Гідравлічний виконавчий механізм

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ)для перемещения стопора сталеразливочного и промежуточного ковшей. Известен гидравлический исполнительный механизм [1], включающий цилиндрический корпус, внутри которого установлен с возможностью продольного перемещения поршень-шток, торцы корпуса закрыты верхней и нижней крышками, штуцеры для подвода рабочей жидкости в поршневую и штоковую полости корпуса; а на наружном конце поршня-штока и нижней крышке cоответственно закреплены верхнее, выполненное в виде серьги, и нижнее, выполненное в виде зубчатой рейки, крепления. Недостатком "известного гидравлического исполнительного механизма является его низкая надежность и сложность в эксплуатации. Это связано с трудностью закрепления нижнего крепления на сталеразливочном ковше, на котором устанавливаются съемные тиски для фиксации зубчастой рейки. Процесс закрепления и отсоединения исполнительного механизма занимает время, что недопустимо в аварийных ситуациях. Кроме того, в связи со знакопеременной нагрузкой, имеющей место при работе гидравлического исполнительного механизма, тиски расходятся, фиксация реечного зацепления снижается, появляется : люфт, что приводит к ухудшению регулирования расхода жидкого металла. Выполнение верхнего крепления в виде серьги требует для исключения люфта высокоточного изготовления крюка, на который навешивается исполнительный механизм, а также усложняется процесс установки исполнительного механизма на ковше. Исполнительный механизм не имеет индикации положения стопора и сигнализации о сцеплении механизма с креплениями ковша, что затрудняет его применение в системе автоматического регулирования уровня металла в кристаллизаторе. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический исполнительный Механизм [2], включающий корпус с верхней и нижней крышками и штуцерами для подвода рабочей жидкости, поршень-шток, установленный в корпусе с образованием поршневой и штоковой полостей, закрепленный на нижней крышке датчик перемещения, узел крепления штока и нижней крышки, выполненные в виде серьги. Основным недостатком известного гидравлического исполнительного механизма является сложность закрепления его на сталеразливочном ковше, для чего необходимо совместить отверстия креплений на исполнительном механизме с отверстиями, выполненными на креплениях сталеразливочного ковша. Различное расстояние между креплениями сталеразливочного ковша связано со спецификой сборки стопорной пары. Кроме того, такое соединение связано с появлением люфта, что приводит к отклонению расхода жидкого металла от номинального при его регулировании. Затруднено экстренное отсоединение исполнительного механизма от сталеразливочного ковша в аварийных ситуациях. Заявляемое изобретение решает задачу упрощения установки и крепления гидравлического исполнительного механизма на сталеразливочном ковше. Получаемый технический результат заключается в замене-операции совмещения отверстий креплений с последующим закреплением простой установкой исполнительного механизма на сталеразливочном ковше и затяжкой с помощью ручки. Поставленная задача решается тем. что в гидравлическом исполнительном механизме, включающем корпус с верхней и нижней крышками и штуцерами для подвода рабочей жидкости, поршень-шток, установленный в корпусе с образованием поршневой и штоковой полостей, закрепленный на нижней крышке датчик перемещения, узел крепления штока, выполненный в виде серьги, и узел крепления нижней крышки, согласно изобретению, нижнее крепление выполнено в виде захвата, включающего зубчатый держатель, в котором с возможностью осевого перемещения установлена тяга ступенчатая, подпружиненная относительно крышки, с отверстием в ступени большего диаметра для размещения поворотного кулачкового вала, снабженного ручкой привода, а на ступени меньшего диаметра установлена с возможностью осевого перемещения и подпружиненная относительно тяги посредством тарельчатых пружин втулка, при этом серьга верхнего крепления снабжена шаровым подшипником. Для расширения области применения за счет использования исполнительного механизма в системе автоматического регулирования, в нижней крышке установлен конечный выключатель крайнего положения втулки. Выполнение нижнего крепления в виде захвата, установка в верхнее крепление шарового подшипника дает возможность повысить надежность фиксации и улучши ть условия эксплуатации исполнительного механизма в связи с упрощением его закрепления на ковше. Кроме того, наличие датчика перемещения поршня-штока и конечного выключателя крайнего положения втулки дает возможность использовать исполнительный механизм в системе автоматического регулирования, где датчик перемещения используется в качестве датчика обратной связи, а конечный выключатель - для сигнализации о фиксации нижнего крепления к ковшу и возможности перевода системы регулирования в автоматический режим работы. Изобретение поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - общий вид гидравлического исполнительного механизма; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Предлагаемый гидравлический исполнительный механизм включает стальной цилиндрический корпус 1, внутри которого установлен с возможностью продольного перемещения поршень-шток 2. На наружную поверхность с торцов цилиндрического корпуса 1 с помощью резьбы установлены верхняя 3 и нижняя 4 крышки, фиксируемые гайками. Поршень-шток 2 уплотнен в цилиндрическом корпусе 1 двумя резиновыми манжетами 5, а в верхней крышке 3 - резиновой манжетой 6. В верхней крышке 3 установлены направляющая втулка 7 и резиновый грязесъемник 8, прижимаемый к фланцу втулки 7 гайкой 9. Гидравлический исполнительный механизм снабжен верхним и нижним креплениями, предназначенным для его закрепления на сталеразливочном ковше. Верхнее крепление выполнено в виде ввернутой в наружный конец поршня-штока 2 серьги 10 с запрессованным в ней шаровым подшипником 11. Нижнее крепление выполнено в виде захва та, расположенного в нижней крышке 4. Захват состоит из закрепленного винтами на нижней крышке 4 зубчатого держателя 12, в котором установлена с возможностью осевого перемещения ступенчатая тяга 13с отверстием в ступени большего диаметра. В отверстии ступенчатой тяги 13 размещен с возможностью осевого поворота при помощи нижней ручки 14 поворотный кулачковый вал 15. На ступенчатой тяге 13 на ступени меньшего диаметра установлена втулка 16, на которой размещен пакет тарельчатых пружин 17, предварительно сжатый регулировочной гайкой 18. Последняя поджата возвратной пружиной 19, упирающейся в колпак 20. Степень сжатия тарельчатых пружин 17 определяет необходимое усилие сцепления рейки 21, установленной на сталеразливочном ковше, и зубчатого держателя 12 для исключения осевого скольжения между ними. Кроме того, для исключения взаимного поперечного перемещения зубчатого держателя 12 и рейки 21 внутренняя поверхность ступенчатой тяги 13 в поперечном сечении выполнена выпуклой и имеет форму конуса, а в рейке 21 имеется конусное углубление. Нижняя крышка 4 закрывается колпаком 22. Для подвода рабочей жидкости к полостям цилиндрического корпуса 1 служат штуцеры 23 и 24. Для удобства навешивания исполнительного механизма на сталеразливочный ковш и его транспортировки служит закрепленная на верхней крышке 3 верхняя ручка 25. Для получения информации о положении поршня-штока 2, а значит и положении регулирующего органа-стопора, во вн утренней полости поршня- ! штока 2 размещен датчик 26 перемещения, закрепленный на нижней крышке 4. Кроме того, в нижней крышке 4 установлены конечный выключатель 27 положения втулки 16, сигнализирующий о сцеплении .зубчатого держателя 12с рейкой 21, и сигнальная лампа 28, информирующая о возможности подключения исполнительного механизма к системе управления при автоматическом режиме ее работы. Электрическое соединение датчика 26 перемещения, конечного выключателя 27, сигнальной лампы 28 производится через разъем 29, установленный на нижней крышке 4. Работа гидравлического исполнительного механизма осуществляется следующим образом. Сталеразливочный ковш с жидким металлом устанавливают в рабочую позицию. К штуцерам 23 и 24 подсоединяют шланги, а к разъему 29 - электрический кабель. Гидравлический исполнительный механизм при помощи верхнего и нижнего крепления закрепляется на сталеразливочном ковше. Верхним креплением – серьгой 10, исполнительный механизм навешивают на палец, установленный на подвижной части стопорного механизма, а нижнее крепление - захват, входит в зацепление с рейкой 21, установленной на сталеразливочном ковше, для чего переводят нижнюю ручку 14 из верхнего в нижнее положение. Это приводит к повороту закрепленного на нижней ручке 14 поворотного кулачкового вала 15. Поворот последнего приводит к последовательному перемещению влево ступенчатой тяги 13 и втулки 1.6, что приводит к сжатию возвратной пружины 19, а затем, в момент поджатия рейки 21 к зубчатому держателю 12, - тарельчатых пружин 17. Исполнительный механизм закреплен на стопорном механизме сталеразливочного ковша и подготовлен к работе. Для автоматического включения исполнительного механизма в систему управления при его закреплении на стопорном механизме ступенчатую тягу 13 и втулку 16 приводят в левое конечное положение замыкается конечный выключатель 27, подается сигнал о закреплении исполнительного механизма и готовности его к работе. При подводе рабочей жидкости к штуцер у 23 она нагнетается в поршневую полость цилиндрического корпуса 1. и поршень - шток 2 перемещается вверх, открывая стопор. При подаче давления к штуцеру 24 рабочая жидкость поступает в штоковую полость цилиндрического корпуса 1, поршень-шток 2 перемещается вниз, что приводит к закрытию стопора. Положение поршня-штока 2 определяет положение стопора сталеразливочного ковша и фиксируется датчиком 26 перемещения, информация с которого через разъем 29 поступает в систему управления. При использовании гидравлического исполнительного механизма в системе регулирования уровня металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок включение его в работу возможно при загорании сигнальной лампы 28, сигнализирующей о том, что уровень металла в кристаллизаторе находится в зоне измерения датчика уровня. После завершения разливки нижняя ручка 14 переводится из нижнего в верхнее положение, поворачивая поворотный кулачковый вал 15. Последовательно под действием тарельчатых пружин 17 втулка 16 переводится в исходное положение, а под действием возвратной пружины 19 ступенчатая тяга 13 перемещается вправо и выводит из зацепления с рейкой 21, установленной на кожухе сталеразливочного ковша, зубчатый держатель 12. Перемещение втулки 16 вправо приводит к размыканию конечного выключателя 27, и исполнительный механизм отключается от системы управления. Исполнительный механизм снимается со сталеразливочного ковша. Изобретение дает возможность повысить надежность и улучши ть условия эксплуатации гидравлического исполнительного механизма.