Кантувач металургійних ковшів

Кантувач металур гійних ковшів, що містить раму, пов'язану із приводом повороту, встановлену в підшипникових опорах стійок, і шарнірно розміщені на рамі приймальні колиски із криволінійними пазами під цапфи ковша, кожна з яких зчленована з передавальним механізмом, який відрізняє ться тим, що кожний з передавальних механізмів виконаний у ви гляді двоплечого важеля, шарнірно розміщеного в додатковій підшипниковій опорі стійки, один кінець якого шарнірно пов'язаний із шатуном, жорстко зчленованим із приймальною колискою, другий кінець двоплечого важеля шарнірно зчленований з повідцем, а віль U 1 3 36283 чого копіра, переміщуючи пінолі назустріч одна одній по горизонталі та насуваючи кожну піноль разом з конусними напрямними і кулачками на цапфу ковша. Кулачки, дійшовши до упору із двох боків у цапфові плити ковша, з упиняються, а піноль із конусними напрямними продовжує рухатися в тім же напрямку. При цьому конусні напрямні починають сковзати відносно кулачків, змушуючи переміщатися їх у радіальному напрямку до поверхні цапфи до контакту із цапфою. Таким чином, відбувається замикання кулачків пінолі навколо цапфи ковша. У момент замикання кулачків рух пінолі припиняється завдяки відповідній конфігурації поверхні робочого копіра, по якому обкатується подавальний ролик на відповідній ділянці повороту рами. Ківш цапфами зафіксований відносно кантувача. При подальшому повороті рами ківш цапфами опирається на кулачки і утримується відповідно на цапфах. При повороті рами у зворотному напрямку завдяки відвідному ролику, що обкатується по повертальному копіру піноль рухається у зворотному напрямку від цапфи ковша. При цьому кулачки під дією пружин відходять від поверхні цапфи і потім рухаються від неї разом з піноллю. Слід зазначити, що кантувач містить багато поступальних пар ковзання, наприклад, у кожної пінолі має місце ковзання пінолі відносно циліндричних напрямних, ковзання кожного із чотирьох кулачків у кожній пінолі відносно конусних напрямних і одночасне ковзання чотирьох кулачків по цапфовій плиті. Це припускає більшу ймовірність заклинювання окремих ланок механізму, що знижує надійність роботи кантувача. Крім того, при зворотному обертанні рами кожний кулачок відходить від поверхні цапфи під впливом пружини, зусилля якої спрямоване під кутом до поверхні ковзання кулачка. При цьому через сухе тертя між кулачком і цапфовою плитою, поверхня якої може мати забоїни, застиглі бризки металу і т.і., що створює додатковий опір при переміщенні кулачків відносно цапф, зусилля пружин може виявитися недостатніми, що призведе до зупинки кулачка і заклинювання механізму в цілому, що також знижує надійність роботи кантувача. Таким чином, недоліком даної конструкції є незадовільна надійність роботи. Відомий також інший кантувач металургійних ковшів по [авторському посвідченню СРСР №439345 В22Д41/00], більше близький до рішення, що заявляється, і прийнятий у якості найближчого аналога. До його складу входить пов'язана із приводом повороту рама, цапфи якої розміщені в підшипникових опорах стійок, прикріплених до фундаменту. Рама являє собою кільце із сергами. Кільце рами має корпус із наскрізним пазом, призначеним для напрямку та фіксації нижньої частини ковша в рамі. У сергах рами встановлені опори (колиски) із криволінійними пазами для підвісок ковша. Кожна колиска розміщена консольно на осі, розміщеній у підшипниковій опорі рами. Крім того, кожна колиска з'єднана з передавальним механізмом, зчленованим із приводом обертання рами. Передавальний механізм являє собою планетарну передачу, 4 що складається із двох шестірень із однаковим числом зубів, між двома шестірнями розташоване паразитне зубчасте колесо, вільно розміщене на пальці жорстко зчленованим з рамою. Одна шестірня жорстко закріплена на осі опори, інша шестірня жорстко зчленована з віссю, яка так само жорстко зчленована з підшипниковою опорою. Рама містить вал, який з'єднує його за допомогою муфти із приводом повороту. Робота кантувача ковшів відбувається наступним чином. Рама встановлюється у вихідне положення, так що кільце її розташовується горизонтально. Ківш цеховим краном опускається на раму при цьому підвіски ковша лягають на приймальні колиски, а його нижня частина розташовується в наскрізному пазу корпуса рами з деяким зазором. Вмикають привод повороту, який надає рамі обертального руху. При обертанні рами, зазор між ковшем і внутрішньою поверхнею паза корпуса рами вибирається з одного боку, і рама стає повідцем. При цьому приймальні колиски підтримують ківш за підвіски, які провертаються на цапфах ковша за допомогою планетарної передачі, що обертає приводну колиску разом з підвіскою ковша відносно рами від привода повороту рами у зворотний бік. Обертання кожної приймальної колиски здійснюється таким чином. При повороті рами відбувається обкатування паразитної шестірні навколо шестірні нерухомо укріпленої відносно корпуса підшипника. У свою чергу паразитна шестірня обертає шестірню, жорстко зчленовану з віссю колиски при цьому завдяки однаковому числу зубів нерухомої шестірні і шестірні опори, остання провертається на кут відповідному куту повороту рами у напрямку, зворотному напрямку кантування. Таким чином, при обертанні рами, колиска завжди залишається у вертикальному положенні, що дозволяє втримувати ківш на підвісках. Аналогічним чином механізм працює при зворотному повороті рами у ви хідне положення. Як видно з описаного вище завдяки виключенню пар, що поступально рухаються, пар ковзання і виключенню руху деталей в умовах сухого тертя ймовірність заклинювання вузлів пристрою знижується та підвищується його надійність. В описаній конструкції кантувача передавальний механізм виконаний у ви гляді зубчасти х зачеплень, робочі зусилля в яких передаються між зубами при лінійному контакту, що приводить до високих питомих навантажень на зуби шестірень. Це викликає підвищене зношування зубчастого зачеплення. Таким чином, недоліком даної конструкції є низька довговічність. До основи корисної моделі поставлене завдання створення кантувача металургійних ковшів, який має більш високу довговічність. Поставлене завдання вирішується за рахунок технічного результату, який полягає у зменшенні контактних напруг в елементах і вузлах механізму. Для досягнення поставленого завдання у кантувачі металургійних ковшів, який містить раму, пов'язану із приводом повороту, встановлену в підшипникових опорах стійок, і шарнірно розміщені 5 36283 на рамі приймальні колиски із криволінійними пазами під цапфи ковша, кожна з яких зчленована з передавальним механізмом, відповідно до корисної моделі, кожний з передавальних механізмів виконаний у вигляді двоплечого важеля, шарнірно розміщеного в додатковій підшипниковій опорі стійки, один вільний кінець якого шарнірно пов'язаний із шатуном, жорстко зчленованим із приймальною колискою, другий кінець двоплечого важеля шарнірно зчленований з повідцем, а вільний кінець повідця шарнірно пов'язаний з поворотною рамою, а відстань між віссю шарніра приймальної колиски і віссю шарніра, що зв'язує шатун із двоплечим важелем, дорівнює відстані між осями шарнірів повідця та дорівнює відстані між віссю шарнірного прикріплення двоплечого важеля до стійки і віссю повороту рами, а відстань між віссю повороту рами і віссю шарнірного зчленування з нею приймальної колиски дорівнює відстані між віссю шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою підшипниковою опорою стійки та віссю його шарнірного зчленування із шатуном, відстань між віссю шарнірного зчленування повідця із двоплечим важелем і віссю шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою опорою стійки дорівнює відстані між віссю шарнірного зчленування повідця з поворотною рамою та віссю її повороту, крім того, вісь криволінійної розточки паза приймальної колиски збігається з віссю шарнірного зчленування колиски з рамою. У результаті порівняльного аналізу кантувача металургійних ковшів, що заявляється, і найближчого аналога встановлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - рама, пов'язана із приводом повороту, встановлена в підшипникових опорах стійок; - шарнірно розміщені на рамі приймальні колиски із криволінійними пазами під цапфи ковша; - кожна із приймальних колисок зчленована з передавальним механізмом; і відмітні ознаки: - виконання кожного з передавальних механізмів у вигляді двоплечого важеля, шарнірне розміщеного в додатковій підшипниковій опорі стійки; - шарнірний зв'язок одного кінця двоплечого важеля із шатуном, вільний кінець якого жорстко зчленований із приймальною колискою; - шарнірний зв'язок другого кінця двоплечого важеля з повідцем; - шарнірний зв'язок другого кінця повідця з поворотною рамою; - виконання відстані між віссю шарніра приймальної колиски і віссю шарніра, що зв'язує шатун із двоплечим важелем рівним відстані між осями шарнірів повідця та дорівнює відстані між віссю шарнірного прикріплення двоплечого важеля до стійки і віссю повороту рами; - виконання відстані між віссю повороту рами і віссю шарнірного зчленування з рамою приймальної колиски рівним відстані між віссю шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою підшипниковою опорою стійки і віссю його шарнірного зчленування із шатуном; - виконання відстані між віссю шарнірного зчленування повідця із двоплечим важелем і віссю 6 шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою опорою стійки рівним відстані між віссю шарнірного зчленування повідця з поворотною рамою і віссю її повороту; - розміщення криволінійної розточки паза приймальної колиски по осі шарнірного зчленування колиски з рамою. Таким чином, кантувач металургійних ковшів, що заявляється, має нові форми і розміри конструктивних елементів, нові зв'язки між елементами та нові взаємні розміщення. Між технічним результатом, що досягається, і відмітними ознаками існує причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки виконанню кожного з передавальних механізмів у вигляді двоплечого важеля, шарнірно розміщеного в додатковій підшипниковій опорі стійки, один кінець якого шарнірно пов'язаний із шатуном, жорстко зчленованим із приймальною колискою, а другий кінець двоплечого важеля шарнірно зчленований з повідцем, вільний кінець повідця шарнірно пов'язаний з поворотною рамою, а також завдяки рівності відстані між віссю шарніра приймальної колиски та віссю шарніра, що зв'язує шатун із двоплечим важелем відстані між осями шарнірів повідця і відстані між віссю шарнірного прикріплення двоплечого важеля до стійки та віссю повороту рами, і рівності відстані між віссю повороту рами і віссю шарнірного зчленування з нею приймальної колиски відстані між віссю шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою підшипниковою опорою стійки та віссю його шарнірного зчленування із шатуном, і завдяки рівності відстані між віссю шарнірного зчленування повідця із двоплечим важелем і віссю шарнірного зчленування двоплечого важеля з додатковою опорою стійки відстані між віссю шарнірного зчленування повідця з поворотною рамою та віссю її повороту, і завдяки розміщенню осі криволінійної розточки паза приймальної колиски по осі шарнірного зчленування колиски з рамою, стало можливим замінити контакт по лінії між навантаженими вузлами та елементами кантувача на контакти по поверхням, що дозволило зменшити контактні напруги, підвищити довговічність взаємодіючих між собою деталей передавального механізму та збільшити довговічність кантувача металургійних ковшів. Виключення з вищевказаної сукупності відмітних ознак хоча б одної не забезпечує досягнення технічного результату. Корисна модель, що заявляється, промислово застосована, тому що її те хнологічне і технічне виконання не викликає складностей, наприклад, в умовах ЗАО «НКМЗ». З використанням цього рішення виконаний ескізний проект для мартенівського цеху ЗАТ «НКМЗ». Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображене наступне: Фіг.1 - поперечний розріз по кантувачу металургійних ковшів; Фіг.2 - розріз А-А по Фіг.1; Фіг.3 - кінематична схема кантувача металургійних ковшів у ви хідному положенні і при куті повороту до 90°; 7 36283 Фіг.4 - кінематична схема кантувача металургійних ковшів при куті повороту понад 90° і при куті повороту 180°. До складу кантувача металургійних ковшів входить поворотна рама 1, яка встановлена з можливістю обертання відносно стійкий 2. Рама 1 жорстко зчленована з валами 3, розміщеними із двох боків від її осі, і шарнірно зв'язаними зі стійками 2. Один з валів 3 рами 1 з'єднаний через муфту із приводом обертання 4. Рама 1 у середній частині має розширення з отвором, діаметр якого перевищує діаметр нижньої частини ковша (в обсяг захисту не входить, на кресленні показаний тонко). З боків рама 1 має виступи, у яких встановлені приймальні колиски 5 для цапф ковша. Колиска 5 виконана із криволінійними пазами, призначеними для розміщення цапф ковша. Вісь кожної колиски 5 шарнірно зчленована з рамою 1. Кожна колиска 5 з'єднана з передавальним механізмом, призначеним для її обертання відносно рами 1. Передавальний механізм структурно являє собою здвоєний шарнірний важільний паралелограм, що складається із двоплечого важеля 6, шатуна 7, повідця 8. Одна вісь двоплечого важеля 6 шарнірно зчленована зі стійкою 2, дві інші його осі шарнірно зчленовані відповідно із шатуном 7 і повідцем 8. Шатун 7 своєю другою віссю жорстко зчленований з віссю колиски 5, завдяки чому вісь колиски 5 одночасно є шарнірним зчленуванням шатуна 7 з рамою 1. Друга вісь повідця 8 так само шарнірно зчленована з рамою 1. Робота кантувача відбувається наступним чином. Рама 1 встановлюється у вихідне положення, так що отвір у її середній частині розташовується горизонтально. Ківш цеховим краном опускається на раму 1, при цьому цапфи ковша лягають у криволінійні пази колиски 5, а нижня частина ковша розташовується у отворі середньої частини рами 1, у якому він встановлюється із зазором. Потім вмикають привод 4, який через вали 3 надає рамі 1 обертового руху. При обертанні рами 1, зазор між ковшем і отвором у рамі 1 вибирається з одного боку, і рама 1 обертає ківш відносно його цапф. При цьому колиски 5 підтримують ківш за цапфи, які провертаються у пазах колисок 5. У свою чергу 8 кожна колиска 5 з пазом зберігає своє вертикальне положення завдяки власному обертанню відносно рами 1, спрямованому протилежно напрямку обертання рами 1. Обертання колисці 5 від привода 4 відносно рами 1 передається через раму 1, шатун 7 і двоплечий важіль 6 шарнірного паралелограма. При цьому під час обертання рами 1 з кожного боку шатун 7 здійснює поступальний рух відносно стійки 2, оскільки є ланкою паралелограма, але відносно рами 1 шатун 7 провертається на кут, що відповідає куту повороту рами 1, а напрямок обертання шатуна 7 протилежний її обертанню. Завдяки жорсткому зчленуванню колиски 5 із шатуном 7, вона також виконує поступальний рух відносно стійки 2 і обертовий рух відносно рами 1. Таким чином, при обертанні рами 1, колиска 5 з пазом завжди залишається у вертикальному положенні, що дозволяє утримувати ківш на цапфах у вертикальному положенні. Повідець 8, шарнірно зчленований з рамою 1 і двоплечим важелем 6, є пасивною ланкою паралелограма, яка усуває невизначеність руху шатуна 7, коли рама 1 повернена на кут 90°, при якому осі ланок паралелограма лежать на одній лінії, вісь шатуна 7, вісь, що проходить через центр вала 3 рами 1 і шарнірного зчленування шатуна 7 з рамою 1 і вісь, що проходить через центр шарнірного зчленування шатуна 7 із двоплечим важелем 6 і шарнірного зчленування двоплечого важеля 6 зі стійкою 2. Із цієї причини при переході через кут 90° рух шатуна 7 може перейти з поступального руху у складний пласко паралельний рух, що поруши ть у цілому кінематику кантування ковша. Але завдяки тому, що осі ланок паралелограма, утвореного повідцем 8, двоплечим важелем 6 і поворотною рамою 1, не лежать на одній лінії при куті 90°, повідець 8 завжди при збільшенні кута кантування ковша більше 90° спрямовує шатун 7 по завданій траєкторії. Аналогічним чином здійснюється робота механізму при поверненні рами 1 у вихідне положення. Із усього вищевикладеного видно, що виконання кантувача металургійних ковшів відповідно до формули корисної моделі дозволяє знизити контактні напруги в елементах і вузлах, що сприяє підвищенню довговічності взаємодіючих елементів і підвищує довговічність механізму в цілому. 9 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 36283 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601