_角减速机在天铁2_高炉布料器上的应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从表 1 可知，所选择的摆线针减速机 BLY-3335-15 的工作扭矩为 3 303 N·m，输入转速 1 500 r/ min，根据此参数对减速机与立轴联轴器进行选择， 由于从现场工作需要及联轴器拆装方便考虑，决定 选择 LX 型弹性柱销联轴器，此数据参数见表 2。弹 性柱销联轴器见图 2。
齿盘相连接，再通过立轴由信号传送轴传送到信号输 出齿轮上，并通过信号输出端转轴与码盘相连接，直 接反应料器旋转圈数，对高炉正常上料加以控制完 善。根据现场勘测并查图，得知布料器大齿圈数据参 数为：法向模数 Mn＝１４，齿数 Z＝１２７，齿形角 α＝２０°， 根据此参数和现场测量，可制作布料器码盘输出端 立轴齿轮，见图 ４。
Hebei Province 056404, China) Abstract The paper describes the application process of β angle reducing gear to the material distributor of Tiantie BF 2. Detailed analysis and discussion are conducted and an improvement plan is proposed, aiming at the problem of big error of chute rotation position feedback signal because multiple stage gear drive collects the rotation signal of reducing gear output shaft and the problem that the failure at distributor β angle reducing gear cannot be figured out timely. The smooth and stable production of the blast furnace is ensured. Key words blast furnace; β angle reducing gear; drive; signal
减速机性能参数对比见表 1。
表 １ 减速机性能参数对比
减速机型号 输入转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１ 传动比 输入功率 ／ｋＷ 输出扭矩 ／Ｎ·ｍ
原 β 角减速机
１ ４６０
３３．９１
１１
３ ２０３
摆线针减速机
１ ５００
３５
１５
３ ３０３
根据性能参数对比及现场研究测试，摆线针减
３ ２
速机 BLY-33-35-15 能将原 β 角减速机 SPFA97-
目前该减速机的主要弊端有：高速轴轴承容易 抱死，码盘输出减速机信号不灵敏，出现故障排除困 难。因此将减速机进行改型，布料器输入端用 BLY33-35-15 摆线针减速机进行替换，输出端则改成齿 轮连接，使码盘输出显示为布料器溜槽旋转圈数。由 于传统 β 角检测安装在减速机上，通过多级齿轮传 动采集减速机输出轴旋转信号，因此最终反馈溜槽 旋转位置信号误差较大。与传统 β 角检测相比较，改 造后 β 角检测安装在布料器箱体顶盖上，直接与上 回转支撑齿轮啮合，传动更加平稳，传动比更精确， 最终反馈溜槽旋转位置信号误差较小。
２０１３ 年第 ６ 期
β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉布料器上的应用
2.3 减速机改进
码盘输出信号两个方向着手进行改造。布料器输入
2.3.1 输入端减速机选型
端由摆线针减速机进行替换，因此我们对摆线针减
根据现场需要对减速机进行选型，由于原 β 角
速机进行选型。
减速机为为双输出形式，因此分别对布料器输入和
６０￣８５
１０７￣１７２
２８０ １４０
４
５３
ＬＸ７
１１ ２００
２３６０
７０￣１１０
１０７￣２１２
３２０ １７０
４
９８
２ ３
１
输入端立轴 布料器平面
输出端立轴
４
５ 1.码盘信号输出；2.信号输出齿轮；3.信号传送齿轮； 4.布料器连接；5.立轴齿轮
图 ３ 布料器输出轴装配图
法向模数 Mn＝１４，齿数 Z＝２５，齿形角 α＝２０° 图 ４ 输出端立轴齿轮
Application of β Angle Reducing Gear to Tiantie BF 2 Material Distributor
JIANG Shi-peng (Iron-making Plant 1, Tianjin Tiantie Metallurgy Group Company Limited, She County,
参考文献 [1] 薛铜龙.机械设计基础[M].北京：电子工业出版社，2011：61-63. [2] 成大先.机械设计手册[M].4 版.北京：化学工业出版社，2001：
162-163.
（编辑 潘娜）
２０１３ 年第 ６ 期
１
11 进行替换。
根据现场立轴尺寸对摆线针减速机 BLY33-
35-15 连接件进行制作，根据现场情况考虑决定用
尼龙注销联轴器将摆线针减速机与布料器立轴进
行连接，见图 1。
1.联轴器；2.弹性柱销；3.联轴器
图 ２ 弹性柱销联轴器
１
由于摆线针减速机 ＢＬＹ－３３－３５－１５ 的轴孔为 Φ８５
ｍｍ，布料器立轴轴孔为 Φ７０ ｍｍ 且满足减速机转速及
β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉布料器上的应用
姜世鹏 （天津天铁冶金集团有限公司第一炼铁厂，河北涉县）
［摘 要］ 叙述了布料器 β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉高炉布料器上的应用过程。针对多级齿轮传动采集减速机输出轴 旋转信号，造成最终反馈溜槽旋转位置信号误差较大，且布料器 β 角发生问题不能及时排除故障原因进行详细的分 析和探讨，提出了改进方案，保证了高炉生产的顺行和稳定。 ［关键词］ 高炉；β 角减速机；传动；信号
布料器每旋转一次，使布料趋向合理，根据需 要，布料器可以每批转一个角度，亦可每车转一个
收稿日期：２０１３－０５－０４ 修回日期：２０１３－０６－０３ 作者简介：姜世鹏（１９８８—），男，主要从事冶金机械技术管理方面的 研究工作。
角度，根据炉况发展趋势，酌情调节。旋转布料溜槽 倾角 α 可在 18°～45°范围内调节, 炉料能布到边缘 至中心任意半径圆周面上, 而且可以选择单环、多 环、螺旋、扇形或定点等多种布料方式。β 角为布料 溜槽的旋转速率。由于现在炼铁强度大，布料器需 持续不停的工作，另外现场环境恶劣，减速机经常 由于发热等原因发生高速轴承抱死，进而产生码盘 输出减速机信号不灵敏，严重影响高炉布料器布料 的正常运行，所以对减速机进行改型。 2.2 故障分析
由于制作的输出端立轴齿轮与输出端立轴齿 轮外形参数一样，为保证输出端立轴齿轮与布料器 大齿盘完全啮合，因此输出端立轴在布料器上的安 装位置可参考输入端立轴安装位置，查图可知，布 料器输入端立轴安装位置距布料器中心为 1 071 mm，为保证布料器的整体平稳性，因此将布料器输 出端安装在输入端对称的另一侧。因此我们可以确 定改造后布料器输出端立轴安装位置见图 5。
图 ５ 输入输出轴安装尺寸图
3.3 布料器信号调试 直连式 β 角检测，传动形式为直齿圆柱齿轮啮
合传动，结构紧凑、传动平稳、传动比精确。主动轮立 轴齿轮与布料器内上回转支撑齿轮啮合，通过齿轮 轴带动同级齿轮信号传送齿轮转动，信号传送齿轮 与从动轮信号输出啮合，信号输出齿轮带动输出轴 转动，立轴齿轮与信号传送齿轮齿数相同，信号输出 齿轮与布料器大齿盘齿数相同，通过缩小信号传送 齿轮与信号输出齿轮模数来缩小直连式 β 角检测齿 轮箱空间，因此，直连式 β 角检测的输出轴与布料器 内上回转支撑的传动比为 1:1。输出轴通过弹性联轴 器与绝对值编码器连接，旋转编码器通过采集物理 信号，反馈输出电子信号供用户采集记录。输出轴上 安装有指针，通过指针可以在指示面板上直接显示 出溜槽的旋转情况。更加精准地掌握了布料溜槽的 工作状态，大大提高了高炉的操作稳定性能。 ４ 改进后效果
传动比可制作信号传送齿与信号输出齿，由于码盘输 出信号如实反应布料器溜槽旋转圈数，故可定信号传 送齿轮齿数为 ２５，信号输出齿轮齿数为 １２７。 ３ 安装调试 3.1 布料器输入端安装
根据选定好的摆线针减速机 ＢＬＹ－３３－３５－１５，通 过制作好的尼龙注销接手与原布料器立轴相连接，并 通过短节加以固定支撑，如图 ５ 所示。 3.2 布料器输出端安装
扭矩要求，参考表 ２ 选择 ＬＸ６ 型弹性柱销联轴器。
２
２．３．２ 码盘输出端改造
３
根据现场要求，码盘输出信号如实反应布料器溜
槽旋转圈数，经过现场研究，制作输出轴传动方式见
４
图 ３。
码盘输出端工作原理：通过立轴齿轮与布料器大
１．摆线减速机；２．轴接手；３．短节；４．布料器立轴 图 １ 摆线针减速机连接图
布料器大齿盘齿数 Z１＝１２７，输出轴齿轮齿数为 Z２＝２５，传动比 i＝Z１／Z２，可得出传动比为 i＝５．０８。根据此
表 ２ ＬＸ 型弹性柱销联轴器主要参数与尺寸
型号 扭矩 ／Ｎ·ｍ 转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１ 轴径 d·dz 轴孔长度 L
D
D１
S 重量 ／ｋｇ
ＬＸ１
２５０
８ ５００
１２￣２４
２７￣５２
９０
４０
２．５
２
ＬＸ２
５６０
６ ３００
２０￣３５
３８￣８２
１２０
５５
２．５
５
ＬＸ３
１ ２５０
４ ７５０
３０￣４８
６０￣１１２
１６０
７５
２．５
８
ＬＸ４
２ ５００
３ ８７０
４０￣６３
８４￣１４２ห้องสมุดไป่ตู้
１９５ １００
３
２２
ＬＸ５
３ １５０
３ ４５０
５０￣７５
８４￣１４２
２２０ １２０
３
３０
ＬＸ６
６ ３００
２ ７２０
通过对 2# 高炉高炉 β 角减速机的改进，解决 了布料器设备运行中经常出现 β 角减速机高速轴 轴承抱死，码盘输出减速机信号不灵敏，出现故障 排除困难，为高炉布料器正常布料提供了方便，使 高炉生产顺行稳定，为高炉长寿、高产、优质、低耗 奠定了坚实的基础。 ５ 结语
通过对 2# 高炉高炉 β 角减速机的改进，解决 了布料器反馈溜槽旋转位置信号误差较大且布料 器 β 角发生问题的故障，保证了设备长期稳定的运 行，减少了工人劳动维护强度，为高炉稳产高产创 造了条件。
１ 引言 天铁集团第一炼铁厂现有 5 座高炉，总容积
3 250 m3。目前，每座高炉布料器 β 角减速机都是 使用 SPFA97-11 减速机。布料器 β 角减速机是高 炉生产的必备设备，它的可靠性直接影响了高炉的 顺行、稳产、高产。该减速机一端通过与布料器立轴 连接，带动布料器溜槽 360°旋转，进而对高炉所上 矿石焦炭进行均匀布料，另一端则通过摆线减速机 与码盘连接向微机反馈布料器溜槽旋转圈数。在设 备运行中经常出现高速轴轴承抱死，码盘输出减速 机信号不灵敏，故障排除困难，严重影响高炉布料 器布料的正常运行，造成严重的经济损失。通过对 减速机的改型，消除了信号反馈误差大故障，保证 了高炉布料器的正常运行。 ２ 布料器 β 角减速机概况和故障分析及改进 2.1 设备概况
齿盘相连接，再通过立轴由信号传送轴传送到信号输 出齿轮上，并通过信号输出端转轴与码盘相连接，直 接反应料器旋转圈数，对高炉正常上料加以控制完 善。根据现场勘测并查图，得知布料器大齿圈数据参 数为：法向模数 Mn＝１４，齿数 Z＝１２７，齿形角 α＝２０°， 根据此参数和现场测量，可制作布料器码盘输出端 立轴齿轮，见图 ４。
Hebei Province 056404, China) Abstract The paper describes the application process of β angle reducing gear to the material distributor of Tiantie BF 2. Detailed analysis and discussion are conducted and an improvement plan is proposed, aiming at the problem of big error of chute rotation position feedback signal because multiple stage gear drive collects the rotation signal of reducing gear output shaft and the problem that the failure at distributor β angle reducing gear cannot be figured out timely. The smooth and stable production of the blast furnace is ensured. Key words blast furnace; β angle reducing gear; drive; signal
减速机性能参数对比见表 1。
表 １ 减速机性能参数对比
减速机型号 输入转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１ 传动比 输入功率 ／ｋＷ 输出扭矩 ／Ｎ·ｍ
原 β 角减速机
１ ４６０
３３．９１
１１
３ ２０３
摆线针减速机
１ ５００
３５
１５
３ ３０３
根据性能参数对比及现场研究测试，摆线针减
３ ２
速机 BLY-33-35-15 能将原 β 角减速机 SPFA97-
目前该减速机的主要弊端有：高速轴轴承容易 抱死，码盘输出减速机信号不灵敏，出现故障排除困 难。因此将减速机进行改型，布料器输入端用 BLY33-35-15 摆线针减速机进行替换，输出端则改成齿 轮连接，使码盘输出显示为布料器溜槽旋转圈数。由 于传统 β 角检测安装在减速机上，通过多级齿轮传 动采集减速机输出轴旋转信号，因此最终反馈溜槽 旋转位置信号误差较大。与传统 β 角检测相比较，改 造后 β 角检测安装在布料器箱体顶盖上，直接与上 回转支撑齿轮啮合，传动更加平稳，传动比更精确， 最终反馈溜槽旋转位置信号误差较小。
２０１３ 年第 ６ 期
β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉布料器上的应用
2.3 减速机改进
码盘输出信号两个方向着手进行改造。布料器输入
2.3.1 输入端减速机选型
端由摆线针减速机进行替换，因此我们对摆线针减
根据现场需要对减速机进行选型，由于原 β 角
速机进行选型。
减速机为为双输出形式，因此分别对布料器输入和
６０￣８５
１０７￣１７２
２８０ １４０
４
５３
ＬＸ７
１１ ２００
２３６０
７０￣１１０
１０７￣２１２
３２０ １７０
４
９８
２ ３
１
输入端立轴 布料器平面
输出端立轴
４
５ 1.码盘信号输出；2.信号输出齿轮；3.信号传送齿轮； 4.布料器连接；5.立轴齿轮
图 ３ 布料器输出轴装配图
法向模数 Mn＝１４，齿数 Z＝２５，齿形角 α＝２０° 图 ４ 输出端立轴齿轮
Application of β Angle Reducing Gear to Tiantie BF 2 Material Distributor
JIANG Shi-peng (Iron-making Plant 1, Tianjin Tiantie Metallurgy Group Company Limited, She County,
参考文献 [1] 薛铜龙.机械设计基础[M].北京：电子工业出版社，2011：61-63. [2] 成大先.机械设计手册[M].4 版.北京：化学工业出版社，2001：
162-163.
（编辑 潘娜）
２０１３ 年第 ６ 期
１
11 进行替换。
根据现场立轴尺寸对摆线针减速机 BLY33-
35-15 连接件进行制作，根据现场情况考虑决定用
尼龙注销联轴器将摆线针减速机与布料器立轴进
行连接，见图 1。
1.联轴器；2.弹性柱销；3.联轴器
图 ２ 弹性柱销联轴器
１
由于摆线针减速机 ＢＬＹ－３３－３５－１５ 的轴孔为 Φ８５
ｍｍ，布料器立轴轴孔为 Φ７０ ｍｍ 且满足减速机转速及
β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉布料器上的应用
姜世鹏 （天津天铁冶金集团有限公司第一炼铁厂，河北涉县）
［摘 要］ 叙述了布料器 β 角减速机在天铁 ２＃ 高炉高炉布料器上的应用过程。针对多级齿轮传动采集减速机输出轴 旋转信号，造成最终反馈溜槽旋转位置信号误差较大，且布料器 β 角发生问题不能及时排除故障原因进行详细的分 析和探讨，提出了改进方案，保证了高炉生产的顺行和稳定。 ［关键词］ 高炉；β 角减速机；传动；信号
布料器每旋转一次，使布料趋向合理，根据需 要，布料器可以每批转一个角度，亦可每车转一个
收稿日期：２０１３－０５－０４ 修回日期：２０１３－０６－０３ 作者简介：姜世鹏（１９８８—），男，主要从事冶金机械技术管理方面的 研究工作。
角度，根据炉况发展趋势，酌情调节。旋转布料溜槽 倾角 α 可在 18°～45°范围内调节, 炉料能布到边缘 至中心任意半径圆周面上, 而且可以选择单环、多 环、螺旋、扇形或定点等多种布料方式。β 角为布料 溜槽的旋转速率。由于现在炼铁强度大，布料器需 持续不停的工作，另外现场环境恶劣，减速机经常 由于发热等原因发生高速轴承抱死，进而产生码盘 输出减速机信号不灵敏，严重影响高炉布料器布料 的正常运行，所以对减速机进行改型。 2.2 故障分析
由于制作的输出端立轴齿轮与输出端立轴齿 轮外形参数一样，为保证输出端立轴齿轮与布料器 大齿盘完全啮合，因此输出端立轴在布料器上的安 装位置可参考输入端立轴安装位置，查图可知，布 料器输入端立轴安装位置距布料器中心为 1 071 mm，为保证布料器的整体平稳性，因此将布料器输 出端安装在输入端对称的另一侧。因此我们可以确 定改造后布料器输出端立轴安装位置见图 5。
图 ５ 输入输出轴安装尺寸图
3.3 布料器信号调试 直连式 β 角检测，传动形式为直齿圆柱齿轮啮
合传动，结构紧凑、传动平稳、传动比精确。主动轮立 轴齿轮与布料器内上回转支撑齿轮啮合，通过齿轮 轴带动同级齿轮信号传送齿轮转动，信号传送齿轮 与从动轮信号输出啮合，信号输出齿轮带动输出轴 转动，立轴齿轮与信号传送齿轮齿数相同，信号输出 齿轮与布料器大齿盘齿数相同，通过缩小信号传送 齿轮与信号输出齿轮模数来缩小直连式 β 角检测齿 轮箱空间，因此，直连式 β 角检测的输出轴与布料器 内上回转支撑的传动比为 1:1。输出轴通过弹性联轴 器与绝对值编码器连接，旋转编码器通过采集物理 信号，反馈输出电子信号供用户采集记录。输出轴上 安装有指针，通过指针可以在指示面板上直接显示 出溜槽的旋转情况。更加精准地掌握了布料溜槽的 工作状态，大大提高了高炉的操作稳定性能。 ４ 改进后效果
传动比可制作信号传送齿与信号输出齿，由于码盘输 出信号如实反应布料器溜槽旋转圈数，故可定信号传 送齿轮齿数为 ２５，信号输出齿轮齿数为 １２７。 ３ 安装调试 3.1 布料器输入端安装
根据选定好的摆线针减速机 ＢＬＹ－３３－３５－１５，通 过制作好的尼龙注销接手与原布料器立轴相连接，并 通过短节加以固定支撑，如图 ５ 所示。 3.2 布料器输出端安装
扭矩要求，参考表 ２ 选择 ＬＸ６ 型弹性柱销联轴器。
２
２．３．２ 码盘输出端改造
３
根据现场要求，码盘输出信号如实反应布料器溜
槽旋转圈数，经过现场研究，制作输出轴传动方式见
４
图 ３。
码盘输出端工作原理：通过立轴齿轮与布料器大
１．摆线减速机；２．轴接手；３．短节；４．布料器立轴 图 １ 摆线针减速机连接图
布料器大齿盘齿数 Z１＝１２７，输出轴齿轮齿数为 Z２＝２５，传动比 i＝Z１／Z２，可得出传动比为 i＝５．０８。根据此
表 ２ ＬＸ 型弹性柱销联轴器主要参数与尺寸
型号 扭矩 ／Ｎ·ｍ 转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１ 轴径 d·dz 轴孔长度 L
D
D１
S 重量 ／ｋｇ
ＬＸ１
２５０
８ ５００
１２￣２４
２７￣５２
９０
４０
２．５
２
ＬＸ２
５６０
６ ３００
２０￣３５
３８￣８２
１２０
５５
２．５
５
ＬＸ３
１ ２５０
４ ７５０
３０￣４８
６０￣１１２
１６０
７５
２．５
８
ＬＸ４
２ ５００
３ ８７０
４０￣６３
８４￣１４２ห้องสมุดไป่ตู้
１９５ １００
３
２２
ＬＸ５
３ １５０
３ ４５０
５０￣７５
８４￣１４２
２２０ １２０
３
３０
ＬＸ６
６ ３００
２ ７２０
通过对 2# 高炉高炉 β 角减速机的改进，解决 了布料器设备运行中经常出现 β 角减速机高速轴 轴承抱死，码盘输出减速机信号不灵敏，出现故障 排除困难，为高炉布料器正常布料提供了方便，使 高炉生产顺行稳定，为高炉长寿、高产、优质、低耗 奠定了坚实的基础。 ５ 结语
通过对 2# 高炉高炉 β 角减速机的改进，解决 了布料器反馈溜槽旋转位置信号误差较大且布料 器 β 角发生问题的故障，保证了设备长期稳定的运 行，减少了工人劳动维护强度，为高炉稳产高产创 造了条件。
１ 引言 天铁集团第一炼铁厂现有 5 座高炉，总容积
3 250 m3。目前，每座高炉布料器 β 角减速机都是 使用 SPFA97-11 减速机。布料器 β 角减速机是高 炉生产的必备设备，它的可靠性直接影响了高炉的 顺行、稳产、高产。该减速机一端通过与布料器立轴 连接，带动布料器溜槽 360°旋转，进而对高炉所上 矿石焦炭进行均匀布料，另一端则通过摆线减速机 与码盘连接向微机反馈布料器溜槽旋转圈数。在设 备运行中经常出现高速轴轴承抱死，码盘输出减速 机信号不灵敏，故障排除困难，严重影响高炉布料 器布料的正常运行，造成严重的经济损失。通过对 减速机的改型，消除了信号反馈误差大故障，保证 了高炉布料器的正常运行。 ２ 布料器 β 角减速机概况和故障分析及改进 2.1 设备概况