一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置.pdf

第5 9 卷第2 期Vol.59No.2中国铸造装备与技术CHINA FOUNDRY MACHINERY&TECHNOLOGY2024年3 月Mar.2024一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置于华海，朱龙华，范成坤，刘跃,李团结,王宝全（潍柴重机股份有限公司，山东潍坊2 6 1 1 0 8）摘要：介绍了一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置，用于解决炉窑的炉门因意外情况失去牵引力导致炉门异常下落的问题。制动装置包括炉门阻拦结构、牵引机构和控制装置。所述的制动装置结构可靠，成本低，能有效减少设备故障造成的损失。关键词：自动化；制动；控制装置；电磁铁中图分类号：TG232D0I:10.3969/j.issn.1006-9658.2024.02.004现有的炉窑大部分为非标设备，目前还没有一套完善的行业标准来规定炉窑的结构和其应具有的安全防护设施。在使用中发现，炉窑的炉门因意外情况失去牵引力时炉门会因为没有相应的安全制动结构而快速下落。为了解决这个问题，我们往炉窑上加装了一种自动化机械制动装置，能够在炉门因故障异常下降前对炉门进行制动，以下简称制动装置。收稿日期：2 0 2 3-0 9-0 5；修订日期：2 0 2 3-1 0-1 2作者简介：于华海（1 9 7 0 一），男，工程师，主要从事铸造装备的研发。E-mail:+文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-9 6 5 8(2 0 2 4)0 2-0 0 1 3-0 4钢丝绳或钢索连接。炉门尺寸3 0 0 0 mm3500mm300mm。1炉窑与炉门结构炉窑是铸造生产中所用到的一种用来完成铸件热处理工艺的长方体炉体结构，通过炉门实现炉窑封闭和铸件进出。我公司现有的热处理炉窑的炉门是龙门结构，即由牵引电机提供动力，通过龙门架和牵引钢丝绳的牵引实现炉门的上升和下降。如图1 所示，炉窑炉体主要包含炉体、炉门、龙门架、炉门牵引钢丝绳或钢索，炉门与炉门牵引Optimization of the cushioning device for therotary hydraulic cylinder of the moulding line formworkYAO Weil,ZHANG Youliang,ZHAO Lindong,SHI lei?,ZHANG Chengji?(1.Automotive Engineering Corporation,Tianjin 300113,China;2.SINOMACH Foundry and Metal Forming Co.,Ltd.,Jinan 250306,Shandong China)Abstract:In order to solve the problem of insufficient resolution of flow adjustment of the buffer throttlevalve of the platen rotary hydraulic cylinder,the theoretical calculation of the buffer structure of thecylinder head was carried out with reference to the commonly used buffer structure of the cylinder tail,and the adjustable one-way throttle valve and relief valve were added.Combined with the principle ofthe hydraulic circuit,it can provide a reference for the design of similar buffer structures.Key words:Buffer structure;Throttling buffer;Hydraulic cylinder-13-第5 9 卷中国铸造装备与技术状可根据实际情况选择，主支撑块安装在安装架4上，下支撑块固定连接在龙门架上，如图2 所示。2FA1一23图1 炉窑结构简图1一炉体2 炉门3 一龙门架4 一炉门牵引钢丝绳或钢索7432存在的问题及改进方案现有的炉窑缺乏相应的安全防护措施，炉窑的炉门在非关闭状态下，遇到牵引电机故障、牵引钢丝绳或钢索断裂等其他故障时炉门会因为失去牵引力而不受控制的快速下落。由于炉门质量非常大，快速下落的炉门会对人员造成伤害，快速下落的炉门砸在炉床上也会对炉体和炉门本身造成损伤,增大维修难度,耽误生产，造成较大的经济损失。为了解决这个问题，我们在分析了炉窑的炉门结构后，决定往龙门架上加装一种自主设计的自动化机械制动装置，能够在炉门因故障异常下降前对炉门进行制动。为了保证制动装置的可靠性，在炉门上升开启后制动装置要时刻保持在可以阻拦炉门下降的工作状态；为了保证即时性，要求制动装置可以检测炉门位置并控制自身的动作；为了适应使用环境，保证装置稳定运行，制动装置应结构简单且坚固可靠。3制动装置结构介绍一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置，包括炉门阻拦结构、牵引机构和控制装置。3.1炉门阻拦结构炉门阻拦结构包括主支撑块、辅助支撑块和限位块，主支撑块是一个有一定厚度的金属块，形41一限位块2 一辅助支撑块3 一主支撑块4 一安装架5 连接杆6一连接铰链7 一限位套筒8 一牵引杆9 一电磁铁装置炉门在正常下降关闭时，炉门阻拦结构位置如图3 所示，限位块限制主支撑块不会过度转动，关键点是保证主支撑块的重心在固定主支撑块的转轴的内侧，使主支撑块能在自身重力下弹出。图3 机械结构收回状态图3.2牵引机构牵引机构包括连接杆、连接铰链、牵引杆、限位套筒和电磁铁装置2,连接杆和炉门阻拦结构主支撑块连接，牵引杆一端连接电磁铁装置，电磁铁装置的动作会通过牵引杆和连接杆带动炉门阻拦结构的主支撑块运动。3.3控制装置控制装置包括检测炉门位置的接近开关和控-14-5图2 机械结构图6789A-A于华海，等：一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置制器，接近开关安装在龙门架上，每一组炉门阻拦结构的上方都至少对称安装有一套接近开关,控制器负责处理接近开关检测到的信号以及控制制动装置动作。当控制器通过接近开关检测到的信号判断炉门下降速度正常时，控制器控制牵引机构电磁铁通电将主支撑块收回龙门架内侧；而当炉门异常下降时，控制器则不会控制牵引机构将主支撑块收回，主支撑块会将炉门阻拦住。4实际应用及工作过程为提高安全性和容错率，以及考虑到炉门的结构和质量，制动装置的炉门阻拦结构和牵引机构成对对称安装在龙门架两侧，这一对炉门阻拦结构和牵引机构称为一组，在龙门架上根据实际情况上下间隔一定距离安装多组，如图4 所示。如无特殊说明，下文中所述的炉体阻拦结构和牵引机构均表示一组炉体阻拦结构和牵引机构。第2 期在炉门下降动作停止后，电磁铁断电，被收回龙门架外侧的主支撑块因为炉门的阻挡而无法回到弹出状态；当炉门重新上升时，失去阻挡的主支撑块又会在自身重力作用下重新弹出，继续起到阻拦炉门下降的作用。(2）当炉窑出现异常时：控制装置判断炉门下降速度出现异常，或者炉门下降速度太快检测装置来不及反应，电磁铁装置都不会通电，炉门阻拦结构保持在弹出状态，异常下落的炉门会落到下方最近的炉门阻拦结构的主支撑块上，使炉门停止下落，此时，主支撑块的受力如图5 所示。同时，控制装置会传输信号给炉窑的控制系统控制炉门牵引电机停止运转并刹车。FLFi2FMGFF图5 炉门制动时主支撑块受力图（3）当炉窑突然断电的情况下：制动装置的炉门阻拦结构同样会保持在弹出状态，以防止炉门的牵引电机刹车失灵。图4 制动装置安装图本文所述制动装置有两种工作状态，如图3所示，此时为制动装置的收回状态；如图2 所示，此时为制动装置的弹出状态。（1）当炉门以正常速度下降关闭时：控制装置将根据炉门下降到的位置从上到下控制对应的牵引机构将炉门阻拦结构的主支撑块收回到龙门架外侧，炉门能正常下落关闭。5结论本文所介绍的一种阻拦炉窑的炉门异常下降的制动装置具有以下优点：（1)制动装置在炉窑出现故障炉门失去牵引力时阻拦炉门下降，避免炉门与其他重要结构发生碰撞，防止损伤设备，减少了事故造成的损失，-15-第5 9 卷同时也降低了后期的维修成本。(2)所述制动装置，根据需要在龙门架两侧对称安装多组炉门阻拦结构和牵引机构，当炉门下降出现异常时能够在最短时间内将炉门阻拦住，保证安全性和可靠性。(3)所述制动装置结构简单稳定，可靠性更高，维修和更换零件方便。中国铸造装备与技术参考文献：1 邢艳,陆小明,常永慧.热处理炉余热回收利用 中国铸造装备与技术,2 0 1 8,5 3(0 5):4 6-4 8.2颜威利.交流牵引电磁铁最佳设计方法.河北工学院学报，1981(02):514.3关存虎.接近开关的原理与选用 低压电器,1 9 9 3(0 1):3 1-3 4.A braking device to stop the door of a furnace from falling abnormallyYU Huahai,ZHU Longhua,FAN Chengkun,LIU Yue,LI Tuanjie,WANG Baoquan(Weichai Heavy Machinery Co.,Ltd.,Weifang 261108,Shandong China)Abstract:In this paper,a braking device to block the abnormal decline of the furnace door of the fur-nace is introduced,which is used to solve the problem of the abnormal falling of the furnace door dueto the loss of traction force of the furnace door due to unexpected conditions.The braking device in-cludes a furnace door blocking structure,a traction mechanism and a control device.Described brakingdevice structure is reliable,and cost is low,can effectively reduce the loss caused by equipment failure.Key words:Automation;Braking;Control device;Electromagnet致敬最高的山有多高，需要登上去才知道。还能更高吗？是的，我们测量过，一次，再一次。带登科学的山峰，也是如此，每一次伟大的登顶，都是由一个平凡的脚印铺就。创新的登者中国科学技术协会中国科学技术协会第十次全国代表大会16