轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)備的防墜落裝置問(wèn)題探析

劉玉新

摘要：當(dāng)前盡管在車間內(nèi)對(duì)氧槍采用了諸多的防墜落措施，但是氧槍安全事故還是不斷在上演，這對(duì)生產(chǎn)車間以及生產(chǎn)人員的安全構(gòu)成了巨大的威脅。從這可以看出，專利氧槍防墜落的措施還要進(jìn)一步完善。本文通過(guò)分析現(xiàn)有氧槍墜落問(wèn)題，進(jìn)一步探究完善防止氧槍墜落的措施，為防止氧槍墜落找到新的解決方法。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)備防墜落裝置現(xiàn)代工業(yè)

轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)備是工廠轉(zhuǎn)爐車間關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備。在生產(chǎn)的過(guò)程中，氧槍設(shè)備的質(zhì)量非常關(guān)鍵，必須保證有可靠穩(wěn)定的安全系數(shù)，否則高壓冷卻水的注入會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)爐造成影響，輕則設(shè)備損壞，重則導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。如何防止氧槍設(shè)備的墜落一直來(lái)是國(guó)內(nèi)外工程學(xué)家們都在思考的問(wèn)題，并且進(jìn)行了數(shù)以千記的探索。

一、現(xiàn)有的防墜落裝置及其存在問(wèn)題

以寶鋼一號(hào)轉(zhuǎn)爐使用的氧槍設(shè)備為例，氧槍自帶的小車如果正常工作，那根吊著小輪的鋼絲會(huì)慢慢往上升，帶動(dòng)小車往上走。這樣一來(lái)設(shè)備上的彈簧會(huì)被壓縮?；営捎谑艿綘恳ν献撸沟谜麄€(gè)設(shè)備的杠桿組被帶動(dòng)起來(lái)，從而產(chǎn)生向下的壓力。這個(gè)壓力使得氧槍上的摩擦片產(chǎn)生偏離，其距離不符合安全標(biāo)準(zhǔn)要求。這時(shí)很有可能導(dǎo)致鋼絲的斷開(kāi)，使的氧槍失去重力。鋼絲一斷，各設(shè)備就會(huì)向著與剛剛相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。摩擦片的作用非常關(guān)鍵，在使用的過(guò)程中必須保持謹(jǐn)慎，摩擦片提供的摩擦力不應(yīng)該太大，太大不利于設(shè)備的制動(dòng)?，F(xiàn)階段，我國(guó)很多廠家認(rèn)為這套裝置不好，一方面是因?yàn)樵撗b置的制動(dòng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，有時(shí)能夠成功制動(dòng)，有時(shí)則不能。另一方面，在設(shè)備制動(dòng)成功以后，要對(duì)其進(jìn)行拆除非常困難，通常在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)卡軌現(xiàn)象。

二、一種新型防墜落裝置的研究

創(chuàng)新現(xiàn)有的氧槍防墜落裝置必須堅(jiān)持一條原則，即保證裝置的普適性。如果新的防墜落裝置本能被普遍運(yùn)用到生產(chǎn)中去，那這樣的設(shè)計(jì)無(wú)論再怎么完美，也是行不通的。另外，“彈簧-連桿-卡爪”由于對(duì)其他輔助設(shè)備要求過(guò)高而難以被真正使用。針對(duì)此種現(xiàn)象，我們研究出的新型防墜裝置具有以下幾個(gè)特征：第一，抱軌裝置實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)便化，非常便于安裝和拆卸；第二，其制動(dòng)系統(tǒng)更加完善，幾乎不會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)不成功的現(xiàn)象；第三，新型防墜落裝置與現(xiàn)在的轉(zhuǎn)爐氧槍傳動(dòng)設(shè)備更加兼容。

1.結(jié)構(gòu)原理

本文設(shè)計(jì)的新型防墜落裝置結(jié)構(gòu)原理如下：在平衡架和連桿等方面，根據(jù)新型設(shè)計(jì)需要調(diào)整了杠桿的比例。新型防墜落裝置連桿和它下面的一個(gè)可伸縮拉桿相連，拉桿內(nèi)部裝有彈簧，彈簧頂端連接著制動(dòng)桿。制動(dòng)桿固定在支架上，能繞固定點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。其端點(diǎn)通過(guò)鉸鏈與制動(dòng)靴相連，制動(dòng)靴通過(guò)一塊調(diào)整墊片與摩擦片相連，制動(dòng)靴和制動(dòng)桿之間通過(guò)拉簧相連接。該裝置工作過(guò)程如下：當(dāng)鋼絲斷開(kāi)，彈簧推動(dòng)連桿上升，從而拉著制動(dòng)桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)，是制動(dòng)靴上摩擦片與軌道產(chǎn)生大的摩擦，達(dá)到制動(dòng)的目的。

2.自鎖條件

圖1制動(dòng)桿受力分析將制動(dòng)桿作為分析對(duì)象，其受力情況如圖1所示。由圖可以看出，P為制動(dòng)時(shí)的慣性力與重力的合力，作用點(diǎn)為制動(dòng)桿頂端。如果將摩擦力忽略不計(jì)，則其處于平衡狀態(tài)（二力桿件）。如圖，N為軸向力，也是Nx和P的合力。但上述計(jì)算因?yàn)楹雎粤四Σ亮?，所以必然存在誤差?，F(xiàn)考慮摩擦力矩Mf，將P分解為P1和Ny（Ny為N在垂直方向上的分力），P1，P11所構(gòu)成的力偶矩和2Mf大小相等，方向相反，處于平衡狀態(tài)。通過(guò)相關(guān)計(jì)算我們可以知道，新型防墜落裝置對(duì)摩擦系數(shù)的要求更低，從而使得裝置更為穩(wěn)定可靠。

3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1結(jié)構(gòu)的可靠性

本文設(shè)計(jì)的防墜落裝置，將摩擦片和軌道間的距離設(shè)為17mm，這樣使防墜落裝置對(duì)小車的影響降到最低。為了方便裝置制動(dòng)之后的拆卸，本裝置將拉桿設(shè)計(jì)為可伸縮式，這樣不僅使裝置在制動(dòng)后便于拆卸，而且還能保證當(dāng)?shù)踯嚨跗鹧b置支座時(shí)，在摩擦片松動(dòng)之前，也能使拉桿與制動(dòng)桿保持合適的間隙。同時(shí)，為了使小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)桿不會(huì)向上跳，本裝置在拉桿內(nèi)部安裝了壓簧。

3.2結(jié)構(gòu)的合理性

本裝置中制動(dòng)靴可以圍繞鉸鏈點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)橹ё系你q鏈孔是在焊接之后用機(jī)械加工的，因此容易保證鉸鏈孔的孔軸線和小車車輪軸二者平行，并且可以確保摩擦片和軌道保持合適的接觸，也使制動(dòng)的可靠性得以提升。同時(shí)，為了減小連桿運(yùn)動(dòng)距離，增加摩擦片與軌道間的安全間隙，將制動(dòng)桿的頭部設(shè)計(jì)為有倒角的形式。

3.3加工與安裝工藝性

本裝置加工工藝簡(jiǎn)單，要求低，能夠較容易保證加工質(zhì)量。為了使得兩側(cè)同時(shí)制動(dòng)，本裝置將拉桿設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度可調(diào)。同時(shí)，在制動(dòng)靴和摩擦片之間加上一層墊片，墊片厚度為1mm，這樣可以補(bǔ)償因加工誤差多大和安裝公差要求無(wú)法確定所帶來(lái)的不足。

4.制動(dòng)后的拆卸性能

在拆卸本裝置的時(shí)候，吊車對(duì)小車向上的拉力與小車所受重力平衡。當(dāng)摩擦力μ<1.18，只需克服裝置重力即可實(shí)現(xiàn)裝置的快速拆卸。

三、結(jié)語(yǔ)

本文較為全面地論述了現(xiàn)有氧槍防墜落裝置的不足之處，并分析設(shè)計(jì)出了一種加工和安裝工藝簡(jiǎn)單、安全可靠、便于拆卸的新型防墜落裝置。能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，被廣泛應(yīng)用于工程中，為用戶提供了穩(wěn)定可靠的安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝建華.轉(zhuǎn)爐氧槍墜槍事故典型案例分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2010（33）.

[2]馮剛，劉玉寶.轉(zhuǎn)爐氧槍粘鋼的原因分析與預(yù)防措施[J].新疆鋼鐵.2008（02）.