倾动装置中二次减速机与扭力杆的一种连接结构

陈青萍

（太原重工股份有限公司齿轮传动分公司， 山西 太原 030024）

引言

倾动装置是用于氧气顶吹转炉炼钢设备中炉体的平稳倾动及准确定位，并完成转炉兑铁水、出钢、加料和修炉等一系列工艺操作，是实现转炉炼钢正常生产的关键设备之一。倾动装置的工作特点是：低速、重载、大速比、启动和制动频繁、工作条件恶劣等。倾动装置采用全悬挂多点啮合柔性驱动装置，具有传动平稳、性能先进、安全可靠等特点。倾动装置是由四个一次减速机和一个二次减速机组成，四点啮合共同驱动二次减速机中的大齿轮，二次减速机悬挂于耳轴，驱动转炉倾动旋转工作。对于全悬挂式转炉倾动装置，为了防止悬挂在耳轴上的传动装置绕耳轴转动，必须设有扭力杆装置，二次减速机与扭力杆装置通过上下部连接座连接，通过扭力杆的弹性变形将载荷传递到基础。传动装置中二次减速机与扭力杆的连接结构是全悬挂式转炉倾动装置的关键组成部分，在转炉炼钢过程中，倾动装置承受极大的倾动力矩，因而二次减速机与扭力杆的连接结构和自身的安全可靠性决定了扭力杆倾动装置能否充分发挥其抗扭和缓冲系统的作用。

1 传统用的倾动装置扭力杆连接结构特点

传统用的倾动装置二次减速机与扭力杆的连接结构，见图1、图2、图3、图4，图2中二次减速机箱体（Ⅰ）两侧的立板（3）通过销轴（7）关节轴承（8）与上部连接座（9）铰接，上部连接座（9）通过螺栓（10）螺母（11）与下部连接座（13）连接，下部连接座（13）通过销轴（7）关节轴承（8）与曲柄（12）铰接，曲柄（12）与扭力杆（Ⅱ）连接。其工作原理是：倾动装置承受极大的倾动力矩，图2二次减速机箱体（Ⅰ）下部两立板（3）将力矩转变为拉压载荷，上、下部连接座、销轴、关节轴承、曲柄、扭力杆构成连杆结构，在拉压载荷的作用下，产生扭矩，再通过扭力杆产生的弹性变形来吸收能量，从而起缓冲作用。传统的倾动装置存在的不足是：一是图3二次减速机箱体两端的立板（3），焊接时两侧有面板（1）和（4）遮挡，空间狭窄，这给焊接、检测带来了不便，其焊接质量难以保证，见图3；二是关节轴承裸露在外，容易浸入灰尘；三是销轴长期承受冲击载荷的作用，严重变形，检修时关节轴承不易拆卸（如下页图4所示）。

图1 原结构的装配主视图

图2 原结构的装配剖视图

图3 原结构二次减速机下箱体的连接立板焊接放大图

图4 原结构的销轴装配放大图

2 改造后的倾动装置扭力杆连接结构

新的连接结构通过如下方式实现：

如图5、图6所示，二次减速机下箱体（Ⅰ）的连接立板（3）插入箱体横板（2）内，以U型坡口焊接；见图7所示，连接立板（3）上的孔内装有关节轴承（8），其外圈用透盖（6）轴向定位，内孔插入销轴（7），其内圈用轴套（16）和上部连接座（9）轴向定位，销轴（7）两端装有弹性锥套（17），弹性锥套（17）与上部连接座（9）连接，上部连接座（9）与下部连接座（13）通过螺栓连接，下部连接座（13）又以同样的方式与曲柄(12)连接，两曲柄与扭力杆(Ⅱ)以过盈方式连接，将力能传递到扭力杆，扭力杆通过轴承座（Ⅲ）将力能传递到基础。销轴（7）和关节轴承(8)及上部连接座（9）、下部连接座（13）分别构成铰接结构。

二次减速机下箱体的连接立板插入箱体横板内，横板与立板焊接处开U型坡口，有足够的空间可以施焊、检测，充分保证连接立板的焊接强度。轴套（16）与透盖（5）构成迷宫装置，可以阻止灰尘直接进入轴承，也可以起到密封作用。销轴（7）两边带锥度，通过弹性锥套（17）与上部连接座（9）或下部连接座（13）连接，两端用轴端挡板（14）轴向固定，拆卸时将两端轴端挡板去掉，弹性锥套（17）自动收缩复位，便于拆卸（如图8所示）。

图5 实用新型结构的装配主视图

图6 实用新型的装配剖视图

图7 实用新型二次减速机下箱体的连接立板焊接放大图

图8 实用新型销轴装配放大图

3 结语

改造后的二次减速机与扭力杆的连接结构，解决了二次减速机箱体两端立板焊接质量难以保证的问题，解决了关节轴承的防尘和密封问题，也解决了关节轴承拆卸困难的问题。改造后的新结构强度易保证，安全可靠，加工容易，安装维护方便，可广泛用于转炉倾动装置中。