轉爐氧槍設備的防墜落裝置問題探析

劉玉新

摘要：當前盡管在車間內對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，這對生產車間以及生產人員的安全構成了巨大的威脅。從這可以看出，專利氧槍防墜落的措施還要進一步完善。本文通過分析現有氧槍墜落問題，進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。

關鍵詞：轉爐氧槍設備防墜落裝置現代工業

轉爐氧槍設備是工廠轉爐車間關鍵的生產設備。在生產的過程中，氧槍設備的質量非常關鍵，必須保證有可靠穩定的安全系數，否則高壓冷卻水的注入會對轉爐造成影響，輕則設備損壞，重則導致生產安全事故的發生。如何防止氧槍設備的墜落一直來是國內外工程學家們都在思考的問題，并且進行了數以千記的探索。

一、現有的防墜落裝置及其存在問題

以寶鋼一號轉爐使用的氧槍設備為例，氧槍自帶的小車如果正常工作，那根吊著小輪的鋼絲會慢慢往上升，帶動小車往上走。這樣一來設備上的彈簧會被壓縮。滑輪由于受到牽引力往上走，使得整個設備的杠桿組被帶動起來，從而產生向下的壓力。這個壓力使得氧槍上的摩擦片產生偏離，其距離不符合安全標準要求。這時很有可能導致鋼絲的斷開，使的氧槍失去重力。鋼絲一斷，各設備就會向著與剛剛相反的方向運轉。摩擦片的作用非常關鍵，在使用的過程中必須保持謹慎，摩擦片提供的摩擦力不應該太大，太大不利于設備的制動。現階段，我國很多廠家認為這套裝置不好，一方面是因為該裝置的制動系統不穩定，有時能夠成功制動，有時則不能。另一方面，在設備制動成功以后，要對其進行拆除非常困難，通常在運轉過程中會出現卡軌現象。

二、一種新型防墜落裝置的研究

創新現有的氧槍防墜落裝置必須堅持一條原則，即保證裝置的普適性。如果新的防墜落裝置本能被普遍運用到生產中去，那這樣的設計無論再怎么完美，也是行不通的。另外，“彈簧-連桿-卡爪”由于對其他輔助設備要求過高而難以被真正使用。針對此種現象，我們研究出的新型防墜裝置具有以下幾個特征：第一，抱軌裝置實現了簡便化，非常便于安裝和拆卸；第二，其制動系統更加完善，幾乎不會出現制動不成功的現象；第三，新型防墜落裝置與現在的轉爐氧槍傳動設備更加兼容。

1.結構原理

本文設計的新型防墜落裝置結構原理如下：在平衡架和連桿等方面，根據新型設計需要調整了杠桿的比例。新型防墜落裝置連桿和它下面的一個可伸縮拉桿相連，拉桿內部裝有彈簧，彈簧頂端連接著制動桿。制動桿固定在支架上，能繞固定點自由轉動。其端點通過鉸鏈與制動靴相連，制動靴通過一塊調整墊片與摩擦片相連，制動靴和制動桿之間通過拉簧相連接。該裝置工作過程如下：當鋼絲斷開，彈簧推動連桿上升，從而拉著制動桿沿順時針方向轉，是制動靴上摩擦片與軌道產生大的摩擦，達到制動的目的。

2.自鎖條件

圖1制動桿受力分析將制動桿作為分析對象，其受力情況如圖1所示。由圖可以看出，P為制動時的慣性力與重力的合力，作用點為制動桿頂端。如果將摩擦力忽略不計，則其處于平衡狀態（二力桿件）。如圖，N為軸向力，也是Nx和P的合力。但上述計算因為忽略了摩擦力，所以必然存在誤差。現考慮摩擦力矩Mf，將P分解為P1和Ny（Ny為N在垂直方向上的分力），P1，P11所構成的力偶矩和2Mf大小相等，方向相反，處于平衡狀態。通過相關計算我們可以知道，新型防墜落裝置對摩擦系數的要求更低，從而使得裝置更為穩定可靠。

3.結構特點

3.1結構的可靠性

本文設計的防墜落裝置，將摩擦片和軌道間的距離設為17mm，這樣使防墜落裝置對小車的影響降到最低。為了方便裝置制動之后的拆卸，本裝置將拉桿設計為可伸縮式，這樣不僅使裝置在制動后便于拆卸，而且還能保證當吊車吊起裝置支座時，在摩擦片松動之前，也能使拉桿與制動桿保持合適的間隙。同時，為了使小車在運動過程中制動桿不會向上跳，本裝置在拉桿內部安裝了壓簧。

3.2結構的合理性

本裝置中制動靴可以圍繞鉸鏈點轉動，因為支座上的鉸鏈孔是在焊接之后用機械加工的，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，也使制動的可靠性得以提升。同時，為了減小連桿運動距離，增加摩擦片與軌道間的安全間隙，將制動桿的頭部設計為有倒角的形式。

3.3加工與安裝工藝性

本裝置加工工藝簡單，要求低，能夠較容易保證加工質量。為了使得兩側同時制動，本裝置將拉桿設計為長度可調。同時，在制動靴和摩擦片之間加上一層墊片，墊片厚度為1mm，這樣可以補償因加工誤差多大和安裝公差要求無法確定所帶來的不足。

4.制動后的拆卸性能

在拆卸本裝置的時候，吊車對小車向上的拉力與小車所受重力平衡。當摩擦力μ<1.18，只需克服裝置重力即可實現裝置的快速拆卸。

三、結語

本文較為全面地論述了現有氧槍防墜落裝置的不足之處，并分析設計出了一種加工和安裝工藝簡單、安全可靠、便于拆卸的新型防墜落裝置。能夠滿足實際生產需要，被廣泛應用于工程中，為用戶提供了穩定可靠的安全保障。

參考文獻：

[1]謝建華.轉爐氧槍墜槍事故典型案例分析[J].中國高新技術企業.2010（33）.

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