炼钢摇转炉并联倾动机构手动液控装置的制作方法

本发明属于机器人领域，特别涉及是一种炼钢摇转炉倾动机构的控制装置。

背景技术：

炼钢转炉与氧枪吹炼结合是目前国内外炼钢的主要设备之一。目前国内外现有炼钢转炉多采用一自由度倾动机械设备通过托圈驱动转炉倾动。倾动机械设备采用多台交流变频电动机驱动，多台电动机采用多点啮合全悬挂形式，通过扭力杆装置进行力矩平衡。1994，1995年奥地利钢铁联合企业阿尔帕工业设备制造公司申请两项中国发明专利，分别为倾动式转炉CN1084569和炼钢用转炉CN1100145。2001，2002年德国SMS迪马格股份公司申请两项中国发明专利，分别为转炉设备CN1282379和转炉传动装置CN1553965。2000年冶金工业部武汉钢铁设计研究院申请中国发明专利CN1259580，自动平衡转炉倾动转矩的系统。1996年周冠五申请中国发明专利CN1125256，可换式转炉。由于这类倾动机械设备只有一自由度倾动，换向倾动冲击力矩很大，炉内铁水与合金材料混匀性能较差，脱(氢、磷、碳、硫、气)和去除杂质能力较差，长期受单自由度倾动钢水冲刷，转炉炉衬寿命较短。为克服上述炼钢转炉倾动装置的不足，2016年中国授权发明专利CN104017935B公布了一种三自由度炼钢摇转炉并联倾动机构，旨在实现炼钢炉多方位摇转，有效减小驱动转炉及钢水大偏心大质量频繁换转向的冲击载荷，改善炉内钢水搅动混匀性能，提高脱(碳、硫、磷、氢、气)和去除杂质的能力，提高炉衬寿命，满足精炼优质钢的工艺需求。

2016年发明授权CN104049566B公开一种转炉倾动安全的电气传动控制方法，由倾动角度编码器和四台倾动电机速度编码器相互验证，通过PLC获取这编码器信息，进行监控和判别，防止转炉倾动由于编码器出现故障对系统产生影响。2013年发明授权CN102061355B公开一种转炉倾动控制装置和方法，用第一控制器、第一继电器、第二控制器和调速装置控制调速装置的启动或关闭。2016年发明授权CN104018794B公开一种动力钳导轨移动式液控挡销复位装置，通过移送液缸推动齿条摆动式油缸上的齿条与复位齿轮轴上的齿轮啮合，再使齿条摆动式油缸推动复位齿轮轴转向，从而达到远程液压控制的目的。2015年发明授权CN103640974B公开一种船用起重机远程液压控制系统，油泵的输出端通过电磁换向阀与比例多路阀连接，比例多路阀的输出端分别连接有起升装置、变幅油缸、伸缩油缸和回转装置。2013年发明授权CN102085851B公开多级伸缩机构顺序控制装置及包括该装置的工程设备，提供了一种多级伸缩机构顺序控制装置。2013年日本发明授权CN101561044B公示一种液压控制系统，该液压控制系统包括能够在从换档液压控制阀输出的液压力和主压力(PL)之间切换被提供给初级带轮的液压力的故障安全阀。目前的炼钢转炉都是一自由度倾动机构，其换向倾动冲击力矩大，炉内铁水与合金材料混匀性能较差，脱(氢、磷、碳、硫、气)和去除杂质能力较差，转炉炉衬寿命较短。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、操控容易、能够减小倾动冲击力矩、精炼优质钢和提高炉衬寿命的炼钢摇转炉并联倾动机构手动液控装置。

本发明包括机座、动台、手柄、横轴、三个结构相同的RPR型直线分支、T型轴和三个结构相同的常规三位四通液压换向阀；其中三个RPR型直线分支在机座与动平台之间圆周均布；所述动台为正三角形平板，在两个角的顶角处设有平行于该边且与动台共面的长通孔，在另一个角的顶角处设有平行该边且与动台共面的短通孔；所述手柄与动台中心垂直固连，所述横轴两端设有相互平行且垂直横轴的两个通孔，该横轴中部与动台的长通孔转动副联接；所述机座为正三角形平板，在其一边的两端和该边对顶角处分别设有垂直该边且与机座共面的三个通孔；所述RPR型直线分支上、下端设有相互平行且正交该直线分支的两个通孔，两个RPR型直线分支的两端分别与横轴两端的通孔和机座一边的两端通孔通过相互平行的销轴转动副联接；所述T型轴包括相互垂直的长轴和短轴，其长轴与机座另一个通孔转动副联接，其短轴与另一RPR型直线分支一端通孔转动副联接，该RPR型直线分支另一端通孔与动台的短通孔通过销轴转动副联接。RPR型直线分支包括活塞杆组件和缸杆组件，所述活塞杆组件包括活塞杆和球体，球体设有与球心相交的通孔，活塞杆上、下端分别设有凸台和活塞，凸台上端设有垂直活塞杆的通孔，凸台中部设有凹球面通孔，凸台下端与活塞杆上端固连；球体与凹球面通孔球副联接；所述缸杆组件包括下弹簧圆板、两个横销、圆环、上弹簧和缸杆；缸杆外形为方柱体，缸杆内部轴向设有一端带通孔、另一端密封的圆柱空腔，中部设有两个垂直偏心穿过圆柱空腔的横销，缸杆下端设有垂直缸杆的通孔；上弹簧、圆环、圆板、下弹簧均设在缸杆圆柱空腔内；活塞杆下端穿过缸杆上端通孔、上弹簧、圆环和两个横销与活塞固连；上弹簧一端抵在缸杆空腔上端面，另一端抵在圆环上面；圆环下面抵在两个横销的上侧面，圆板上面抵在两个横销的下侧面；下弹簧一端抵在圆板下端面，另一端抵在圆柱空腔下端面；常规三位四通液压换向阀的底座和摆杆分别与缸杆外侧固连和与上述球体通孔圆柱副联接。

手动操作该液控装置，可以同步协调改变三个RPR型直线分支的长度，该分支伸长时，活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄向上摆动，接通炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸的进油路，同时活塞杆带动活塞提升圆环压缩上弹簧；该分支缩短时，活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄向下摆动，接通炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸回油路，同时活塞杆带动活塞推压圆板压缩下弹簧。该分支复位时，在上、下弹簧共同压力下活塞位于两个横销之间，同时活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄摆动，关闭炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸油路。这样可以控制与该手动液控装置同构型的炼钢摇转炉液动并联倾动机构的同步摇转。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、手动并联机构协调控制三个液压换向阀，结构紧凑，操控容易。

2、炼钢摇转炉并联液压倾动机构与手动并联机构成比例放大，并联液压倾动机构的运动与手动形式同步，用液压缸驱动，结构紧凑，承载力大。

3、通过被控液压系统同步驱动多方位摇转动方式混匀炉内铁水与合金，减小倾动冲击力矩，精炼优质钢和提高炉衬寿命。

附图说明

图1是本发明的立体示意简图。

图2是本发明的RPR型直线分支剖视图。

图3是本发明的液压控制系统图。

图中：1-机座、2-动台、3-RPR型直线分支、3-1-下弹簧、3-2-圆板、3-3-横销、3-4-圆环、3-5-上弹簧、3-6-缸杆、3-7-活塞杆、3-8-球体、3-9-凸台、4-横轴、5-T型轴、6–销轴、7-手柄、8-摆杆式三位四通换向阀、8-1-换向阀摆杆、9-摆杆式三位四通换向阀、10-摆杆式三位四通换向阀、11-过滤器、12-油泵、13-溢流阀、14-单向阀、15-节流阀、16-摇转炉并联倾动机构液压驱动缸、17-单向阀、18-节流阀、19-摇转炉并联倾动机构液压驱动缸、20--单向阀、21-节流阀、22-摇转炉并联倾动机构液压驱动缸。

具体实施方式

在图1所示的炼钢摇转炉并联倾动机构手动液控装置示意图中，三个RPR型直线分支3在机座1与动台2之间圆周均布；所述动台为正三角形平板，在两个角的顶角处设有平行于该边且与动台共面的长通孔，在另一个角的顶角处设有平行该边且与动台共面的短通孔；手柄7与动台中心垂直固连，横轴4两端设有相互平行且垂直横轴的两个通孔，该横轴中部与动台的长通孔转动副联接；所述机座为正三角形平板，在其一边的两端和该边对顶角处分别设有垂直该边且与机座共面的三个通孔；所述RPR型直线分支上、下端设有相互平行且正交该直线分支的两个通孔，两个RPR型直线分支的两端分别与横轴两端的通孔和机座一边的两端通孔通过相互平行的销轴6转动副联接；T型轴5包括相互垂直的长轴和短轴，其长轴与机座另一个通孔转动副联接，其短轴与另一RPR型直线分支一端通孔转动副联接，该RPR型直线分支另一端通孔与动台的短通孔通过销轴转动副联接；

如图2所示，RPR型直线分支包括活塞杆组件和缸杆组件，活塞杆组件包括活塞杆3-7和球体3-8，球体设有与球心相交的通孔，活塞杆上、下端分别设有凸台3-9和活塞，凸台上端设有垂直活塞杆的通孔，凸台中部设有凹球面通孔，凸台下端与活塞杆上端固连；球体与凹球面通孔球副联接；缸杆组件包括下弹簧3-1圆板3-2、两个横销3-3、圆环3-4、上弹簧3-5和缸杆3-6；缸杆外形为方柱体，缸杆内部轴向设有一端带通孔、另一端密封的圆柱空腔，中部设有两个垂直偏心穿过圆柱空腔的横销，缸杆下端设有垂直缸杆的通孔；上弹簧、圆环、圆板、下弹簧均设在缸杆圆柱空腔内；活塞杆下端穿过缸杆上端通孔、上弹簧、圆环和两个横销与活塞固连；上弹簧一端抵在缸杆空腔上端面，另一端抵在圆环上面；圆环下面抵在两个横销的上侧面，圆板上面抵在两个横销的下侧面；下弹簧一端抵在圆板下端面，另一端抵在圆柱空腔下端面；常规三位四通液压换向阀的底座和摆杆8-1分别与缸杆外侧固连和与上述球体通孔圆柱副联接。

手动操作该液控装置，可以同步协调改变三个RPR型直线分支的长度，该分支伸长时，活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄向上摆动，接通炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸的进油路，同时活塞杆带动活塞提升圆环压缩上弹簧；该分支缩短时，活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄向下摆动，接通炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸回油路，同时活塞杆带动活塞推压圆板压缩下弹簧。该分支复位时，在上、下弹簧共同压力下活塞位于两个横销之间，同时活塞杆带动球体驱动液压换向阀手柄摆动，关闭炼钢摇转炉并联倾动机构对应油缸油路。这样可以控制与该手动液控装置同构型的炼钢摇转炉液动并联倾动机构的同步摇转。

本发明的三位四通换向阀比二位四通换向阀多一个中位机能，能起到四个油口相互封闭的状态。液压控制系统原理如图3所示：

当摆杆式三位四通换向阀(简称换向阀)8、9、10右位工作时，通过过滤器11液压泵12提供压力油经换向阀，液控单向阀14、17、20和单向节流阀15、18、21(此时呈单向阀状态)分别进入液压缸16、19、22的下腔，推动活塞向上运动，液压缸的上腔的液压油经换向阀回油箱；当换向阀左位工作时，液压泵提供压力油经换向阀进入液压缸的上腔，推动活塞向下运动，液压缸的下腔的液压油经单向节流阀(此时呈节流阀状态)、液控单向阀(因有液压油而反向开启)及手动换向阀回油箱。当换向阀中位工作时，此时，液控单向阀反向密封性好，液压缸能够长时间停止不动。

这种回路可使活塞下降速度稳定，且不受载荷大小的影响，适用于平衡质量变化较大且活塞闭锁要求较高的液压机械中，如常作剪切机剪刀缸、叉车举升液压缸等的平衡回路。需要注意的是：活塞下行速度的平稳程度由单向节流阀来控制。由于液控单向阀是锥面密封，泄露量极小，故这种平衡回路锁定性好，工作可靠。