300T转炉倾动系统扭力杆装置

肖 玉

(宝钢湛江钢铁有限公司，广东 湛江524072)

转炉倾动机构是转炉炼钢最主要的机械设备之一，完成炼钢生产倒废钢、兑铁水、吹炼、出钢、溅渣护炉和倒渣等工艺过程。转炉倾动系统采用全悬挂倾动机构，驱动装置及减速装置悬挂在耳轴上面，是随着转动过程的进行，耳轴会对减速装置一个反向力矩，在减速机构的箱体的下面设置了扭力杆缓冲装置，这就可以有效的防止倾动机构随着耳轴一同旋转。

1 转炉倾动系统扭力杆装置

1.1 扭力杆的组成

扭力杆装置主要由扭力杆、偏心块、上下轴承座、上下连接支座、球面轴承、高强度螺栓、圆柱销及端盖等组成。

1.2 扭力杆工作原理

扭力杆抗扭缓冲装置的作用是防止悬挂在耳轴上的传动装置绕耳轴旋转，并把炉体的反力矩传递给基础。转炉倾动机构采用水平扭力杆装置，这种装置是一种性能较好的柔性抗扭缓冲装置。它的缓冲原理是利用细长的扭力杆的弹性变形来吸收能量，即把外力矩转化为扭力杆的扭转弹性形变，这样可以使传动力矩逐渐增加或减少，从而起到缓冲的作用。

这种结构的显著优点是:

(1)通过扭力杆和立杆加在悬挂减速机上的一个力偶矩来防止倾动机构转动，因而不会在耳轴上造成附加载荷;

(2)由于立杆的两端均为铰接，所以当耳轴产生挠曲变形时二次减速机箱体可作相应的空间位移，而不影响齿轮副的正确啮合;

(3)上下支座的销支撑采用的是球面轴承，箱体上下在摆动的过程中，可以补偿扭力杆受到的附加扭矩;

(4)上下支座之间的连接螺栓在摆动过大时会起到安全保护的作用。

(5)对设备基础无水平力和倾翻力矩的作用。

为了防止扭力杆受力过大而断裂，转炉倾动机构还设有紧急制动装置，在二次减速机下部设置了止动支座。止动支座与箱体底部之间留有13.4mm的间隙，这个间隙是根据水平扭力杆所能承受的许用弹性变形来确定的。当转炉倾动机构工作时，水平扭力杆受到超过正常的扭转力矩后(定为300%)，止动支座与箱体之间的间隙消除，而由支座来支承悬挂减速箱的重量和回转力矩，从而对扭力杆起到安全保护作用。

1.3 扭力杆的扭转角计算

扭力杆的性能直接影响转炉的正常工作，扭力杆的缓冲装置的分析涉及到螺栓、螺栓的预紧，扭力杆与连接板间过盈配合，销与扭力杆和连接板之间的过盈配合及各个零部件之间的接触配合。本文只对扭力杆装置的水平扭力杆进行扭转角度计算。

最大转矩 M=6 500kN·m支撑距离 I AD =5 330mm两偏心块间距 I BC=4 620 mm偏心块中心距 s=560 mm扭力杆有效扭转长度 l =1 550 mm

结构参数

受力分析可知:

式中:FB、FC在B、C两点之间的受力;MB、MC扭力杆所受到的扭转力矩

扭转角计算公式为:

式中:T扭力杆所受到的扭转力矩;G丑力杆的扭转弹性模量，G=8×104N/mm2;J抗扭惯性矩，J=2×109mm4，d=380mm。

经计算，得:

θ=0.188rad=1.128°

满足使用要求。

2 结论

总体而言，这套转扭力杆装置能够满足转炉倾动系统的要求，维护方便，运行到目前为止，出现的事故率低，系统稳定。由于扭力杆装置在转炉倾动系统的重要作用，所以要对扭力杆的扭转角进行计算，保证扭力杆发挥其作用，保证转炉倾动系统的安全，对于按照标准制作的扭力杆，扭转强度满足使用要求。

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