3. Характеристика механизма поворота конвертера ккц

Механизм поворота обеспечивает вращение конвертера вокруг оси цапф на 360° со скоростью (частотой) от 0,1 до 1мин^-1. Привод работает в повторно-кратковременном режиме (ПВ = 25%); в течение одного цикла плавки (35 мин) конвертер поворачивают в обе стороны от вертикального положения около 20 раз (для загрузки, взятия проб металла, слива стали и шлака и т.д.) на углы от 15 до 180⁰ при длительности работы привода 3 – 60с на одной операции. При сливе металла и шлака поворот конвертера осуществляется с малой скоростью, но с высокой точностью регулирования.

Технические данные механизма поворота конвертера приведены в таблице 1, последовательность технологических операций описана в таблице 2, циклограмма работы представлена на рис.1.

Таблица 1.- Технические данные механизма поворота конвертера

Наименование, обозначение	Размерность	Величина
Вместимость конвертера	т	370
Количество двигателей ( по 4 с каждой стороны)		8
Скорость поворота конвертера: при сливе металла и шлака при других операциях	об/мин	0,04 – 0,1 0,1 – 1,0
Допустимое ускорение груши конвертера	град/с^2	2
Максимально возможный статический момент с обрушившейся футеровкой	Н · м	15 · 10^6
Передаточное отношение: быстроходного редуктора тихоходного редуктора		59,7 7,75
Момент инерции механизма, приведенный к валу каждого двигателя	кг · м^2	67,9

Рис.1. - Циклограмма работы конвертера

Таблица 2.- Последовательность технологических операций конвертера

Номер операции	Наименование операции	Скорость, град/с	Время паузы после операции, с
1-1	Поворот под загрузку скрапа	6	70
2-2	Поворот в вертикальное положение	1,5
3-3	Поворот под заливку чугуна	1,5	115
4-4	Поворот в вертикальное положение под продувку	1,5	712
5-5	Наклон для отбора проб	6	110
6-6	Поворот в вертикальное положение, ожидание результатов анализа	6	120
7-7	Наклон для слива стали	6
8-8	Слив стали (8 – 10 остановок)	1,5	375
9-9	Поворот в вертикальное положение	6
10-10	Наклон для слива шлака	6
11-11	Слив шлака (4 – 5 остановок)	1,5	146
12-12	Поворот для осмотра	1,5	20
13-13	Поворот в вертикальное положение	6

В кислородных конвертерах масса огнеупорной футеровки достигает 55% от общей массы порожнего конвертера и поэтому составляющая крутящего момента от футеровки весьма велика.

У большегрузных конвертеров опорное кольцо при повороте подвергается большим усилиям, поэтому для более равномерного их распределения и уменьшению крутящих моментов вдвое механизм поворота делают двухсторонним. В таком исполнении механизм имеет два синхронно работающих привода, каждый из которых соединен с одной цапфой.

Кинематическая схема механизма поворота конвертера приведена на рис.2.

Рис.2.- Кинематическая схема механизма поворота конвертора

1 – тихоходный редуктор

2 – коническая шейка цапфы

3 – втулка

4 – быстроходный редуктор

5 – электродвигатель

6 – вал-шестерня

7 – колесо

8 – неподвижная подшипниковая опора

9 – опорное кольцо

10 – плавающая опора

12 – подвижный фиксатор

13 – фиксатор

14 – опорная колонна

Привод, установленный с каждой стороны конвертера, состоит из одноступенчатого навесного тихоходного редуктора 1, четырех трехступенчатых быстроходных редукторов 4 навесного типа, четырех электродвигателей 5 с электромеханическими тормозами и систем фиксирования тихоходного и быстроходных редукторов с пружинными демпферами.

Тихоходный редуктор с четырьмя приводными валами-шестернями 6 втулкой колеса 7 посажен на коническую шейку 2 цапфы опорного кольца 9. Корпус редуктора соединен с качающейся рамой, которая через гидравлический демпфер связана с основанием (на рисунке не показано). Такая конструкция предупреждает поворот корпуса под действием реактивного опрокидывающего момента и гасит динамические нагрузки, возникающие в системе. Сферические шарниры в узлах крепления демпфера обеспечивают его самоустановление при перекосах.

Неподвижная 8 подшипниковая опора смонтирована на опорной колонне 14 с фиксатором 13, плавающая 10 – на колонне с подвижным фиксатором 12.

Быстроходные редукторы втулками 3 колес последних передач посажены на конические хвостовики валов-шестерен тихоходного редуктора. Фиксирование редукторов выполнено пружинными демпферами с винтовыми стяжками, связывающими корпусы редукторов с качающейся рамой или корпусом тихоходного ре­дуктора.

Автоматическая остановка конвертера в заданных положениях осуществляется двумя командоаппаратами. Углы поворота кон­вертера регистрируются на пульте управления с помощью сель­синов.

Командоаппараты и сельсины-датчики приводятся от двух валов-шестерен тихоходного редуктора через кинематические ре­дукторы. Скорость поворота конвертера измеряется и поддержи­вается посредством цифровых датчиков скорости, соединенных с веду­щими валами двух быстроходных: редукторов. Электродвигатели приводов питаются от тиристорных регулируемых источников постоянного напряжения — РИН.

Электродвигатели левого и правого приводов вместе с РИН выделены в группы по два и соединены между собой по последова­тельно-перекрестной схеме. Такое соединение силовых цепей элек­тродвигателей позволяет уравнять их крутящие моменты и значи­тельно уменьшить уравнительной момент, передаваемый через опорное кольцо.

На литых корпусе и крынке быстроходного редуктора предусмотрены приливы для крепления кронштейна электродвигателя и пружинного демпфера. Электродвигатель соединен с ведущим валом редуктора зубчатой муфтой. Подшип­никовые узлы валов снабжены коническими роликоподшипниками с централизованной подачей смазки. Колесо последней зубчатой передачи закреплено шпонкой на втулке, установленной в кор­пусе редуктора на подшипниках качения.

Быстроходный редуктор насаживают на конический хвосто­вик вала-шестерни тихоходного редуктора и снимают с него с помощью малой гидрошайбы, представляющей собой гидродом­крат с четырьмя гидроцилиндрами, расположенными в корпусе по окружности. Для соединения с гидрошайбой на выступающей части втулки редуктора нарезана наружная резьба.

Тихоходный редуктор разъемной конструкции из­готовлен с литыми корпусом и крышкой, в которых по окружности расположены четыре гнезда под подшипниковые узлы приводных валов-шестерен. К корпусу прилиты лапы для его соединения с ка­чающейся рамой. Зубчатое колесо посажено на шпонках на мас­сивную втулку, установленную в центральном гнезде корпуса на двух роликоподшипниках. Внутри втулка расточена на конус для посадки редуктора на коническую шейку цапфы опорного кольца. Тихоходный редуктор напрессовывают на цапфу и сни­мают с помощью гидрошайбы (четырехплунжерного гидродомкрата), навинчиваемой на хвостовик втулки.

Рис.3.- Схема размещения шестерен тихоходного редуктора для восьмидвигательных приводов

К достоинствам навесных многодвигательных приводов отно­сятся:

• значительное повышение надежности работы механизма пово­рота конвертера, так как выход из строя части электродвигателей не приводит к отказу в работе;

• устранение длинных валопроводов и применение демпферов в системах фиксирования тихоходного и быстроходного редук­торов, что способствовало резкому снижению динамических нагру­зок в приводе;

• многопоточное разветвление мощности в тихоходном редук­торе, которое позволило уменьшить нагрузки на зубья передачи, принять меньшую величину модуля и свести к минимуму габариты редуктора;

• применение навесных быстроходных редукторов, что позволило ускорить их замену и создать условия для организации поузлового централизованного ремонта;

• отсутствие влияния перекоса цапф на работостпособность привода;

• значительно меньшие общие габариты привода и масса привода по сравнению со стационарным приводом той же мощности;

• не требует специального массивного фундамента.

Опоры конвертера, помимо восприятия больших вертикальных и горизонтальных сил, должны компенсировать перекосы и значительные осевые перемещения цапф, вызванные тепловыми деформациями опорного кольца и погрешностями при изготовлении и монтаже. Опоры смонтированы на сварных рамах, закрепленных в фундаменте. Одна опора фиксированная, другая – плавающая, подвижная в осевом направлении. Опоры смонтированы на конических роликоподшипниках.

Фиксированная и плавающая опоры отличаются конструкцией фиксаторов. В обоих случаях шип фиксатора закреплен в основании, а на его сферическую головку посажен разъемный сухарь, входящий в посадочное место корпуса подшипников, но в фиксированной опоре сухарь входит во втулку, закрепленную в гнезде корпуса, а в плавающей опоре – в продольный паз корпуса с боковыми накладками.

Зависимость КПД передачи от коэффициента загрузки η = f(К_з) приведена на рис.4, а зависимость коэффициента загрузки от угла поворота конвертера – на рис.5.

Рис.5.- Зависимость КПД передачи от коэффициента загрузки η = f(К_з)

Рис.6.- Зависимость коэффициента загрузки от угла поворота конвертера