棕剛玉傾倒爐傳動機構改造方案及計算

摘要：棕剛玉是一種非常重要工業原料，大多數生產企業冶煉棕剛玉都使用傾倒爐冶煉法。但其也存在著一定的問題，本文就筆者的一些工作經驗對這些問題進行探討。

關鍵詞：棕剛玉 傾倒爐冶煉法 傾倒爐傾倒機構

棕剛玉是以優質鋁礬土為原料，無煙煤，鐵屑，在電弧中經2000度以上高溫熔煉制成，經機械加工粉碎 整形，磁選去鐵，篩分成多種粒度，其質地致密、硬度高，粒形成球狀，適用于制造陶 瓷、樹脂高固結磨具以及研磨、拋光、噴砂、精密鑄造等，還可用于制造高級耐火材料，是一種非常重要工業原料。棕剛玉冶煉屬于礦熱電爐熔煉法，主要有三種冶煉方式：固定爐溶塊法、傾倒爐冶煉法和流放法，由于流放冶煉投資規模大，目前我國主要采用固定爐溶塊法和傾倒爐冶煉法兩種，大多數生產企業使用傾倒爐冶煉法。

上世紀70年代我廠率先使用傾倒爐冶煉法后，作為生產的主要設備傾倒爐，經過幾十年實際生產使用，得到不斷發展和改進，傾倒爐傾倒機構，多采用多級減速機械傳動機構，隨著液壓技術不斷廣泛使用，傾倒爐傾倒機構也開始使用，但是在改造中，爐缸大小、質量以及在傾倒時液體流動等，確定載荷和重心是比較困難的。鑒于此原因，我們可以根據原來機構的原動機和減速器速比進行計算和選擇液壓件，下面，就以7500kva傾倒爐傳動機構改造為例進行探討：

根據設備狀況，將現在使用機械減速機構改造為液壓機構，其有以下特點：1.結構成本低；2.不怕過載，；3.檢修方便，安全可靠。

1.原來機械減速機構設備情況

1.電機 Y132s-4x6 5.5Kw 1440r/min

2.一級減速器 5.5kw 1：187

3.二級減速器 1：60.466

2.扭矩計算

N=9550x電機功率÷電機轉速×傳動比×系數 （ 系數可以0.95～0.95 無計算方便這里按1）

N=404187.14N·m=41243.58kg·m

考慮到油缸夾角問題扭矩增加至60000kg·m

3.油缸力F的計算

F=扭矩N/力距L=60000/0.5=120000kg （力臂按500mm）

4.油缸缸徑D計算

Rx R=F/3.14/P （P液壓壓力25Mpa）

R=12.36cm D=247.2mm 優化 D=250mm

5.油缸工況

1.油缸缸徑D=250mm 活塞桿直徑d=160mm（按油缸返程速比1.66） 油缸行程 S= 750mm

6.油缸頂升速度V=750/2.5=300mm/min

7.系統功率T=F×V=120000×9.8×0.3÷60=5880w =5.88kw

電機選擇：7.5kw 四級電機

8.油泵選型計算

1.系統流量計算

Q=πR2S/t=（3.14/4）×25×25×75÷2.5=14718.75ml/min

R―油缸缸徑cm S―油缸行程cm

t―行程時間min Q―油缸進油量ml/min

2.油泵排量計算與選擇

q=Q/r=14718.75/1460

=10.08ml/r

Q-油缸進油量ml/min r—電機轉速r/min q—油泵排量ml/r

油泵選擇：LY-A2F12高壓柱塞泵

額定壓力Pn=35MPa 最大壓力Pmax=40MPa

溫度-25～80°C 液壓油：40號低凝液壓油 排量：11.6ml/r

9.油缸選擇

根據油缸工況，選擇GHF1-250/160 S=750mm

10.換向閥選擇：

根據流量和使用功能情況，選擇三位四通，O型換向閥，可以選用手動或電磁。

11.扭矩驗算及分析

A扭矩驗算

可以用作圖法得出各個位置的力和力矩

當系統壓力為25MPa時，油缸壓力是120203.125kg，可以用作圖法得出各個位置的力和力矩，然后進行扭矩。

當連桿與豎直方向角度為30°時：T=30850.79kg-m

當連桿與豎直方向角度為60°時：T=51809.20kg-m

當連桿與豎直方向角度為90°時：T=59700.80kg-m

當連桿與豎直方向角度為120°時：T=51897.30kg-m

B分析

連桿與豎直方向角度為30°時，即放置自然位置，爐缸重力產生扭矩基本為零，而油缸此時產生扭矩為30850，79kg-m，完全可以轉動爐缸，在實踐中，爐缸開始轉動時，需要力很小，慢慢增大的，爐缸傾斜90時，即當連桿與豎直方向角度為120°時轉動需要的力最大。其它位置，由于現在用減速器系統為41243.58kg-m，均大于現在用減速器系統扭矩，所以完全可以使爐缸正常轉動，方案可行。

以上是本人在這方面工作中的一點工作體會，可能存在不足之處，敬請指正。