[发明专利]用于高炉无料钟炉顶布料器的同步齿轮直接传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高炉无料钟炉顶布料器的同步齿轮直接传动装置，属于冶金设备技术领域。

背景技术

钢铁冶金技术及行业是一个国家实现工业化、进入发达社会的基础，也是一个国家工业化程度的重要标志，同时它也是一个对国家的环境和能源状态有重要影响的行业，因此，它的发展状态将对国家和人们的生活质量有最直接的影响。高炉炉顶布料装置是钢铁冶金技术的重要设备；在高炉冶炼生铁的过程中，需要在与大气隔绝的状况下源源不断地把炉料加到炉膛内，将按要求合理地分布在料面上，就可以形成需要的料面形状和炉喉径向矿焦厚度(矿焦比)分布；因此，对炉顶加料设备的布料性能和可靠性提出了很高的要求；早期的布料设备都为有料钟炉顶，如双钟式、三钟式、四钟和钟阀式炉顶，但存在有密封不可靠、大钟重量大、布料面的形状难以控制、设备维修复杂、使用寿命较短等主要问题。从上世纪70年代起，出现了无料钟炉顶，即采用旋转式布料器，这为高炉操作带来了新的方式，很快遍及世界各地，从发展趋势来看，对于大型高炉，无料钟炉顶将取代有料钟炉顶，在钢铁冶金技术中占据重要的位置。

目前，所采用的高炉无料钟炉顶布料装置主要有以下几类，主要特征为：

(1)基于行星齿轮的双电机系统，主旋转与倾动这两种运动都是通过行星齿轮来进行叠加的，具有运行平稳、回转环受力均匀、可靠性比较高等特点；机构比较复杂，行星齿轮的受力较大，磨损严重，必须使用双电机来进行联动，倾动所需的驱动功率较大，耗能较大。

(2)基于差动的双电机系统，采用双电机分别驱动主旋转回转环和倾动回转环，通过两个回转环的差动来实现倾动，对差动的控制有很高的要求，必须使用双电机来进行联动，倾动所需的驱动功率较大，耗能较大。

(3)基于杠杆的回转环升降系统，倾动回转环的升降运动可以采用电机驱动，或采用液压系统来实现，但需要同步装置或控制系统来协同下压回转环的升降运动；由于布料器的垂直空间的限制，杠杆垂直运动的行程非常有限，因此杠杆的受力较大，杠杆与回转环之间的接触磨损严重，运行不平稳；运行时需采用双动力(双电机)系统，所需的驱动功率较大，耗能较大。

中国专利公开(CN101328527A)公开了一种“用于高炉无料钟炉顶布料器的变速器式双系统传动装置”，该装置采用了同步器和三个拨叉头来控制两种状态的工作方式，通过无极变速器来调节主旋转轴和倾动轴的速比。其中采用的同步器类似于广泛用于汽车变速箱的部件，结构较为复杂，包含同步环、同步体、同步器卡簧、挡齿套等部件，在工作时需要用同步环将两级传动齿轮的转速先同步之后再结合。并且采用的无级变速器依靠定锥盘和动锥盘之间的金属带摩擦力进行传动，效率较低，所传递力矩受到限制，若力矩过大则有打滑的可能性。

研究高效、节能、可靠性高的高炉无料钟炉顶布料器是目前的一个重要攻关方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种用于高炉无料钟炉顶布料器同步齿轮直接传动装置，使其不仅具有系统结构简单、生产成本和制造难度降低、使用寿命长等特点，而且传力效果更好，可靠性进一步提高。

本发明的技术方案如下：

一种用于高炉无料钟炉顶布料器的同步齿轮直接传动装置，含有主旋转电机1，主旋转减速齿轮对，主旋转驱动轴11，主旋转传入齿轮12，倾动电机13，倾动减速齿轮，倾动驱动轴23以及倾动传入齿轮24，其特征在于：所述的同步齿轮直接传动装置还包括设置在主旋转轴和倾动驱动轴之间的同步齿轮传动机构，分别设置在所述主旋转轴和倾动驱动轴上的主旋转齿套咬合机构和倾动咬合机构，以及控制咬合和分离的拨叉机构；所述的同步齿轮传动机构由主旋转轴套筒齿轮10、反向齿轮26、反向齿轮轴25和倾动轴联结齿轮22组成，主旋转轴套筒齿轮通过轴承安装在主旋转轴上；所述的主旋转齿套咬合机构由主旋转齿套咬合机构第一齿轮5、主旋转咬合齿套6和主旋转齿套咬合机构第二齿轮7组成，该第二齿轮与主旋转轴套筒齿轮10固连；倾动咬合机构由倾动咬合齿套19、倾动咬合第一齿轮20和倾动咬合第二齿轮21组成，所述的倾动咬合第一齿轮20与倾动轴套筒齿轮16固连，倾动轴套筒齿轮通过轴承安装在倾动驱动轴上，并与倾动减速齿轮15啮合；所述的拨叉机构由第一拨叉头27、第二拨叉头28、拨叉连杆29和拨叉控制器30组成。

上述技术方案中，所述的主旋转齿套咬合机构第二齿轮7与主旋转轴套筒齿轮10采用一体式连接结构；所述的倾动咬合第一齿轮20与倾动轴套筒齿轮16采用一体式连接结构。