转炉改造用球铰滑杆连接装置连接盘的制作方法

本实用新型属于炼钢设备领域，具体涉及一种转炉改造用球铰滑杆连接装置连接盘。

背景技术：

转炉是主要的炼钢设备，转炉连接装置是连接转炉炉壳与托圈的重要机械部件，由于转炉冶炼过程中转炉连接装置会承受重载荷和高温，所以工况极其恶劣，转炉连接装置的设计与加工质量直接影响转炉生产的连续性。

球铰滑杆连接装置是应用效果较好的转炉连接装置，因此有许多旧转炉连接装置改造为球铰滑杆连接装置，改造时，先在转炉炉壳上安装连接盘，再通过连接盘将转炉炉壳与托圈连接，但是连接盘的安装存在以下问题：1)连接盘是受力部位，需要保证一定的结构强度，但是当转炉转动或摆动以及转炉部分变形(如，膨胀)时，会在连接盘内部产生额外应力，影响连接盘的可靠性；2)炉壳与托圈均在线不拆除，操作空间有限，不利于连接盘的焊接，而且下连接装置改造安装时需要整个转炉系统上下翻转180度，也不利于焊接连接盘的焊接，焊接不方便的话，会影响连接盘的焊接质量与承载强度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种转炉改造用球铰滑杆连接装置连接盘，该连接盘具有一定的运动自由度，不会因为弧形板和支承圈在转炉转动或摆动以及转炉部分变形而在内部产生额外应力，增加了连接盘的整体可靠性，减轻了整体重量，保证了整体的结构强度和焊接强度，提高了整体的可靠性。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种转炉改造用球铰滑杆连接装置连接盘，包括紧贴且通过边缘焊接固定在转炉炉壳外壁指定位置处的弧形板、焊接固定在弧形板上的且设有轴孔的支承圈、配合在轴孔内的球铰轴承、配合在球铰轴承的内圈内的支承轴以及沿支承圈外壁均布的若干个支承筋，支承筋与支承圈外壁和弧形板焊接固定为一体且指向轴孔的轴心，弧形板边缘和轴孔均关于中轴线对称。

进一步地，弧形板的底部边缘设有弧形段，弧形板在弧形段处与转炉炉壳外壁焊接。

进一步地，弧形板的中部边缘设有倾斜段，倾斜段从下往上向远离中轴线的一侧倾斜，弧形板在倾斜段处与转炉炉壳外壁焊接。

进一步地，弧形板顶部边缘设有凹陷段，弧形板在凹陷段处不与转炉炉壳外壁焊接。

进一步地，弧形板上开设有若干个关于中轴线对称分布的通孔，弧形板在通孔处与转炉炉壳外壁焊接。

进一步地，支承筋内侧设有应力卸载槽、外侧设有应力过渡弧，应力卸载槽位于支承圈外壁和弧形板的相交处。

本实用新型的有益效果是：

1.该连接盘具有一定的运动自由度，不会因为弧形板和支承圈在转炉转动或摆动以及转炉部分变形(如，膨胀)而在内部产生额外应力，增加了连接盘的整体可靠性——由于球铰轴承具有一定的摆动角度，所以弧形板和支承圈具有空间中三个坐标轴的旋转自由度，可以保证弧形板和支承圈在转炉转动或摆动时随着一起运动，同时弧形板和支承圈在支承轴的轴向上具有平移自由度，可以保障连接盘在转炉部分变形(如，膨胀)时适应与其一起移动；弧形板与转炉炉壳外壁紧贴且焊接固定，减轻了整体重量，保证了整体的结构强度和焊接强度；弧形板和轴孔均关于中轴线对称，使得两侧受力均匀，提高了整体的可靠性；支承筋提高了整体的结构强度。

2.旧转炉在线改造过程中，需要将旧转炉旋转180°，转炉炉口竖直向下，此时安装连接盘时，弧形段位于支承轴的上部，即也位于处于拖圈上方，焊接工人可以站在拖圈上进行焊接，焊接位置方便，焊接视野与操作空间均理想，杜绝了现场焊接中仰焊或者焊接视野不好的情况，同时弧形段增加焊缝强度，有利于保证连接盘的强度。

3.倾斜段一定程度上避免了竖焊的不利因素，可以保证焊接熔池的形成，人员焊接位置方便，同时也增加了连接盘的焊接长度，增加焊接强度。

4.通常的焊接安装是所有边缘都要焊接，以确保安全性，但是旧转炉在线改造过程中，需要将旧转炉旋转180°，转炉炉口竖直向下，此时凹陷段会处于支承圈的下方，并靠近拖圈，人工焊接难度极大，并且无法保证焊接质量，所以凹陷段不焊接，凹陷段的设定，既减轻了弧形板的重量，又极大降低了弧形板的焊接难度；凹陷段处可以实现焊接的圆滑过渡，降低了焊接处与非焊接处的应力，避免了焊接应力与承载应力集中。

5.通孔处焊接，方便可靠，可以增加整个连接盘的焊接强度；因为通孔间彼此间隔，如果发生炉壳的局部高温膨胀变形，导致有部分通孔焊接开裂，也不会影响其他通孔，不会影响整个连接盘的可靠性；通孔的设定还减少了整个设备的重量，减少了承重。

6.应力卸载槽和应力过渡弧可以消除大部分支承圈与支承筋的应力集中，支承筋和支承圈与弧形板的刚性焊接与应力过渡弧和应力卸载槽的柔性缓冲过渡相结合，有利于增加整个连接盘的承载可靠性与安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是图1中A-A的剖面图。

图3是本实用新型实施例的立体图。

图中：1-弧形板；2-支承圈；3-球铰轴承；4-支承轴；5-支承筋；a-应力过渡弧；b- 应力卸载槽；c-通孔；d-凹陷段；e-倾斜段；f-弧形段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2和图3所示，一种转炉改造用球铰滑杆连接装置连接盘，包括紧贴且通过边缘焊接固定在转炉炉壳外壁指定位置处的弧形板1、焊接固定在弧形板1上的且设有轴孔的支承圈2、配合在轴孔内的球铰轴承3、配合在球铰轴承3的内圈内的支承轴4以及沿支承圈2外壁均布的若干个支承筋5(支承筋5的个数根据实际情况而定)，支承筋5 与支承圈2外壁和弧形板1焊接固定为一体且指向轴孔的轴心，弧形板1边缘和轴孔均关于中轴线对称，改造时，多个连接盘分布在不同的指定位置处，连接盘安装后，将支承轴 4与轴套和耳座连接，即可通过多个耳座将转炉炉壳与托圈连接在一起。该连接盘具有一定的运动自由度，不会因为弧形板1和支承圈2在转炉转动或摆动以及转炉部分变形(如，膨胀)而在内部产生额外应力，增加了连接盘的整体可靠性——由于球铰轴承3具有一定的摆动角度，所以弧形板1和支承圈2具有空间中三个坐标轴的旋转自由度，可以保证弧形板1和支承圈2在转炉转动或摆动时随着一起运动，同时弧形板1和支承圈2在支承轴4的轴向上具有平移自由度，可以保障连接盘在转炉部分变形(如，膨胀)时适应与其一起移动；弧形板1与转炉炉壳外壁紧贴且焊接固定，减轻了整体重量，保证了整体的结构强度和焊接强度；弧形板1和轴孔均关于中轴线对称，使得两侧受力均匀，提高了整体的可靠性；支承筋5提高了整体的结构强度。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，弧形板1的底部边缘设有弧形段f，弧形板1在弧形段f处与转炉炉壳外壁焊接。旧转炉在线改造过程中，需要将旧转炉旋转180°，转炉炉口竖直向下，此时安装连接盘时，弧形段f位于支承轴4的上部，即也位于处于拖圈上方，焊接工人可以站在拖圈上进行焊接，焊接位置方便，焊接视野与操作空间均理想，杜绝了现场焊接中仰焊或者焊接视野不好的情况，同时弧形段f增加焊缝强度，有利于保证连接盘的强度。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，弧形板1的中部边缘设有倾斜段e，倾斜段e从下往上向远离中轴线的一侧倾斜，弧形板1在倾斜段e处与转炉炉壳外壁焊接。倾斜段e一定程度上避免了竖焊的不利因素，可以保证焊接熔池的形成，人员焊接位置方便，同时也增加了连接盘的焊接长度，增加焊接强度。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，弧形板1顶部边缘设有凹陷段d，弧形板1 在凹陷段d处不与转炉炉壳外壁焊接。通常的焊接安装是所有边缘都要焊接，以确保安全性，但是旧转炉在线改造过程中，需要将旧转炉旋转180°，转炉炉口竖直向下，此时凹陷段d会处于支承圈2的下方，并靠近拖圈，人工焊接难度极大，并且无法保证焊接质量，所以凹陷段d不焊接，凹陷段的设定，既减轻了弧形板1的重量，又极大降低了弧形板1 的焊接难度；凹陷段d处可以实现焊接的圆滑过渡，降低了焊接处与非焊接处的应力，避免了焊接应力与承载应力集中。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，弧形板1上开设有若干个关于中轴线对称分布的通孔c(通孔c的个数根据实际情况而定)，弧形板1在通孔c处与转炉炉壳外壁焊接。通孔c处焊接，方便可靠，可以增加整个连接盘的焊接强度；因为通孔c间彼此间隔，如果发生炉壳的局部高温膨胀变形，导致有部分通孔c焊接开裂，也不会影响其他通孔c，不会影响整个连接盘的可靠性；通孔c的设定还减少了整个设备的重量，减少了承重。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，支承筋5内侧设有应力卸载槽b、外侧设有应力过渡弧a(应力过渡弧a的倾斜角度及圆弧半径和应力卸载槽b的半径通过多次仿真计算即可确定)，应力卸载槽b位于支承圈2外壁和弧形板1的相交处。应力卸载槽b 和应力过渡弧a可以消除大部分支承圈2与支承筋5的应力集中，支承筋5和支承圈2与弧形板1的刚性焊接与应力过渡弧a和应力卸载槽b的柔性缓冲过渡相结合，有利于增加整个连接盘的承载可靠性与安全性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。