爐頂設(shè)備是高爐生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,用于裝入原材料,合理分布爐內(nèi),起到爐頂密封的作用。有兩種類型的串聯(lián)罐和并聯(lián)罐。包鋼煉鐵廠的高爐爐頂設(shè)備均采用并聯(lián)罐式。并聯(lián)罐式無料鐘爐頂設(shè)備由給料漏斗、給料罐、上下密封閥、給料流調(diào)節(jié)閥、驅(qū)動(dòng)裝置、氣密箱、布料槽組成。稱重罐上設(shè)有上密封閥,稱重罐內(nèi)爐料裝入高爐時(shí)可密封高爐內(nèi)氣體,是保證爐頂密封氣體的關(guān)鍵設(shè)備。
1 上密封閥結(jié)構(gòu)及工作原理
上密封閥結(jié)構(gòu):由閥板、閥座、密封圈和驅(qū)動(dòng)裝置組成。
工作原理:上密封閥的開啟和關(guān)閉由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)閥板旋轉(zhuǎn)。當(dāng)罐排出壓力時(shí),上密封閥板打開,爐料通過上密封閥通過上密封閥進(jìn)入罐。當(dāng)罐停止裝載時(shí),上密封閥板關(guān)閉并密封罐,以確保高爐的高壓運(yùn)行。為保證閥板與閥座的密封,在閥座壓頭與密封圈接觸面上堆放硬合金,閥板上的密封圈采用硅橡膠密封圈。
2 上密封閥規(guī)格
2.1 上密封閥的規(guī)格
上密封閥直徑:DN為940mm;
工作壓力:0.25MPa;
旋轉(zhuǎn)角:0°~100°。
3 驅(qū)動(dòng)裝置
驅(qū)動(dòng)裝置由油缸、曲柄、軸、杠桿、閥板組成,見圖1。
圖1
3.1 油缸的選擇
油缸型號(hào):Y-HG1-100/56×500-LE1-HL10
3.2 軸的設(shè)計(jì)
3.2.1 選擇軸的材料1
選取40Cr合金鋼,調(diào)質(zhì)處理,允許疲勞應(yīng)力σ-1]為177~213MPa。
3.2.2
(1)畫軸空間應(yīng)力簡圖(圖2-a)
圖2 應(yīng)力分析圖
(2)水平面彎矩MH圖(圖2-b)
計(jì)算:
(3)垂直面彎矩MV圖(圖2-c)
計(jì)算:
(4)合成彎矩圖(圖2)-d)
(5)轉(zhuǎn)矩T圖(圖2-e)
(6)作為量彎矩Me圖(圖2-f)
其中α校正系數(shù)根據(jù)扭應(yīng)力的變化性質(zhì)確定,根據(jù)應(yīng)力脈動(dòng)α取0.7。
(7)計(jì)算危險(xiǎn)截面的軸徑
從彎扭矩圖中獲得,危險(xiǎn)截面在B根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算B處的軸徑可以。
選擇重要軸的小值,取σ-1]=185MPa
由公式:
得:
取根據(jù)選定的軸承型號(hào)dB=130mm符合設(shè)計(jì)要求。
4 結(jié)束語
包鋼煉鐵廠25000m包鋼煉鐵廠23高爐上密封閥#高爐和4#高爐基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,生產(chǎn)維護(hù)方便。自2006年投入使用以來,運(yùn)行穩(wěn)定,滿足了高爐生產(chǎn)工藝的要求,并在其他高爐中得到了推廣和應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第四卷)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.
2蔣玉珍.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
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