罐式煅燒爐連桿機構中安全銷的設計

劉 潔（貴陽鋁鎂設計研究院，貴州貴陽　550081）

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罐式煅燒爐連桿機構中安全銷的設計

劉 潔
（貴陽鋁鎂設計研究院，貴州貴陽550081）

摘要：通過對罐式煅燒爐連桿機構中安全銷的強度校核，重新設計了安全銷的外形和直徑。當排料機內發生料阻過大的情況時，安全銷準確斷裂，發揮其對機構的保護作用，同時也減少了減速機可能承受的較強沖擊負載。安全銷直徑的準確度提高也會降低減速機使用系數fb的實際值。排料機構串接的排料機數量增加后，需要盡可能減少傳動機構產生的多余負荷，對安全銷重新核定是必要的。

關鍵詞：罐式煅燒爐；安全銷；連桿機構；機械設計

0　引 言

罐式煅燒爐排料機構包含電機、減速機、偏心輪往復運動機構、連桿機構、棘輪棘爪停歇機構和星形排料機等部分，見圖1。排料機構為適應罐式爐產能的提高，只能增加排料機的串接個數，單個排料機的排料量在熱工上基本要求恒定，這樣的排料量要求減速機輸出轉速極小同時輸出扭矩很大，對于這種減速機盡可能不使用大功率的，其價格昂貴不經濟；連桿機構做往復運動也不宜配用大功率減速機，這樣就構成了排料機構做大的困難。新一輪排料機構的設計從多個方面做了修改，包含安全銷直徑的核定，排料機布置方位改變，傳動機構推拉桿的設置方法等，最終達到了保持原減速機功率卻擴大了排料機構產能的目的。

圖1 罐式爐傳動機構及連桿機構Fig.1 Drive mechanism and link mechanism of pot calciner

連桿機構中對應每臺排料機在拉桿上設置了安全銷，當1臺排料機發生卡料，與它相聯的安全銷剪斷，傳動機構照舊工作，不影響其它排料機運行。原設計中的安全銷是直徑D＝8 mm的銷軸，見圖2，排料機構采用雙出軸對稱配置后，減速機型號、排料機方位和排料機臺數都做了變動，分析安全銷的受力部位，見圖3。受拉桿的推力和聯接頭壓力的作用，在結合面最易發生斷裂。改進后在安全銷易發生斷裂的部位開了2條半圓形溝槽，軸頸處銷的直徑通過計算取得，其余部位仍保持Φ 8 mm，2條半圓形溝槽位于聯接頭與拉桿作用力的剪切面上，見圖4。這樣，安全銷的外形設計準確地實現對其它構件的安全保護。

圖2 原設計的安全銷Fig.2 Initial safety pin

圖3 改進后的安全銷Fig.3 Improved safety pin

圖4 聯接頭與拉桿連接圖Fig.4 Connection diagram of connecting joint and tie rod

1　安全銷直徑的計算

已知減速機出軸扭矩Ma＝16 200 Nm，電機功率Pm＝5.5 kW，出軸轉速na＝3.0 r／min。1臺減速機聯動2行星形排料機，每行星形排料機發生排料的臺數n＝10臺，如果偏心輪運轉的偏心距S＝0.0 725 m，安全銷的設計材質為35鋼，材料的屈服強度δs＝430 MPa，安全銷選用安全系數n＇＝1.5。那么，減速機產生的作用力如下：

減速機產生的作用力在一行排料機上的作用力：

每臺排料機上作用于安全銷截面上的作用力占總作用力的一半，見圖4：設安全銷的直徑為d，則安全銷所受的剪力：

半圓形溝槽處的軸頸直徑為6 mm，其余銷軸部分直徑D取8 mm。

2　結 語

該文為安全銷的選取提供了理論依據，原設計安全銷為8 mm銷軸，通過計算和開槽處理后，將剪切斷裂直徑修改為6 mm，對安全銷的進一步修改是對排料機構優化設計的一部分，排料機構在降低電機功率、改變排料機安裝方位等方面已做了改進，新版排料機構可應用于多料罐罐式煅燒爐，突破了傳統罐式煅燒爐產能低的弱點，在原有產能的基礎上提高了一倍，安全銷設計的準確度也能縮小電機過載的額度，為排料機構適應多個料罐排料提供了幫助，安全銷直徑的計算方法可成為此類型設備的理論設計工具。

中圖分類號：TF806.1

文獻標識碼：B

文章編號：1004－2660（2015）03－0024－03

收稿日期：2015－07－03.

作者簡介：劉潔（1985－），女，甘肅人，高級工程師.主要研究方向：機械設備.

Design of the Safety Pin on Link Mechanism of Pot Calciner

LIU Jie
（Guiyang Aluminium and Magnesium Design and Research Institute，Guiyang 550081，China）

Abstract：This essay summarizes the attempts of rechecking the strength of the safety pin.On this basis，the shape and diameter of safety pin were redesigned.The safety pin should fracture accurately when the material blockage goes up in the discharge mechanism to protect the discharge mechanism and decrease the possible strong impact loads on reduction gears.Besides，the increase of the accuracy of safety pin diameter can also help decrease the actual service coefficient fbof the reduction gear.It＇s necessary to re－verify the safety pin and decrease the extra loads on the driving mechanism as much as possible when the amount of dischargers linked to the discharge mechanism has been increased.

Key words：pot calciner；safety pin；link mechanism；machine design