17、第二撥叉18和第三撥叉19朝著面向無級變速器31的方向作直線移動，將第一同步 器2和第二同步器9分別進行咬合，第三同步器10進行分離；主旋轉(zhuǎn)電機l工作，無級變速 器31工作，單傾動電機8不工作，通過主傳動軸上動錐盤移動控制裝置6和被動軸上動錐盤 移動控制裝置11的控制，使主傳動軸上的動錐盤5以及被動軸上的動錐盤12同步運動，并 且使得變速器進行等速傳動，則僅由主旋轉(zhuǎn)電機1的驅(qū)動，就可以得到等速的主旋轉(zhuǎn)和傾動 旋轉(zhuǎn)運動，通過主旋轉(zhuǎn)傳入齒輪7和主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪25帶動主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26運動，通過傾 動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪15和傾動驅(qū)動齒輪28帶動傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27運動，由于主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26與傾 動回轉(zhuǎn)環(huán)27的旋轉(zhuǎn)運動無差動，這時傾動渦輪渦桿24無運動，溜槽23的傾角不產(chǎn)生變化。 工作方式2:溜槽的傾角變大，產(chǎn)生上抬的運動；即通過撥叉控制器20，使得撥叉連桿 31帶動第一撥叉17、第二撥叉18和第三撥叉19朝著面向無級變速器31的方向作直線移動，將第一同步器2和第二同步器9分別進行咬合，第三同步器10進行分離；主旋轉(zhuǎn)電機1工作，無級變速器31工作，單傾動電機8不工作，通過主傳動軸上動錐盤移動控制裝置6和11的 控制，使主傳動軸上的動錐盤5以及被動軸上的動錐盤12同步運動，并且使得變速器進行增 速傳動，則僅由主旋轉(zhuǎn)電機1的驅(qū)動，就可以得到差速的主旋轉(zhuǎn)和傾動旋轉(zhuǎn)運動，通過主旋 轉(zhuǎn)傳入齒輪7和主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪25帶動主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26運動，通過傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪15和 傾動驅(qū)動齒輪28帶動傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27運動，由于傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27比主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26的旋轉(zhuǎn)速 度大，產(chǎn)生了一個增速的差動，這時帶動傾動渦輪渦桿24運動，使得溜槽23的傾角變大(假 設(shè)在增速的差動下的設(shè)置)，產(chǎn)生上抬的運動。工作方式3:溜槽的傾角變小，產(chǎn)生下放的運動；即通過撥叉控制器20，使得撥叉連桿 31帶動第一撥叉17、第二撥叉18和第三撥叉19朝著面向無級變速器31的方向作直線移動， 將第一同步器2和第二同步器9分別進行咬合，第三同步器10進行分離；主旋轉(zhuǎn)電機1工作， 無級變速器31工作，單傾動電機8不工作，通過主傳動軸上動錐盤移動控制裝置6和11的 控制，使主傳動軸上的動錐盤5以及被動軸上的動錐盤12同步運動，并且使得變速器進行減 速傳動，則僅由主旋轉(zhuǎn)電機1的驅(qū)動，就可以得到差速的主旋轉(zhuǎn)和傾動旋轉(zhuǎn)運動，通過主旋 轉(zhuǎn)傳入齒輪7和主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪25帶動主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26運動，通過傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪15和 傾動驅(qū)動齒輪28帶動傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27運動，由于傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27比主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26的旋轉(zhuǎn)速 度小，產(chǎn)生了一個減速的差動，這時帶動傾動渦輪渦桿24運動，使得溜槽23的傾角變小， 產(chǎn)生下放的運動。工作方式4:溜槽定點傾動；即通過撥叉控制器20，使得撥叉連桿31帶動第一撥叉17、 第二撥叉18和第三撥叉19朝著背向無級變速器31的方向作直線移動，將第一同步器2和第 二同步器9分別進行分離，第三同步器10進行咬合；主旋轉(zhuǎn)電機l不工作，無級變速器31 不工作，單傾動電機8工作，則僅由單傾動電機8的驅(qū)動，就可以直接通過傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒 輪15和傾動驅(qū)動齒輪28帶動傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27運動，而這時主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26不旋轉(zhuǎn)，僅由傾 動回轉(zhuǎn)環(huán)27帶動傾動渦輪渦桿24運動，使得溜槽23的傾角變化；該工作方式用于定點布料， 或在檢修時，可以使得溜槽達到指定傾角位置。工作方式5:雙電機的直接差動；即通過撥叉控制器20，使得撥叉連桿31帶動第一撥 叉17、第二撥叉18和第三撥叉19朝著背向無級變速器31的方向作直線移動，將第一同步 器2和第二同步器9分別進行分離，第三同步器10進行咬合；主旋轉(zhuǎn)電機l工作，無級變速 器不工作，單傾動電機8工作，則可由主旋轉(zhuǎn)電機1和單傾動電機8直接實現(xiàn)差動，再由主 旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)26與傾動回轉(zhuǎn)環(huán)27的差動來帶動傾動渦輪渦桿24運動，使得溜槽23的傾角發(fā) 生變化。該工作方式實際上給出的是另一種驅(qū)動方式，可以增加系統(tǒng)的可靠性，可成為用于 系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的備用方式。
權(quán)利要求
1、一種用于高爐無料鐘爐頂布料器的變速器式雙系統(tǒng)傳動裝置，含有主旋轉(zhuǎn)電機(1)、主旋轉(zhuǎn)減速齒輪對(29)，主旋轉(zhuǎn)軸(3)，單傾動電機(8)，單傾動減速齒輪對(30)以及傾動旋轉(zhuǎn)軸(13)，其特征在于該傳動裝置還含有一個連接主旋轉(zhuǎn)軸(3)和傾動旋轉(zhuǎn)軸(13)的無級變速器(21)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的高爐無料鐘爐頂布料器的雙系統(tǒng)傳動裝置，其特征在于:該 傳動裝置還包括設(shè)置在主旋轉(zhuǎn)軸(3)上的第一同步器(2)，與第一同步器相連的第一撥叉(17)， 設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸(13)上靠近無級變速器(21)位置上的第二同步器(9)，與第二同步器(9) 相連的第二撥叉(18)，設(shè)置在傾動旋轉(zhuǎn)軸(13)上靠近單傾動減速齒輪對(30)位置上的第三 同步器(IO)，與第三同步器(10)相連的第三撥叉(19)，用于控制第一撥叉(17)、第二撥叉(18) 和第三撥叉(19)進行咬合和分離的撥叉控制器(20)以及進行直線移動的撥叉連桿(31);所述 無級變速器(21)通過第一同步器(2)與主旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(3)相連，無級變速器(21)通過第 二同步器(9)與傾動驅(qū)動軸(13)相連；單傾動電機(8)通過第三同步器(10)與傾動驅(qū)動軸(13)相連。
全文摘要
用于高爐無料鐘爐頂布料器的變速器式雙系統(tǒng)傳動裝置，含有主旋轉(zhuǎn)電機、主旋轉(zhuǎn)減速齒輪對，主旋轉(zhuǎn)軸，主旋轉(zhuǎn)傳入齒輪，單傾動電機，單傾動減速齒輪對，傾動旋轉(zhuǎn)軸，傾動旋轉(zhuǎn)傳入齒輪，無級變速器，三個同步器，三個撥叉以及撥叉控制器。該裝置可以實現(xiàn)兩種狀態(tài)的傳動，通過主旋轉(zhuǎn)電機的驅(qū)動，使得主旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)環(huán)實現(xiàn)主旋轉(zhuǎn)，同時通過無級變速器使得傾動旋轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)；二是由主旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)動和單傾動電機的轉(zhuǎn)動來獨立實現(xiàn)對布料器的驅(qū)動。本發(fā)明具有傳動機構(gòu)簡單、可靠性高、運行同步性好、使用壽命長的特點，并根據(jù)負荷的大小來確定變速器的變速比，達到節(jié)能的目的；可以采用目前廣泛在汽車使用的變速器和同步器，整個裝置的制造難度較小。
文檔編號C21C7/00GK101328527SQ200810116819
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者盧永進, 彭學元, 攀 曾, 趙渭康, 鄒忠平, 雷麗萍 申請人:清華大學;中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司