Металоконструкція дверезнімальної штанги й опорної рами
Металоконструкція дверезнімальної штанги виготовляється зваренням з листової і кутової сталі. Прикріплені до неї на болтах рейки після установки проходять механічну обробку. Цим досягається необхідна паралельність рейок. Металоконструкція штанги повинна володіти не тільки необхідною міцністю, але і великою твердістю.
Особливо відповідальними вузлами металоконструкції є ті, де розташовані кріплення хитної рами механізму зриву А, опорні вузли кріплення осі верхнього захоплення Б, вузол кріплення пружинної тяги В, а також перетин у місці переходу широкої частини штанги у вузьку. На ці вузли повинне бути звернена велика увага як при проектуванні їхній, так і при експлуатації.
З метою забезпечення необхідної стійкості дверезнімальної штанги при пересуванні коксовиштовхувача встановлюють спеціальні бічні ролики. Значення цих роликів особливо велико, коли при висунутій уперед дверезнімальній штанзі необхідно пересунути весь коксовиштовхувач для більш точної установки дверезнімального пристрою по осі оброблюваної печі.
Остаточне регулювання зазору між бічними завзятими роликами і штангою звичайно виробляється при монтажі в коксовому цеху. Цей зазор повинний бути по можливості мінімальним. Опорна рама дверезнімальної штанги виготовляється звареної конструкції, з важких прокатних профілів-швелерів № 20 і 30. Раму прикріплюють до основної металоконструкції коксовиштовхувача на оцінці робочої площадки машини. На опорній рамі встановлюють нижні і верхні опорні і завзяті ролики, вісь важеля, а також опори хитної рами черв'ячно - гвинтового редуктора механізму пересування штанги.
З огляду на великі навантаження на опорну раму в місцях кріплення вузлів механізмів, на конструювання цих вузлів повинне бути звернена особлива увага. Варто враховувати не тільки надійність роботи механізму, але і питання техніки безпеки, тому що дверезнімальний пристрій — це відповідальний вантажопідйомний механізм, що працює в дуже тяжких умовах. До опорної рами прикріплюють також обслуговуючі, площадки дверезнімального пристрою.
Опорна рама дверезнімальної штанги з'єднана з верхньою будівлею металоконструкції машини, завдяки чому створюється необхідна твердість і стійкість цих частин.
Для пересування дверезнімальної штанги до печі і назад на дверезнімальному пристрої встановлюють спеціальний механізм. Він забезпечує необхідний хід дверезнімальної штанги для установки механізмів зриву двері і відгвинчування ригельних гвинтів, а також виконання інших операцій, зв'язаних зі зняттям і установкою двері. Механізм пересування дверезнімальної штанги поряд з цим повинний забезпечити плавне підведення механізмів дверезнімального пристрою до печі, а також створити зусилля, необхідне для установки дверей у піч після її зняття.
У коксохімічному машинобудуванні відомі три кінематичні схеми механізму пересування дверезнімальної штанги.
Перша схема забезпечує пересування дверезнімальної штанги за допомогою зубцюватої рейки, закріпленої на штанзі, і ведучої шестірні, що приводиться в рух від електродвигуна через редуктор. У машинах нових конструкцій ця схема не застосовується, тому що наявність відкритої передачі і твердий зв'язок штанги з приводним механізмом не відповідають вимогам технічних умов.
Друга схема пересування дверезнімальної штанги з застосуванням кривошипно-шатунного механізму знайшла за останні роки велике поширення.
Основними перевагами механізму з кривошипно-шатунним приводом прийнято вважати можливість досягнення плавного підведення двері до печі для її установки при відносно великих середніх швидкостях пересування дверезнімальної штанги, а також можливість створення значних зусиль по осі штанги, що необхідні для установки дверей, при невеликій потужності електродвигуна.
Плавне підведення дверей до лікуй необхідний для того, щоб уникнути удару рамки, що ущільнює, об дзеркало арміруючої рами.
Найбільш плавне підведення дверей до печі при використанні кривошипно-шатунного механізму можна здійснити при робочому ході кривошипа на кут =180°. На схемі приведені і найбільш вигідні розміри окремих ланок механізму.
Для порівняння приведені швидкості пересування дверезнімальної штанги в залежності від кута робочого ходу кривошипа. Пунктирною лінією показана швидкість пересування штанги при робочому ході кривошипа на кут = 180° і при 2,77 про/хв кривошип. Швидкість при робочому ході кривошипа на кут = 113° і при 1,62 про/хв кривошип. При робочому ході кривошипа на кут = 180° забезпечується плавне наростання швидкості, на початку руху штанги і плавне зниження її наприкінці ходу. При робочому ході кривошипа на кут =113° швидкість різко зростає на початку і не менш різко знижується наприкінці ходу штанги. При цьому варто звернути увагу на те, що зменшення числа обертів кривошипа в 1,7 рази не зробило впливу на характер кривих швидкостей пересування штанги.
Характер зміни швидкості пересування дверезнімальної штанги при, кривошипно-шатунному механізмі залежить головним чином від кута робочого ходу кривошипа. Число оборотів кривошипа, розміри його радіуса і співвідношення пліч коромисла позначаються головним чином на величині швидкості штанги і зовсім незначно на плавності ходу її в крайніх положеннях. Як видне зменшення кута робочого ходу кривошипа приводить до різких змін швидкості руху штанги в початкові моменти руху. Така зміна швидкості вимагає значно більшої потужності електродвигуна для привода механізму.
Досвід роботи механізмів пересування дверезнімальних штанг із кутом робочого ходу кривошипа 120—130° цілком підтверджує правильність зробленого висновку.
Розглянемо величину зусилля, що, створюється за допомогою кривошипно-шатунного механізму. У результаті розкладання сил у кривошипно-шатунному механізмі при постійному моменті, що крутить, на валу електродвигуна зусилля в шатуні, а отже, і в наступних ланках кінематичного ланцюга механізму міняються від рівного окружному зусиллю кривошипа при куті =90° до теоретичного рівного нескінченності при кутах =0 чи 180° (коли положення кривошипно-шатунного механізму відповідають мертвим крапкам).
Багаторічний досвід експлуатації показав, що незважаючи на установку пружинного компенсатора, при розкладанні сил кривошипно-шатунного механізму в ланках механізму створюються неприпустимо великі зусилля. Вони приводять до розладу всього механізму пересування дверезнімальної штанги, поломці окремих деталей, розриву болтів як на корпусі редуктора, так і в місцях з'єднання рами механізму з основною металоконструкцією машини і т.д. Усе це, незважаючи на ряд достоїнств шатунно-кривошипного механізму, змусило відмовитися від його використання. Одержання плавного, без ударів, підходу дверей до печі може бути досягнуте за рахунок вибору раціональної швидкості дверезнімальної штанги. Прийняті на окремих коксовиштовхувачах великі швидкості пересування дверезнімальної штанги (15—20 м/хв) виявилися в експлуатації непотрібними і навіть шкідливими, тому що навіть при наявності кривошипно-шатунних механізмів створювали удари дверей по арміруючим рамам. З метою значного, зменшення швидкості підходу двері до рами встановлюють додаткові чи редуктори ж двигуни з меншим числом оборотів.
Третя схема (рис.7) механізму пересування дверезнімальної штанги передбачає як привод штанги черв’ячно-гвинтовий редуктор. Він забезпечує плавне пересування дверезнімальної штанги, плавний підхід дверей до печі і створення заданих зусиль, необхідних для встановлювання двері. Черв’ячно-гвинтовий редуктор 1 і електродвигун 2 установлені на спеціальній хитній рамі 3. Хитання рами редуктора здійснюється на опорах Г, укріплених на опорній рамі механізму дверезнімального пристрою.
Шток 4 черв’ячно-гвинтового редуктори шарнірно з'єднаний з коромислом 5, що у свою чергу з'єднано одним кінцем із пружинною тягою 6, а іншим укріплено на шарнірі 7. Пружинна тяга 6 шарнірно з'єднана з металоконструкцією дверезнімальної штанги.
Установка черв’ячно-гвинтового редуктора на хитній рамі забезпечує роботу штока редуктора тільки на розтягання і на стиск.
Під час висування штока 4 рух коромисла 5 передається пружинній тязі і дверезнімальній штанзі.
У кінематичному ланцюзі механізму пересування дверезнімальної штанги встановлюється пружинна тяга за пропозицією інж. М.Т. Дмитренко. Пружинна тяга забезпечує більш плавну передачу зусиль на штангу, а також дозволяє здійснювати вимикання електродвигуна, як тільки зусилля в ланках механізму почнуть збільшуватися більше розрахункових. Це досягається тим, що пружина при зусиллях, що перевищують припустимі, стискується, шток з упором у цей час йде вперед і за допомогою кінцевого вимикача виключає двигун. Під час відходу упора від важеля кінцевого вимикача електродвигун механізму пересування дверезнімальної штанги автоматично включається. Між електродвигуном і редуктором установлена фрикційна муфта, відрегульована на заданий момент, що крутить, на той випадок, якщо кінцевий вимикач з якої-небудь причини не спрацює.
Механізм зриву двері
Під час коксування вугілля в печі двері «прикіпа» до арміруючої рами і коксового пирога. Цьому сприяють відкладення смоли, утворення нагару в місцях з'єднання двері з арміруючою, рамою, а також прилягання вогнетривкої футеровки двері до коксового пирога. Для того щоб легше було зняти і відвести двері від печі, попередньо проводять так називаний зривши двері, тобто підйом дверей на 10—15 мм над порогом арміруючої рами.
Цим порушується тимчасовий зв'язок, що утворився між дверима, арміруючою рамою коксовим пирогом. На сучасних машинах операція зриву двері виробляються спеціальним механізмом. Механізм зриву встановлюється на передній частині металоконструкції дверезнімальної штанги. Він складається з електродвигуна, рух від який передається через фрикційну муфту черв’ячно-гвинтового редуктора, що знаходиться на хитній рамі. Під час обертання гвинта редуктора тяга робить поступальний рух і цим надає руху верхньому важелю захоплення. Важіль захоплення може качатися навколо осі, закріпленої на металоконструкції дверезнімальної штанги. Тяга редуктора і важіль захоплення шарнірно з'єднані віссю.