Вибір вуглезавантажувальних вагонів при проектуванні коксохімічних заводів

При гідравлічному і пневматичному приводах механізмів шиберів і телескопів для виконання заданого циклу роботи на кожнім бункері встановлюють по двох самостійних привода: один для опускання і підйому телескопа, іншої для відкривання і закривання шибера. Таким чином, на трьох бункерному вагоні для керування шиберами і телескопами повинні бути встановлені шість окремих приводів з відповідною підоймовою системою, а на п'ятьох бункерному вагоні десять. Відповідно кількості приводів у кабіні машиніста встановлюють така ж кількість кранів для керування. Очевидно, що велике число приводів ускладнює експлуатацію й обслуговування таких механізмів.

Нижче приводиться опис кінематичної схеми механізму привода шибера і телескопа. Схема працює від одного привода і забезпечує роздільне керування шибером і телескопом. Кінематична схема забезпечує обов'язкову умову правильної роботи механізму: кожна нова операція починається тільки після повного закінчення попередньої.

Кінематична схема, розроблена конструкторським бюро Коксохіммаша, перевірена в експлуатації і прийнята як типова для всіх вуглезавантажувальних вагонів.

Конструкція і розміри корпуса шибера, циліндричного патрубка і телескопи залишаються без зміни, збільшується тільки довжина шибера на 150 мм. На цю величину переноситься вліво отвір на шибері. На вісь обертання важеля телескопа установлюється на шпонці профільний важіль, по якому котиться завзятий ролик, закріплений на головному важелі механізму. Один кінець головного важеля шарнірно з'єднаний з тягою, що йде до привода механізму, а інший кінець також шарнірно з'єднаний за допомогою ланки із шибером.

На важелі телескопа установлюється контр вантаж з таким розрахунком, щоб телескоп надійно опускався під дією власної ваги.

Буває три положення шибера і телескопа в залежності від положення головного важеля. Положення I (вихідне): шибер закритий, телескоп піднятий вагон може пересуватися. Положення ІІ: телескоп цілком опущений, шибер закритий. Положення III: телескоп цілком опущений, шибер цілком відкритий. У вихідному положенні механізму шибер закритий і знаходиться в крайнім лівому положенні; завзятий ролик притискає профільний важіль і цим утримує телескоп у крайньому верхньому (піднятому) положенні.

З моменту руху головного важеля нагору починає рухатися шибер і одночасно під дією власної ваги опускатися телескоп. При цьому профільний важіль знаходиться в безупинному зіткненні з завзятим роликом, чим забезпечується плавне опускання телескопа.

При повороті головного важеля на визначений кут телескоп цілком опускається. За цей час шибер проходить шлях 150 мм

Тому що шибер подовжений проти старої конструкції на 150 мм і на цю же величину пересунений вліво отвір у шибері, висування його на 150 мм не відкриває проходу для шихти. Відкривання шибера починається тільки
після повного опускання телескопа, для повного відкривання шибера. Останній повинний пройти шлях 610 мм.

При зворотному русі головного важеля спочатку відбувається закривання шибера. Для цей шибер повинний пройти шлях 460 мм. Наприкінці цього шляху завзятий ролик входить у зіткнення з профільним важелем і натискаючи на нього при подальшому русі, піднімає телескоп. Таким чином, весь механізм знову приводиться у вихідне положення.

Механізми для роздільного керування шиберами і телескопами приводяться в рух від електромеханічних приводів. Кожен привід складається з електродвигуна, черв'ячно - гвинтового редуктора, приводного важеля і тяги. Черв'ячно - гвинтовий редуктор і електродвигун установлені на хитній рамі і з'єднані спеціальною фрикційною муфтою, що може бути відрегульована на заданий момент, що крутить.

У випадку збільшення зусилля понад заданого і необхідних для того, щоб відкрити шибер і підняти телескоп, муфта автоматично відключить механізм і цим запобіжить поломці його деталей. Хитна рама встановлюється на основній рамі на двох шарнірах. Шток черв'ячно- гвинтового редуктора шарнірно в крапці А з'єднаний із приводним важелем.

При русі штока приводиться в рух тяга і зв'язана з нею підоймова система.

Хід штока черв'ячно - гвинтового редуктора обмежений кінцевим вимикачем. Робота кінцевого вимикача забезпечується лінійкою, що приводиться в рух від приводного важеля.

Кінцевий вимикач забезпечує блокування механізму шибера телескопа з механізмом пересування вагона, тобто не дає можливості включити механізм пересування вагона, якщо телескоп не знаходиться в крайнім верхнім положенні.

Крім обмеження ходу штока за допомогою кінцевого вимикача, установлені ще два упора верхній і нижній. Ці упори передбачені на той випадок, якщо по будь-якій причині не спрацює кінцевий вимикач.

Виступаючий другий кінець черв'яка редуктора закінчується квадратним хвостовиком, призначеним для ручного аварійного привода механізму шибера і телескопа.

Машини для зняття установки кришок завантажувальних люків коксових печей і збирання шихти

Достоїнством такого варіанта є можливість установки люкознімів без переробки вже працюючих машин. Вуглезавантажувальний вагон не затрачає часу на зняття -установку кришок завантажувальних люків і на виконання інших допоміжних операцій.

Недоліками першого варіанта варто читати необхідність збільшення штату машиністів для керування новою машиною і неможливість забезпечення бездимного завантаження коксових печей, тому що завантажувальні люки можуть бути закриті тільки після вивантаження ялиці з усіх трьох бункерів і пересування вагона убік від оброблюваної печі.

Другий варіант. Установка люкознімальних машин на краю вуглезавантажувального вагона. Достоїнствами цього варіанта є можливість установки люкознімів на старих вуглезавантажувальних вагонах без істотної їхньої переробки і відносна простота конструкції.

Істотні недоліки цього варіанта:

1) необхідність триразової перестановки вугільного вагона при завантаженні кожної коксової печі, що збільшує загальний час обслуговування однієї печі й ускладнює роботу машиніста;

2) неможливість забезпечення бездимного завантаження печей (так само, як і при першому варіанті) і

3) труднощі точної установки вагона по осі печі, що обслуговується, при сильному загазованості особливо у вітряну погоду.

Третій варіант. Установка люкознімальних машин у випускних отворів бункерів вуглезавантажувального вагона.

При цьому всі операції по зняттю й установці кришок завантажувальних люків виконуються з однієї установки вагона, при якій виробляється завантаження коксової печі шихтою; у порівнянні з другим варіантом зменшується час обслуговування кожної печі; полегшується робота машиніста, тому що відпадає необхідність додатково з великою точністю (±20 мм) установлювати два рази вуглезавантажувальний вагон вагою приблизно 65--80 т.

Установка люкознімів по третьому варіанті забезпечує можливість бездимного завантаження коксових печей, тому що завантажувальні
люки можуть закриватися в заданій технологічній послідовності в міру спорожнювання кожного бункера.

Недоліками третього варіанта є відносна складність конструкції люкознімальної машини і необхідність модернізації діючих машин з установкою телескопів нової конструкції (трьох ланка замість двох ланок).

Аналізуючи достоїнства і недоліки перерахованих вище варіантів люкознімальних машин, Гіпрококс, КБ Коксохіммаша і коксохімічні заводи прийшли до висновку, що третій варіант найбільшою мірою відповідає вимогам нормальної експлуатації коксових печей і тому він був рекомендований для широкого впровадження.

Люкознімальні машини по першому варіанті, установлені на окремому візку, не виготовлялися. Люкознімальні машини по другому і третьому варіантах виготовлялися з різних конструктивних виконаннях, опис яких приводиться нижче, і випробувалися у виробничих умовах.

Люкознімальні машини зі збиранням шихти конструкції КБ Коксохіммаша

За пропозицією автора дійсної роботи, конструкторське бюро Коксохіммаша розробило проект люкознімальної машини зі збиранням шихти. Такий люкознім установлюється на вуглезавантажувальному вагоні і виконує в заданій технологічній послідовності з однієї установки вагона, при якій виробляється завантаження коксової печі шихтою, що випливають операції:

1) зчеплення голівки захоплення з кришкою завантажувального люка;

2) зривши кришки, тобто розрив тимчасових зв'язків, що утворилися за період коксування між кришкою і рамою завантажувального люка;

3) зняття кришки з одночасним підйомом і відводом її убік;

4) збирання шихти в завантажувального люка, що просипалася при завантаженні коксової печі:

5) очищення і притирання поверхонь кришки, що ущільнюють, і рами люка;

6) установку кришки про одночасний поворот і опускання її в раму люка.

Кожна люкознімальна машина обслуговує один завантажувальний люк і має самостійний електропривод і керування. Машина складається з наступних основних вузлів: електропривода із двоступінчастим черв'ячним редуктором, підоймової системи, телескопічного приводу, що направляє труби, консольного циліндричного редуктора для люкознімальної частини машини, консольного циліндричного редуктора для збирання шихти, голівки захоплення кришки, пристрою для збирання шихти, опорної рами машини, кульової підвіски машини, командно-апарату і захисного телескопічного кожуха.

Конструкція двоступінчастого черв'ячного редуктора дає можливість одночасно приводити одні частин люкознімальної машини в обертальний рух, а інші за допомогою кривошипа і з'єднаної з ним підоймової системи в зворотно-поступальний рух. Конструкція редуктора забезпечує автоматичну синхронізацію операції обертання голівки захоплення кришки і механізму збирання шихти з операціями підйому чи опускання і повороту вертикально рухаються частин машини. При такій конструкції привод машини працює від одного електродвигуна, компактний по габаритах і надійний у роботі.

Загальний вид привода і підоймової системи люкознімальної машини, а також конструкція двоступінчастого черв'ячного редуктора цього привода. При роботі електродвигуна приводиться в рух швидкохідний вал черв'яка першої черв'ячної пари редуктора. Продовження вертикального вала черв'ячного колеса одночасно є черв'яком другої черв'ячної пари редуктора.

На шпонці нижнього кінця цього вала укріплена вилка шарнірні муфт. На двох шпонках тихохідного горизонтального вала черв'ячні колеса другої черв'ячної пари встановлений кривошип, на якому жорстко укріплений палець. За допомогою пальця 6 приводиться в рух шатун. Шатун має на кінці прорізу, через які він з'єднується з важелем, закріпленим шпонками на валу. Вал змонтований на двох підшипниках, установлених на опорній рамі. На цьому ж валу жорстко закріплений важіль з вилкою, на кінцях якого шарнірно підвішені дві тяги.

Точність положення окремих вузлів машини фіксується електромагнітним гальмом .

Шліцьовий вал приводиться в обертальний рух за допомогою шарнірної муфти. Через рухливе шліцьове з'єднання шліцьовий вал надає руху порожньому валу, що знаходиться між опорами усередині рухливої труби . Внутрішня частина порожнього вала використовується як резервуар для олії, яким змазується шліцьове з'єднання, коли рухлива труба з порожнім валом знаходяться в крайнім верхнім положенні. (На рис. 4 показане крайнє нижнє положення рухливої труби і рухливого вала). Мастило у внутрішню частину порожнього вала 4 подається через отвір з різьбленням 7, зроблене в рухливій трубі 6 і закрите гвинтом.

На шпонках 8 порожнього вала 4 установлюються приводна циліндрична шестірня, від якої рух передається шестірням двох консольних циліндричних редукторів. Останні приводять в обертальний рух голівку захоплення кришки і пристрій пневмо-скребкового збирання шихти.

Дві цапфи 9 корпуса 10 шарнірно з'єднані з тягами (див. поз. 13, рис.3). До корпуса 10 на завзятих підшипниках 11 підвішена рухлива труба 6. Ця труба може переміщатися усередині нерухомої направляючої труби 12, жорстко закріпленої на болтах 13 до нижньої частини опорної рами.

На рухливій трубі 6 на зварюванні укріплений штир 14, що заходить у фасонні прорізи 15 направляючої труби 12. Для напрямку штиря 14 у фасонні прорізи 15 установлений фрикціон, нижня частина 16 якого укріплена на верхній частині рухливої труби 6, а верхня частина 17 із пружиною 18 установлена на верхній частині вертикального шліцьового вала.

Рух по вертикалі рухливих частин машини -- рухливої труби 6 із двома консольними циліндричними редукторами, голівкою захоплення кришки і механізмом збирання шихти -- здійснюється за допомогою кривошипа і з'єднаної з ним підоймової системи.

При вертикальному русі рухливої труби і зв'язаних з нею вузлів відбувається її поворот на задані кути, і голівка захоплення чи кришки механізм збирання шихти встановлюються в потрібному положенні по осі завантажувального люка.

Важіль з вилкою в крайнім нижнім положенні спирається на регульований пружинний буфер, установлений на опорній рамі люкознімальної машини і сприймаючий зусилля від ваги рухливої труби й укріплених на ній вузлів.

Ручний аварійний привод люкознімальної машини здійснюється за допомогою спеціального квадрата, зробленого в другому кінці швидкохідного черв'ячного вала. Відповідно до правил технічної безпеки квадрат закритий зверху кожухом.

Така конструкція люкознімальної машини забезпечує мінімальне навантаження від вертикально рухаються частин (50--80 кг) на кришку завантажувального люка при її чи знятті установці. Завдяки цьому полегшується робота голівки захоплення, а також охороняються від руйнування з'єднання рам завантажувальних люків з верхньою будівлею коксової батареї.

Конструкція голівки захоплення, що плаває, кришки. Верхній фланець голівки захоплення кріпиться болтами до кінцевої шестірні консольно-циліндричні редуктори. У верхній частині фланця установлений верхній універсальний шарнір, продовження якого виконане у виді шліцьового валика, з'єднаного зі шліцьовою втулкою. На нижній частині втулки укріплений другий кільцевий універсальний шарнір, до якого прикріплений однозахідне плоске захоплення із двух конусним уловлювачем. У верхній своїй частині уловлювач має циліндричну втулку, що є другою опорою кришки, розташованої на захопленні.

Рухливе шліцьове з'єднання між верхньою і нижньою частинами голівки захоплення компенсує різниця рівнів між фактичним розташуванням кришки на верху коксової батареї і можливим нижнім положенням голівки захоплення. Це пристрій додатково сприяє усуненню передачі навантаження вертикально рухаються частин машини на раму завантажувального люка.

Для запобігання нижньої частини голівки захоплення від перекосів вона підвішена на трьох ланцюжках до верхнього фланця. Така конструкція голівки захоплення забезпечує можливість надійно захоплювати кришку люка при відхиленнях між віссю кришки і віссю захоплення в межах ±75 мм у горизонтальній площині і 4-35 і -40 мм у вертикальній площині (від розрахункової оцінки верха печі після росту кладки). Конструкція голівки захоплення дає можливість працювати між піднятим телескопом вуглезавантажувального вагона і верхи кладки коксової печі, а отже, виконувати всі робочі операції з однієї установки вагона (при який виробляється завантаження шихтою коксової печі).

Істотною перевагою люкознімальної машини конструкції КБ Коксохіммаша є ще і те, що вона дозволяє робити бездимне завантаження коксових печей.

При цьому не тільки скорочується втрата коштовного коксового газу, але і значно поліпшуються умови праці на верху коксової батареї.

Одночасно така конструкція полегшує працю машиніста, тому що скорочується до мінімуму кількість необхідних перестановок вагона і загальний час завантаження кожної печі.

Механізм збирання шихти в завантажувальних люків складається з наступних основних вузлів: підоймової системи вмикання-вимикання механізму, що само встановлюються фасонних шкребків з підведенням до них стиснутого повітря, опорної обертової рами для підвіски шкребків, кільцевого нерухомого розподільного пристрою для повітря, пристрою для вмикання-вимикання обертання шкребків, важелів для чи підйому опускання шкребків і трубопроводу для підведення стиснутого повітря до шкребків. Кожен шкребок укріплений шарнірно на важелі, виготовленому з труби, через яку стиснене повітря подається до сопел.

Шарнірні вузли кріплення шкребків установлені на опорній рамі. Остання приводиться в обертальний рух при включенні зубцюватої деталі і зубцюватої деталі, що має внутрішнє зачепленням укріпленої на шестірні. Це відбувається, коли при повороті, механізму «на збирання шихти» важіль доходить до упора, установленого на опорній рамі машини, і стискає пружини пристрою, роблячи при цьому підйом зубцюватої деталі. Одночасно піднімається склянка, важелі повертаються щодо осей і шкребки під дією власної ваги опускаються.

Стиснене повітря по трубопроводу надходить у нерухомий кільцевий розподільний пристрій, а відтіля через шарнірні з'єднання і виготовлені з труб важелі -- до сопел.

При обертанні шкребки скидають основну частину шихти у відкритий завантажувальний люк. Надходить із сопіло стиснене повітря робить остаточне збирання, здуваючи в люк тонкий шар шихти, що залишилася після шкребків.

МЕХАНІЗМИ ДЛЯ ЧИЩЕННЯ СТОЯКІВ

Механізми для чищення стояків установлюють на робочій площадці вуглезавантажувального вагона. Вони служать для очищення внутрішніх поверхонь стояків від графіту перед кожною видачею коксу. Чищення стояків порожніх печей забороняється.

У процесі коксування камера коксової печі з'єднується з газозбірником за допомогою литої чавунної коробки, усередині якої встановлений перекидний клапан, що приводиться в рух від важеля. Коробки з'єднується з чавунним коліном, що має кришку. Кришка за допомогою важеля з'єднана з коліном, як показано на розрізі /--/. Коліно у свою чергу з'єднано зі стояком.

Стояк являє собою зварену трубу, виготовлену з листової сталі товщиною 6--8 мм. На верхньому кінці труби приварюється фланець 9, за допомогою якого стояк з'єднується з коліном. Для зменшення тепловіддачі труба, що утворить корпус стояка, усередині футерується вогнетривким матеріалом.

Внутрішній діаметр стояка після футерівки складає 376 мм. Коли процес коксування закінчується, коксову піч перед видачею коксу відключають від газозбірника. Для цього перекидний клапан ставлять у положення, (клапан закритий).

Одночасно з цим відкривається кришка, коксова камера з'єднується з атмосферою, а стояк підготовляють для чищення.

Поворотні механізми для чищення стояків вимагають застосування ручної праці для напрямку настовбурчуючи (вантажу) у стояках і тому менш зручні в експлуатації. Однак вони мають ту перевагу, що їхній габарит значно менше по висоті (майже в два рази) у порівнянні з механізмом системи інж. Б. В. Березина. Тому при малій висоті для проходу вагона під вугільною вежею можлива установка тільки механізмів чищення стояків з поворотною стрілою. Конструкції цих двох типів механізмів можуть виконуватися з вільним падінням настовбурчуючи (вантажу) чи без такого.

В даний час до типових механізмів для чищення стояків висувають наступні вимоги.

1. Опускання настовбурчуючи повинне здійснюватися під дією сили ваги (вільне падіння).

2. Можливість підйому настовбурчуючи повинна бути забезпечена в найбільш важких умовах його роботи. Виходячи з досвідчена даних, вантажопідйомність лебідки приймають рівної 500 кг.

3. Розташування механізмів для чищення на робочій площадці вагона повинне бути таким, щоб вісь механізмів і вісь печі, що завантажується, знаходилися друг від друга на відстані, кратному кроці печей. Для типових машин ця відстань приймається рівним двом крокам печі, тобто 1143-2286мм.

Таке розташування механізмів дає можливість при визначенні графіка роботи коксових печей здійснювати чищення стояків одночасно про завантаження печі.

4. Мінімальна висота вільного падіння настовбурчуючи до входу його в стояк повинна складати 300--400 мм, щоб йорж у момент заходу в стояк придбав визначену живу силу.

5. Керування механізмами чищення стояків повинне здійснюватися з кабіни машиніста.

Механізм для чищення стояків з поворотною стрілою

Механізм чищення стояків з поворотною стрілою без вільного падання настовбурчуючи складається з електродвигуна, еластичної муфти, електромагнітного гальма, черв'ячного редуктора, на тихохідному валу якого насаджений барабан. Ланцюг, закріплений на барабані і направляє трьома роликами, з'єднує барабан з йоржем, що служить для чистки стояків.

Поворотна стріла з вильотом 1280 мм укріплена на нерухомій колоні. Поворот стріли здійснюється від руки за допомогою черв'ячної передачі. З метою полегшення повороту опорна частина виконана на підшипнику кочення. Черв'ячна передача закрита кожухом. На другий кінець електродвигуна надає хвостовик, за допомогою якого може здійснюватися ручний (аварійний) привід усього механізму.

Страницы: 1, 2, 3