转炉炼钢设备结构改进.doc

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转炉炼钢设备结构改进

（1.北京中冶设备研究设计总院有限公司冶炼事业部，北京100029；2.山东省即墨市国土资源局，山东即墨266000）
摘要：本文以150吨转炉设备的工程设计为出发点，介绍了在设计过程中对设备结构进行的技术创新，尤其是倾动装置大齿轮减速箱、托圈、耳轴套等设备的创新改进。经过现场一年多的生产实践表明，所设计改进的转炉炼钢设备在生产过程中运行噪音小，启动平稳，停位准确。
关键词：转炉设备减速箱托圈耳轴套

TechnologyReformationoftheconvertequipmentstructure

Abstract:Thispaperdescribesthetechnologyreformationoftheconvertequipmentstructure,includingthegearboxofthetilting,theconvertloop,thetrunnionsleeveandsoon.Morethanoneyeartimeproductionpracticefromthecompanyshowthattheconvertequipmentafterreformedworkstablywithlittlenoise.
（1.BeijingCentralResearch&DesignInstituteforMetallurgicalEquipmentCorporationLtdofMCCGroup,Departmentof
MetallurgicalEngineering,Beijing100029;2.JimoLandandResourcesBureau,ShandongJimo266000）
Keywords:convertequipment;gearbox;convertloop;trunnionsleeve

1前言
转炉炼钢设备是钢铁企业炼钢厂的核心设备。在我院承建的上海梅山钢厂150吨转炉设备的设计过程中，工程设计人员运用二维画图软件和三维有限元分析软件并与实际工况相结合，对转炉设备结构进行了创新改进，优化了转炉及其倾动装置等设备的结构，使其能够更加安全高效的应用于生产。经过投产后一年多的生产实践证明，我们的改进创新工作对转炉的冶炼运行效果显著，生产率得到提高。
2倾动装置大齿轮减速箱结构改进
本次设计的150吨转炉倾动装置为全悬挂、四点啮合的传动方式。倾动装置的一次和二次减速机连接方式为一台二次减速机同时与四台一次减速机相连，二次减速机的高速轴（输入轴）与一次减速机的输出轴为套轴式连接，即一次减速机的输出轴为空心轴套结构，套入二次减速机的输入轴后用挡盖轴向固定。一次减速机绕二次减速机高速轴的旋转自由度由一次减速机另外一端的支撑轴来加以限制，形成一种带柔性的传动方式，同时避免了一次减速机安装时的超静定问题。工作时，4台变频调速电机通过一次减速机来同时驱动二次减速机正反转工作。
大齿轮减速箱是倾动装置的关键设备之一，倾动大齿轮以及驱动大齿轮的小齿轮都安装在大齿轮减速箱内。它的安全性直接关系到倾动装置的工作状态，这就要求大齿轮减速箱具有较高的强度和刚度，防止破坏和变形。国内钢厂曾出现过大齿轮减速箱因结构刚度差而发生箱体轴向变形从而影响生产的实例。为了避免发生类似事故，保证倾动装置的安全运行，我们在设计过程中需要考虑采取措施保证大齿轮减速箱的强度和刚度。
增大箱体刚度和强度的方法一是增加材料厚度，二是改进设备结构。增加材料厚度的方法会增加设备成本，这是任何厂家都不愿接受的事情，所以本次设计只能考虑改进设备结构的方法。经过讨论分析，我们采用了短应力线结构，即将起轴向定位作用的双列圆锥滚子轴承2、4布置在二次减速机箱体的同一侧，这样就会使应力线（图1中粗黑线，即箱体分布着应力的部分）最短。同时，为了减小箱体的轴向变形，增强箱体刚度，在轴承座圈处腹板外侧增设U形筋板（图2）。在轴承座圈处腹板内侧增设长筋板，其中的一根连接轴承2的座圈与轴承4的座圈【1】。
为了验证设计方案的效果，采用有限元分析软件ANSYS对箱体结构进行了受力分析（图3）。分析结果表明，我们设计的短应力线减速箱箱体结构，在基本不增加设备重量的条件下，箱体强度和刚度有了明显改善，效果显著。投产后现场的实践应用也同时证明了这一点。

1.圆柱滚子轴承：N28/1400，2.双列圆锥滚子轴承：1370KBE1601，
3.圆柱滚子轴承：NU1060C3，4.双列圆锥滚子轴承：971354/102D
1.Cylindricalrollerbearing:N28/14002.Double-rowcircularconerollerbearing:1370KBE1601
3.Cylindrica