6t感應爐溜槽烘烤機構改造

張云輝

1.感應爐溜槽烘烤機構

圖1所示為一感應爐溜槽烘烤機構，溜槽放置平臺和支撐架均為固定，油缸工作使翻蓋繞支撐架轉動。溜槽加熱的前期工序為：油缸活塞桿收縮，翻蓋作順時針翻轉90°，將溜槽放置于平臺上，再將襯套放于溜槽上（因溜槽不能近距離被高溫火焰烘烤，利用襯套使溜槽與燒嘴處噴出的火焰有一段安全距離，又不浪費能源），然后油缸活塞桿外伸，翻蓋作逆時針翻轉90°，進入加熱烘烤階段。烘烤好的溜槽取用工序為：翻蓋順時針翻轉90°，取出襯套，再取出溜槽。將溜槽安置好后，進行下一個溜槽的烘烤。該機構存在如下問題：①整個加熱過程工序較多，且襯套和溜槽的移動均需用行車配合操作人員吊取，加大了工作量；②在取用烘烤好的溜槽與放置新溜槽時，襯套置于地面上，熱量散失較快，浪費了熱能。③襯套和溜槽的位置離翻蓋和支撐架極近，行車工操作的空間小，操作難度相對較大。

2.改造分析與措施

針對上述溜槽烘烤機構存在的問題，如圖2所示，將翻蓋與支撐架固定在一起，去掉圖1中的油缸（將其作為溜槽放置平臺平移的驅動元件，未在圖2中示出），將襯套與翻蓋固定成一個整體，溜槽放置平臺改為平移小車形式。當溜槽與襯套的距離越接近零時加熱時的熱量損失最少，但這種情況下較難保證溜槽順利被小車運到襯套正下方，因此先讓溜槽和襯套在垂直方向存在一定的距離（初設80mm），待小車到達襯套正下方時再升高到需要的位置，進行加熱烘烤。該溜槽烘烤機構改造的重點為溜槽放置平臺的升降（平臺平移利用圖1中的油缸實現，不做詳細闡述）。

（1）根據溜槽的尺寸確定放置平臺的尺寸。因為原溜槽放置平臺為固定，所以放置平臺的平面尺寸與溜槽的底面尺寸一致，為寬500mm、長1800mm。而改造后的溜槽放置平臺為小車，需作平移運動，平臺平面尺寸要大于溜槽底面，移動時才能保證穩定，所以取平臺平面尺寸為寬600mm、長2000mm。

（2）平臺升降方式有機械式和液壓式，對比分析如下：①如圖3所示的機械式升降，在平臺的四個角分別安裝一套絲杠螺紋組合的升降機構，通過旋轉絲杠，實現平臺的升降。用該方式升降時需四個人同時旋轉絲杠方可使平臺平行于小車平面升降，否則溜槽將傾斜。使用麻煩，效果不佳。②如圖4所示的液壓式升降，一般采用由連桿組成的兩組“剪刀叉”構成升降機構（平面圖只示出一組“剪刀叉”），連桿較長容易變形；另外，當油缸上升時，滾輪向右移動，平臺左側懸空，整體不具有對稱性，受力不均，影響使用效果。為此將兩組“剪刀叉”分成四組（圖5）均布在油缸兩側，由連桿2通過軸與油缸連接組成一套升降機構。擋塊擋住滾輪，防止平臺因自重向下運動而撞擊油缸。連桿1、連桿2、軸及油缸均用鉸鏈連接，可轉動。工作時油缸升降帶動連桿2上下移動，繼而帶動軸在垂直方向和水平方向產生位移，“剪刀叉”的角度發生同樣變化，滾輪均作水平直線運動，平臺實現升降動作，圖5中虛線圖形為平臺上升后的狀況。該液壓式升降機構具有如下優點：①兩組改四組的“剪刀叉”連桿長度大大縮短，不易變形；②鉸鏈靠近平臺中部，且由鉸鏈和滾輪產生的支撐點多，使平臺受力變形小；③只需使用一個油缸，可以很好地保證升降機構動作的同步性，平臺升降時不會出現傾斜現象，溜槽可平穩升降；④連桿機構以油缸為界呈對稱分布，保證平臺均勻的承受溜槽的重力；⑤結構簡單，零件便于加工，安裝方便。

通過上述分析比較，決定改造采用液壓式升降形式。升降油缸利用了車間其他改造項目中拆下的舊油缸，型號HSG.F-80/40-1111-180，經分析其性能滿足改造要求。根據油缸和平臺的尺寸以及盡可能減少平臺變形，取油缸兩側鉸鏈的中心距為440mm。原機構中襯套高400mm，溜槽高400mm，翻蓋距地面為1700mm（可在安裝時調整翻蓋位置來滿足其他的高度要求），取平臺與小車的初始距離為400mm，小車車輪直徑根據強度計算取120mm。在滿足強度要求下所有連桿截面尺寸為80mm×20mm,鉸鏈孔中心距小車平面高80mm,為使平臺升降平穩，所有連桿1均一樣長，故滾輪半徑取80mm（以上參數均可根據實際要求自由取定）。根據上述參數計算，連桿1兩端之孔的中心距為646.22mm，取646mm，通過作圖得出連桿2兩端之孔的中心距為529.91mm，取為530mm。連桿2一端與軸連接好，調節油缸活塞桿露出部分高度可與連桿2另一端連接，故連桿2長度合理。經強度計算，并圓整后取軸和鉸鏈銷直徑為40mm。對該液壓式升降機構進行了三維仿真建模，結果表明連桿機構均同步動作，平臺平穩升降，方案可行。

液壓式升降機構安裝好后重新調整擋塊的位置，使初始狀態時平臺上表面距溜槽底面為80mm，并在擋塊處設置油缸下降限位。驅動油缸上升使平臺上表面距溜槽底面達到合適位置時，油缸停止動作，在此時滾輪靠鉸鏈方向的位置安裝油缸上升限位。

3.使用效果

減少了爐前操作人員及行車工的工作量；行車工操作空間大，提高了工作效率；襯套固定于溫度較高的翻蓋上，減少了熱量損失節約了能源；四組“剪刀叉”連桿機構較好地解決窄而長的平臺升降問題，較好地保證了多缸驅動的同步性；就地取材，改造費用低。使用表明6t感應爐溜槽烘烤機構改造效果良好。W 11.12-26