毕业设计液压泥炮

1绪论

1．1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]。

1．2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，

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。

1.3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17503

m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。

1．4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；

(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。

2．1 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

Fig 2．1 Electric Mud Gun general plan

2．1．1 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 2．1．2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，

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

2．1．3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)，

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]。

2．1．4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。