熄焦车开门机构气缸推力设计计算方法研究.pdfVIP

学兔兔 第3期(总第190期) 机 械 工程 与 自动 化 No．3 2015年 O6月 MECHANICAI ENGINEERING 8乙 AUT0MATI()N Jun． 文章编号：1672—6413(2015)03—0109—02 熄焦车开门机构气缸推力设计计算方法研究半 左 强 (太原重工 技术中心，山西 太原 030024) 摘要：为快速设计质量可靠、性能优良的气缸摆杆式熄焦车开门机构，提出一种气缸推力快速设计计算方 法，在满足工况和生产工艺要求的基础上，使开门机构的设计开发周期大大缩短。通过实例应用及多体动力 学计算验证表明，应用该计算方法能够高效、快捷、准确地进行开门机构气缸推力的设计计算。 关键词：熄焦车；开门机构；气缸推力；设计 中图分类号：TQ520．5 文献标识码：A 0 引言 F 一F +F 2 +F s +F +F s +F 6 ． 随着工业技术的迅猛发展，熄焦车的开门机构也 得到了巨大的改进。由于新式的气缸摆杆式开门机构 相对于旧式齿轮齿条式开门机构具有加工制造简单、 安装维护方便、生产成本低廉等优点，在焦炉熄焦车上 得到了广泛应用。由于不同炼焦工艺需要不同型号的 炼焦焦炉设备与之配套，这就导致了不同类型熄焦车 的出现。然而，不同类型熄焦车核心的变化是其开门 1 2 3 4 5 机构不同，而开门机构的设计重点是气缸推力的确定， 1一气缸；2一杠杆；3一摆杆；4一推杆；5一车门 图1 熄焦车气缸摆杆式开门机构结构图 这就需要我们根据不同工况的需求重新设计气缸的大 小，使其满足新工况的要求。但是，由于开门机构动态 运动中自由度较多，采用常规理论计算既复杂费时又 缺乏可靠性，这都将给气缸推力的设计计算带来巨大 的困难。为了能够快速准确地进行气缸推力的设计计 算，本文进行了熄焦车气缸摆杆式开门机构理论分析， 提出了一种简单、可靠、快速的气缸推力设计计算方 法，并对其进行了多体动力学分析验证。 I 气缸摆杆式开门机构理论分析 F 气缸摆杆式开门机构主要由气缸、推杆、摆杆、杠 杆、键、支座、中间轴、联轴器和车门等几大部分组成， 图 2 熄焦车开门机构空间受力分析图 如图1所示。 根据空间力系平移定理，在 XY平面对熄焦车开 通过观察分析开门机构在实际工作中的运动状态 门机构进行受力分析，如图3所示。定义L 为气缸推 可知，开门机构在工作运行中任意一个瞬间都可看成 力距离车门中心坐标轴Z轴的垂直距离，L 为推杆反 是空间力系平衡，对其进行力学分析，如图2所示。 作用推力距离中间轴旋转中心坐标轴Z轴的垂直距 由图2可知：作用在开门机构上的力主要有：推杆 离， 为推杆反作用推力与坐标轴的夹角； 为气缸 的反作用力F， ，F 一F +F 。 ，此力可以通过对车门 推力与坐标轴的夹角。 进行受力分析得到；气缸的推力F口；自重G；以及6个轴 由以上分析可知，开门机构在任一时刻力和力矩 承体支座的支持力F 、 。根据力的平衡条件，有： 平衡方程如下： F 一Fm+Fm+Fm +F 4 +Fm+F ． F。cos04+F 一Ff cos03— 0 ． (1) 山西省煤基重点