阅读说明：本技术 转炉喷补车料管运动智能跟随装置 (Intelligent following device for movement of converter gunning vehicle material pipe ) 是由 孙枫 马明 蔡继明 王国春 王志强 蔡长秀 童健 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置,该装置包括外壳框架,外壳框架包括顶板、底板、第一侧板以及第二侧板,顶板、底板、第一侧板以及第二侧板之间围合形成具有第一开口和第二开口的框架结构；外壳框架内设置有贯穿通过第一开口和第二开口的进料管；进料管的上、下方分别设置有与其接触连接的第一跟随轴和第二跟随轴,第一跟随轴和第二跟随轴的布置方向与进料管的运动方向垂直；第一跟随轴的一端与第一侧板转动连接,第一跟随轴的另一端穿过第二侧板通过联轴器与设置在其外侧的编码器的输入轴连接。本发明的装置将进料管的直线运动转换为跟随轴的旋转运动,从而跟踪和反馈喷补头工作位置,为实现喷补车精准喷补功能提供保证。(The invention discloses an intelligent motion following device for a converter gunning car material pipe, which comprises a shell frame, wherein the shell frame comprises a top plate, a bottom plate, a first side plate and a second side plate, and a frame structure with a first opening and a second opening is formed by enclosing the top plate, the bottom plate, the first side plate and the second side plate; a feed pipe penetrating through the first opening and the second opening is arranged in the shell frame; a first following shaft and a second following shaft which are in contact connection with the feeding pipe are respectively arranged above and below the feeding pipe, and the arrangement direction of the first following shaft and the second following shaft is vertical to the movement direction of the feeding pipe; one end of the first following shaft is rotatably connected with the first side plate, and the other end of the first following shaft penetrates through the second side plate and is connected with an input shaft of an encoder arranged outside the second side plate through a coupler. The device converts the linear motion of the feeding pipe into the rotary motion of the following shaft, thereby tracking and feeding back the working position of the spray repair head and providing guarantee for realizing the accurate spray repair function of the spray repair vehicle.)

转炉喷补车料管运动智能跟随装置

技术领域

本发明涉及炼钢转炉喷补的技术领域，具体涉及一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置。

背景技术

转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉是转炉炼钢的核心装备，为目前使用最普遍的炼钢设备，其中转炉炉衬的正常安全是转炉安全生产的重要保证。经过材质、使用工艺等不断改进，目前转炉炉衬寿命能够正常使用几千次以上，其中最重要的工作是转炉使用过程对炉衬的维护，发现转炉使用过程中炉衬有一定程度侵蚀时能够及时对侵蚀部位进行修补，保证转炉正常继续使用。

目前转炉炉衬的在线修补主要是采用设备对侵蚀部位进行喷补，喷补前由操作人员戴专用防护面罩观察高温环境中炉衬的侵蚀情况或者采用转炉炉衬测厚仪测量判断炉衬侵蚀情况，然后根据观察测量的侵蚀情况由人工操作喷补机对侵蚀部位进行喷补。高温辐射环境下人眼视觉受到很大限制，喷补效果主要依赖操作人员的经验，实际操作来看总体是喷补效率低，喷补料浪费大，不能够很好的根据侵蚀部位进行有效精准定位喷补。

现有的技术主要是依赖操作人员操作喷补机进行转炉炉衬的喷补修复，完全实现机器自动喷补工艺修复转炉炉衬目前在国内还没有成功的应用，主要困难在于两个方面：一是转炉炉衬测量数据如何转化为机器语言来指挥喷补车工作；二是喷补车喷补料管需要伸入1200℃以上的转炉环境中进行工作，如何跟踪和反馈喷补头工作位置和喷补管喷口方位是一个难点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置，该装置将进料管的直线运动转换为跟随轴的旋转运动，并通过编码器获取进料管的运动数据，从而跟踪和反馈喷补头工作位置，为实现喷补车精准喷补功能提供保证。

为实现上述目的，本发明提供的一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置，包括外壳框架，所述外壳框架包括顶板、底板、第一侧板以及与第一侧板相对布置的第二侧板，所述顶板、底板、第一侧板以及第二侧板之间围合形成具有第一开口和第二开口的框架结构；

所述外壳框架内设置有贯穿通过第一开口和第二开口的进料管；所述进料管的上、下方分别设置有与其接触连接的第一跟随轴和第二跟随轴，所述第一跟随轴和第二跟随轴的布置方向与进料管的运动方向垂直；

所述第一跟随轴的一端与第一侧板转动连接，所述第一跟随轴的另一端穿过第二侧板通过联轴器与设置在其外侧的编码器的输入轴连接；所述第二跟随轴的两端分别与第一侧板、第二侧板转动连接。

进一步地，所述进料管的上方和下方还设置有若干个对称布置的第一滚动机构，所述第一滚动机构包括水平转轴，所述水平转轴的两端分别与第一侧板、第二侧板转动连接，所述水平转轴的中部设置有与进料管接触连接的第一滚动体。

进一步地，所述第一侧板和第二侧板上对称设置有若干个第一安装口，所述第一安装口内设置有第二滚动机构；

所述第二滚动机构包括竖向转轴，所述竖向转轴的两端分别与第一安装口上下端面转动连接，所述竖向转轴的中部设置有与进料管接触连接的第二滚动体。

进一步地，所述第一跟随轴的两端通过第一轴承分别与对称设置在第一侧板和第二侧板上的第一轴承座、第二轴承座转动连接；

所述第一轴承座和第二轴承座的上方均设置有与其抵接的压力调节机构。

进一步地，所述第一侧板和第二侧板上均设置有用于安装压力调节机构的安装孔；

所述压力调节机构包括弹簧、弹簧压块、调节座、调节杆以及调节螺钉；

所述弹簧设置在安装孔内，所述弹簧的底端与第一轴承座或第二轴承座抵接，所述弹簧的顶端与弹簧压块的底端抵接；

所述调节座设置在安装孔的顶端与第一侧板或第二侧板的顶端面固定连接，所述调节杆的底部贯穿调节座向下伸入安装孔内与弹簧压块的顶端抵接，所述调节杆与调节座之间通过调节螺钉紧固连接。

进一步地，所述第一侧板上开设有第一安装口，所述第一轴承座嵌置安装在第一安装口内；

所述第二侧板上开设有第二安装口，所述第二轴承座的一端嵌置安装在第二安装口内，所述第二轴承座的另一端穿出第二安装口并在其悬置端部设置有用于安装编码器的支座。

进一步地，所述第一侧板的外侧设置有密封覆盖在第一安装口上的第一盖板；

所述第二侧板的外侧设置有覆盖在第二安装口四周的第二盖板。

进一步地，所述第一侧板上设置有用于安装第二跟随轴一端的第三轴承座，所述第二侧板上设置有用于安装第二跟随轴另一端的第四轴承座，所述第二跟随轴的两端通过第二轴承分别安装在第三轴承座和第四轴承座上。

再进一步地，所述第二开口处设置有与其连接的导向管，所述导向管的上方设置有与顶板固定连接的夹紧块，所述导向管通过抱箍与夹紧块锁紧。

更进一步地，所述第一侧板和第二侧板的外侧还设置有用于对水平转轴的端部进行限位的压轴板。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的转炉喷补车料管运动智能跟随装置在进料管的上、下方分别设置有与其接触连接的第一跟随轴和第二跟随轴，第一跟随轴和第二跟随轴紧随进料管运动，将进料管的直线运动转换为第一跟随轴和第二跟随轴的旋转运动，同时将第一跟随轴通过联轴器与编码器连接获取进料管的运动数据，能够跟踪和反馈喷补头工作位置，为实现喷补车精准喷补功能提供保证。

其二，本发明的转炉喷补车料管运动智能跟随装置设计有压力调节机构，通过压力调节机构可以调节第一跟随轴两端的第一轴承座和第二轴承座所受到的压力，从而调节第一跟随轴与进料管之间的摩擦力，使得第一跟随轴在受到适度压力的情况下紧随进料管运动，保证了测量数据与进料管实际运动的一致性。

其三，本发明的转炉喷补车料管运动智能跟随装置在进料管的四周设置有若干个对称布置的第一滚动机构和第二滚动机构，通过第一滚动体和第二滚动体与进料管接触连接控制进料管的上下左右的位置，不仅能够减少了进料管与四周壳体内壁之间的摩擦力，保证进料管运动的顺滑性，而且也避免跟随轴受到进料管的挤压力。

附图说明

图1为一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置的立体结构示意图；

图2为图1所示转炉喷补车料管运动智能跟随装置的主视结构示意图；

图3为图2沿A-A方向的结构示意图；

图4为图1所示转炉喷补车料管运动智能跟随装置的后视结构示意图；

图5为图4沿B-B方向的结构示意图；

图6为图1所示转炉喷补车料管运动智能跟随装置的右视结构示意图；

图7为图6沿C-C方向的结构示意图；

图8为图1所示转炉喷补车料管运动智能跟随装置的俯视结构示意图；

图中：外壳框架1(顶板1.1、底板1.2、第一侧板1.3、第二侧板1.4、第一开口1.5、第二开口1.6、安装孔1.7)、进料管2、第一跟随轴3、第二跟随轴4、联轴器5、编码器6、第一滚动机构7(水平转轴7.1、第一滚动体7.2)、第一安装口8、第二滚动机构9(竖向转轴9.1、第二滚动体9.2)、第一轴承10.1、第二轴承10.2、第一轴承座11、第二轴承座12、压力调节机构13(弹簧13.1、弹簧压块13.2、调节座13.3、调节杆13.4、调节螺钉13.5)、第一安装口14.1、第二安装口14.2、支座15、第一盖板16.1、第二盖板16.2、第三轴承座17、第四轴承座18、导向管19、夹紧块20、抱箍21、压轴板22。

具体实施方式

下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1所示的一种转炉喷补车料管运动智能跟随装置，包括外壳框架1，外壳框架1包括顶板1.1、底板1.2、第一侧板1.3以及与第一侧板1.3相对布置的第二侧板1.4，顶板1.1、底板1.2、第一侧板1.3以及第二侧板1.4之间围合形成具有第一开口1.5和第二开口1.6的框架结构；外壳框架1内设置有贯穿通过第一开口1.5和第二开口1.6的进料管2；进料管2的上、下方分别设置有与其接触连接的第一跟随轴3和第二跟随轴4，第一跟随轴3和第二跟随轴4的布置方向与进料管2的运动方向垂直；本实施例中，进料管2由橡胶材料制造而成，第一跟随轴3和第二跟随轴4采用45#钢制造而成；第一跟随轴3和第二跟随轴4紧靠在橡胶的进料管表面随进料管的进出而转动，通过第一跟随轴3和第二跟随轴4将进料管的直线运动转换为跟随轴的旋转运动。

上述技术方案中，第一跟随轴3的一端与第一侧板1.3转动连接，第一跟随轴3的另一端穿过第二侧板1.4通过联轴器5与设置在其外侧的编码器6的输入轴连接；第二跟随轴4的两端分别与第一侧板1.3、第二侧板1.4转动连接。联轴器5随第一跟随轴3的转动带动编码器6的轴进行转动，联轴器5仅是传递旋转运动给编码器6，没有将第一跟随轴3受到进料管的挤压力传递给编码器6，起到保护编码器的重要作用。编码器6跟随第一跟随轴3转动，编码器6的数据输出端与上位机的数据输入端连接，将数据信号传递给上位机，上位机的内置软件通过编码器传递的数据信号计算出第一跟随轴的旋转圈数，从而转换为进料管直线运动长度。

如图2～3所示，进料管2的上方和下方还设置有若干个对称布置的第一滚动机构7，第一滚动机构7包括水平转轴7.1，水平转轴7.1的两端分别与第一侧板1.3、第二侧板1.4转动连接，水平转轴7.1的中部设置有与进料管2接触连接的第一滚动体7.2。第一侧板1.3和第二侧板1.4的外侧还设置有用于对水平转轴7.1的端部进行限位的压轴板22。优选地，第一滚动体7.2可采用6300-2Z滚动轴承。

如图4～7所示，第一侧板1.3和第二侧板1.4上对称设置有若干个第一安装口8，第一安装口8内设置有第二滚动机构9；第二滚动机构9包括竖向转轴9.1，竖向转轴9.1的两端分别与第一安装口8上下端面转动连接，竖向转轴9.1的中部设置有与进料管2接触连接的第二滚动体9.2。优选地，第二滚动体9.2可采用6300-2Z滚动轴承。通过第一滚动体7.2和第二滚动体9.2与进料管2接触连接控制进料管的上下左右的位置，不仅能够减少了进料管2与四周壳体内壁之间的摩擦力，保证进料管2运动的顺滑性，而且也避免跟随轴受到进料管的挤压力。

上述技术方案中，第一跟随轴3的两端通过第一轴承10.1分别与对称设置在第一侧板1.3和第二侧板1.4上的第一轴承座11、第二轴承座12转动连接；第一轴承座11和第二轴承座12的上方均设置有与其抵接的压力调节机构13。通过压力调节机构13可以调节第一跟随轴3两端的第一轴承座11和第二轴承座12所受到的压力，从而调节第一跟随轴3与进料管2之间的摩擦力，使得第一跟随轴3在受到适度压力的情况下紧随进料管运动，保证了测量数据与进料管实际运动的一致性。

上述技术方案中，第一侧板1.3和第二侧板1.4上均设置有用于安装压力调节机构13的安装孔1.7；压力调节机构13包括弹簧13.1、弹簧压块13.2、调节座13.3、调节杆13.4以及调节螺钉13.5；弹簧13.1设置在安装孔1.7内，弹簧13.1的底端与第一轴承座11或第二轴承座12抵接，弹簧13.1的顶端与弹簧压块13.2的底端抵接；调节座13.3设置在安装孔1.7的顶端与第一侧板1.3或第二侧板1.4的顶端面固定连接，调节杆13.4的底部贯穿调节座13.3向下伸入安装孔1.7内与弹簧压块13.2的顶端抵接，调节杆13.4与调节座13.3之间通过调节螺钉13.5紧固连接。

上述技术方案中，第一侧板1.3上开设有第一安装口14.1，第一轴承座11嵌置安装在第一安装口14.1内；第二侧板1.4上开设有第二安装口14.2，第二轴承座12的一端嵌置安装在第二安装口14.2内，第二轴承座12的另一端穿出第二安装口14.2并在其悬置端部设置有用于安装编码器6的支座15。

上述技术方案中，第一侧板1.3的外侧设置有密封覆盖在第一安装口14.1上的第一盖板16.1；第二侧板1.4的外侧设置有覆盖在第二安装口14.2四周的第二盖板16.2。第一侧板1.3上设置有用于安装第二跟随轴4一端的第三轴承座17，第二侧板1.4上设置有用于安装第二跟随轴4另一端的第四轴承座18，第二跟随轴4的两端通过第二轴承10.2分别安装在第三轴承座17和第四轴承座18上。

如图8所示，第二开口1.6处设置有与其连接的导向管19，导向管19的上方设置有与顶板1.1固定连接的夹紧块20，导向管19通过抱箍21与夹紧块20锁紧。通过夹紧块20与外壳框架1连接形成整体。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。