1.10.1. Стопорные ковши малой емкости

Основные элементы ковша (рис. 27) – это корпус 1, стопорный механизм 2 со стопором 3, траверса 4 и футеровка 5.

Рис. 27. Ковш стопорный малой емкости

Корпус ковша (рис. 28, а) состоит из кожуха 1, днища 5, сливного носка 7, кантовочной скобы 6 и элементов цапфового пояса – верхнего ребра жесткости 2, цапфовой плиты 3 и нижнего ребра жесткости 4.

Кожух ковша изготовляют сваренных в стык листов. По форме – это усеченный конус. Небольшая конусность в пределах от 1:12 до 1:7 положительно влияет на стойкость футеровки, так как при такой форме легко удалять застывшие остатки шлака, «козлы», настыли; при этом опасность повреждения футеровки уменьшается. Кроме того, при конусной форме облегчается удаление изношенной футеровки.

В верхней части кожуха приваривают кольцо жесткости 8, которое придает необходимую жесткость кожуху и удерживает футеровку от выпадения при опрокидывании ковша.

На практике встречаются конструкции с кольцом из углового профиля и из листа (рис.28, б). Вторая конструкция предпочтительней, так как проще в изготовлении, а дополнительное увеличение жесткости кожуха, достигаемое установкой вертикальной полки уголка, весьма незначительно.

Цапфовый пояс, находящийся в средней части кожуха, предназначен для разгрузки его от изгибающих моментов, возникающих на цапфах при подъеме краном груженого ковша. Элементы цапфового пояса, так же как и зона перехода от днища к кожуху, представляют собой наиболее нагруженные части ковша, и в них возникают наибольшие напряжения. Поэтому от правильного выбора их конструкции и размеров в значительной мере зависят надежная и долговечная работа ковша, и его масса

Рис. 28. Корпус ковша малой емкости

Наиболее рациональная конструкция цапфового пояса показана на (рис. 28, а). Основным несущим элементом служат два ребра жесткости 2 и 4 прямоугольного сечения, которые по всему периметру приварены к кожуху и цапфовым плитам. Жесткость этих ребер значительная, поэтому они почти полностью разгружают кожух от изгибающих моментов. Эта конструкция нашла широкое применение в большегрузных ковшах (в которых уменьшение собственной массы имеет большое значение) и получает все большее распространение при проектировании ковшей малой емкости.

Цапфовые плиты изготовляют литыми (рис. 28, а) или коваными (рис.28, б). Литые плиты выполняют заодно с цапфами. Ввиду недостаточной надежности и относительно большой массы их применяют редко и главным образом на ковшах небольшой емкости.

Наибольшее распространение получили кованые плиты 10 с запрессованными в них цапфами 11. Запрессовку осуществляют на легкопрессовой посадке с внутренней стороны кожуха, для него в нем предусматривают соответствующие вырезы. Цапфу обязательно выполняют с упорным заплечиком, предохраняющим ее от выпадения из плиты при случайном ослаблении посадки. С другой стороны цапфы приваривают шайбу 12, предохраняющую крюки крана от соскальзывания с цапфы.

Разница в диаметрах шеек под запрессовку и под крюки должна быть по возможности небольшой с тем, чтобы уменьшить концентрацию напряжений у галтели.

Положение оси цапф по высоте ковша определяется правилами техники безопасности, согласно которым центр тяжести груженого ковша должен находиться не менее чем на 200 мм ниже оси цапф. Такое расположение оси, вокруг которой происходит кантовка ковша, предохранит его от случайного опрокидывания при транспортировке. На практике положение центра тяжести может сильно отличаться от расчетного (вследствие неправильной кладки футеровки, наличия настылей и др.). Если центр тяжести груженого ковша находится от оси цапф на расстоянии менее 200 мм, то на корпусе ковша должны быть предусмотрены специальные устройства, предохраняющий его от опрокидывания. На (рис. 28, а) показана одна из возможных конструкций такого устройства. С двух сторон кожуха на кольцо жесткости приваривают кронштейны 13, на которых шарнирно закреплены вилки 14. Вилки постоянно должны быть накинуты на тяги траверсы (рис. 27). Когда ковш находится в подвешенном состоянии, они предохраняют его от случайного опрокидывания и от раскачивания. При установке ковша на пол они предохраняют траверсу от поворота. Откидываются вилки лишь при необходимости кантовки ковша.

Стопор и стопорный механизм расположены несимметрично относительно оси ковша 4. Поэтому у ковшей емкостью до 5 т. ось цапф 3 (в плане) смещается относительно оси ковша на величину е (рис. 29), которую выбирают из условия уравновешивания порожнего ковша. В ковшах емкостью свыше 5 т стопора не оказывает заметного влияния на уравновешиваемость ковша, поэтому ось цапфы не смещают с оси ковша.

Рис. 29. Схема смещения оси цапф относительно оси ковша: 1 – ось штанги стопорного механизма; 2 – ось стопора; 3 – ось цапф; 4 – ось ковша

В кожухе ковша должны быть предусмотрены сквозные отверстия диаметром 10–12 мм, равномерно расположенные по всей поверхности с шагом 300–400 мм. Эти отверстия предназначены для удаления влаги, испаряющейся из футеровки во время ее сушки, благодаря чему предотвращается местное выпучивание футеровки и ее разрушение.

Днище ковша. В сталеразливочных ковшах находят применение плоские и сферические днища различных типов. В зоне перехода днища в кожух под действием веса металла и футеровки возникают местные напряжения, величина которых будет тем меньше, чем более плавно выполнен переход. Поскольку в плоских днищах сопряжение с кожухом выполнено под прямым углом или с небольшим закруглением, то местные напряжения в зоне сопряжения достигают весьма больших значений, поэтому плоские днища приходится выполнять большей толщины, а следовательно, и более тяжелыми, чем сферические днища одинаковых диаметров, работающих в одинаковых условиях. Однако в ковшах малой емкости преимущественное распространение нашли плоские днища. Это объясняется тем, что изготовлять плоские днища значительно проще и дешевле, чем сферические днища, а относительное снижение массы при изготовлении сферического днища небольших размеров сравнительно невелико.

Кантовочная скоба 6 (рис. 27) предназначена для опрокидывания ковша при сливе шлака, остающегося после разливки, или для аварийного слива всей стали, если по какой-либо причине ее нельзя разлить через стопор.