CN110803620A - 自动开闭式阳极焙烧夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供自动开闭式阳极焙烧夹具，包括活动臂、斜拉杆、定位柱、横梁、拉杆、起升机构和开闭机构；开闭机构包括支座、销轴和触头轴；触头轴中部为细轴，细轴上部和下部分别间隔设置凸起；销轴沿径向把合于支座上，且两个销轴相对设置于触头轴中部细轴两侧；触头轴下部为工字型结构；横梁上设置触头轴孔，触头轴孔与工字型结构相匹配；工字型结构能够卡合于触头轴孔；触头轴能够通过工字型结构与横梁连接或脱离。本发明解决了原动力缸开闭式阳极焙烧夹具结构复杂、需设置开闭限位，若限位失效易造成电机损坏，夹具无法正常工作等技术问题。

Description

自动开闭式阳极焙烧夹具

技术领域

本发明涉及铝电解行业专用设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种自动开闭式阳极焙烧夹具。

背景技术

阳极焙烧炉用多功能机组是焙烧铝电解用阳极碳块的专用设备，阳极焙烧夹具是该设备的专用夹具，主要用来夹取阳极块(生块/熟块)完成焙烧炉的装炉/出炉作业。

目前阳极焙烧夹具主要采用动力缸开闭式，如图1所示，包括活动臂1、斜拉杆2、定位柱3、横梁4、拉杆5、起升机构6、动力缸7＇、限位开关8＇、转动臂9＇等部分，工作原理为：动力缸7＇打开，转动臂9＇抵住拉杆5上部，夹具保持张开状态；需要夹起阳极炭块时，夹具先置于阳极炭块上，定位柱3与阳极炭块的上平面接触，动力缸7＇驱动转动臂9＇，转动臂9＇转出，让出拉杆5提升空间，此时起升机构6提升，夹具闭合并夹持阳极炭块。将炭块吊运到指定位置后，拉杆5依靠自重下降，动力缸7＇打开，驱动转动臂9＇抵住拉杆5上部，起升机构6提升，夹具以打开方式上升；为防止转动臂9＇过度旋转造成机构损坏，需在转动臂9＇两侧设置限位开关8＇。这种方式存在的主要问题有：

一：结构复杂、重量大、需配备动力源；

二：可靠性差，需设置开闭限位，若限位失效易造成电机(堵转而不能断电)损坏，夹具无法正常工作；

三：操作繁琐，成本较高；

随着焙烧工艺的改进和生产能力的提高，原动力缸开闭式阳极焙烧夹具，由于其自身存在的缺陷，已经不能很好的适用现代化铝厂。

现有技术中，论文《阳极自动夹紧夹具的设计与分析》提出的夹具，属于剪式结构，主要由左、右拉杆，左、右臂杆，连杆1，连杆2，左、右夹板，定位板，限位块，自动机构和连接板、吊挂组成，左右夹板分别与左右臂杆固结在一起，定位板、限位块安装在连杆1上，连接板将自动机构和右拉杆联在一起。工作时，主要依靠左、右臂杆，左、右拉杆等构件的重力作用，带动左、右臂杆绕两侧B、C两铰点正反向转动，控制夹板开度，实现夹具开闭，该夹具用于夹取单块水平放置的炭块；自动机构由触杆、转动销、上下凸轮齿、弹簧、弹簧座、钢球、固定架组成，转动销与触杆刚性连接，并带动触杆在上下凸轮形成的沟槽内运动，通过上部弹簧作用力，及下部限位块的限制，触杆被压入固定架，转动销带动触杆顺着凸轮齿发生旋转，与限位块脱挂，通过控制夹具臂杆在重力作用下的转动，来控制夹具开闭，这种结构存在的问题是：结构繁琐，钢球磨损快，要定期更换，维护不便。

专利《阳极夹具》授权公告号CN204401117U，控制处结构与文献《阳极自动夹紧夹具的设计与分析》中自动机构相同，由触杆、转动销、上下凸轮齿、弹簧、弹簧座、钢球、固定架等组成，这种结构存在的主要问题是：结构繁琐，钢球磨损快，要定期更换，维护不便。

发明内容

根据上述提出现有技术中的原动力缸开闭式阳极焙烧夹具，存在结构复杂、重量大、可靠性差、操作繁琐，需设置开闭限位，若限位失效易造成电机损坏，夹具无法正常工作等技术问题，而提供一种自动开闭式阳极焙烧夹具。本发明去掉原动力系统，结构简单、重量轻、不需配备动力源，操作方便。

本发明采用的技术手段如下：

自动开闭式阳极焙烧夹具，包括活动臂、斜拉杆、定位柱、横梁、拉杆、起升机构和开闭机构；

所述活动臂铰接于所述横梁；所述斜拉杆一端铰接于所述活动臂，另一端铰接于所述拉杆，所述斜拉杆从所述定位柱中部穿过；所述起升机构下部与所述拉杆相连接；所述定位柱顶部固定于所述横梁；

所述开闭机构包括支座、销轴和触头轴；所述支座固定连接于所述拉杆；

所述触头轴中部为细轴，所述细轴的上部和下部分别间隔设置凸起；所述销轴沿径向把合于所述支座上，且两个所述销轴相对设置于所述细轴两侧；所述触头轴底部为工字型结构；

所述横梁上设置触头轴孔，所述触头轴孔处设置定位块，所述定位块包括与所述触头轴孔相连通的通孔；所述触头轴孔与所述工字型结构相匹配，所述工字型结构能够卡合于所述触头轴孔；所述触头轴能够通过所述工字型结构与所述横梁连接或脱离。

进一步地，所述凸起的边缘为弧形。

进一步地，所述触头轴孔形状与所述工字型结构的下部相匹配。

进一步地，所述工字型结构的下部的长条形的宽度大于所述触头轴孔的宽度，厚度小于所述触头轴孔的宽度。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的自动开闭式阳极焙烧夹具，去掉原动力系统，结构简单、重量轻、不需配备动力源。

2、本发明提供的自动开闭式阳极焙烧夹具，可靠性好，不需设置开闭限位。

3、本发明提供的自动开闭式阳极焙烧夹具，操作方便，成本较低，提高生产率。

综上，应用本发明的技术方案去掉原动力系统，结构简单、重量轻、不需配备动力源，操作方便。因此，本发明的技术方案解决了原动力缸开闭式阳极焙烧夹具，结构复杂、重量大、可靠性差、操作繁琐，需设置开闭限位，若限位失效易造成电机损坏，夹具无法正常工作等技术问题。

基于上述理由本发明可在夹具设备等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术所述动力缸开闭式阳极焙烧夹具的结构示意图。

图2为本发明所述自动开闭式阳极焙烧夹具的结构示意图。

图3为所述开闭机构的结构图。

图4为触头轴与横梁的脱挂原理图。

图5为横梁上的触头轴孔示意图。

图中：1、活动臂；2、斜拉杆；3、定位柱；4、横梁；5、拉杆；6、起升机构；7、开闭机构；7＇、动力缸；8、支座；8＇、限位开关；9、销轴；9＇、转动臂；10、触头轴；11、触头轴孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图2-5所示，本发明提供了一种自动开闭式阳极焙烧夹具，包括活动臂1、斜拉杆2、定位柱3、横梁4、拉杆5、起升机构6和开闭机构7；

所述活动臂1铰接于所述横梁4；所述斜拉杆2一端铰接于所述活动臂1，另一端铰接于所述拉杆5，所述斜拉杆2从所述定位柱3中部穿过；所述起升机构6下部与所述拉杆5相连接；所述定位柱3顶部固定于所述横梁4；

所述开闭机构7包括支座8、销轴9和触头轴10；所述支座8固定连接于所述拉杆5；

所述触头轴10中部为细轴，所述细轴的上部和下部分别间隔设置凸起；所述销轴9沿径向把合于所述支座8上，且两个所述销轴9相对设置于所述细轴两侧；所述触头轴10底部为工字型结构；

所述横梁4上设置触头轴孔11，所述触头轴孔处设置定位块b，所述定位块b包括与所述触头轴孔11相连通的通孔；所述触头轴孔与所述工字型结构相匹配，所述工字型结构能够卡合于所述触头轴孔11；所述触头轴10能够通过所述工字型结构与所述横梁4连接或脱离。

具体地，所述触头轴10上位于所述细轴上方的部分的下边缘和位于所述细轴下方的部分的上边缘分别间隔设置凸起。

在本实施例中，所述细轴与所述触头轴10上的其他部分相比较细，所述销轴9能够在所述触头轴10上位于所述细轴上下方的边缘之间来回移动，可以给所述触头轴10施加作用力使所述触头轴10旋转。

进一步地，所述凸起的边缘为弧形。

进一步地，所述触头轴孔11形状与所述工字型结构的下部相匹配。

进一步地，所述工字型结构的下部的长条形的宽度大于所述触头轴孔11的宽度，厚度小于所述触头轴孔11的宽度。

在本实施例中，将所述工字型结构的下部的长条形的较宽的侧面为m面，较窄的侧面为n面。

下面以夹取炭块A为例，来说明本设计的工作原理：当需要吊运炭块A时，阳极夹具置于炭块A上(触头轴和横梁脱挂状态如图4中Ⅰ所示)，定位柱3与炭块A上表面接触，夹具重量整体压在炭块A上，此时起升机构6继续下降，带动拉杆5带动整个开闭机构7下降，当开闭机构7中的触头轴10上的定位面a与横梁4上的定位块b上平面接触(如图4中Ⅱ所示)，触头轴10停止下降，支座8及销轴9在起升机构6的带动下继续下降，下降过程中，销轴9与触头轴10上细轴下方的凸起处接触，在销轴9对触头轴10和定位块b对触头轴定位面a的共同作用力下，触头轴10发生转动，触头轴10转动45°销轴9从细轴下方的凸起的最高点滑至最低点，此时限制起升机构6不能下降只能上升，起升机构6开始上升，通过拉杆5带动支座8带动销轴9从细轴下方的凸起的最低点上升至细轴上方的凸起的最低点，起升机构6继续上升，销轴9与细轴上方的凸起的最低点接触，在触头轴10的重力作用下，触头轴10再发生旋转，旋转45°工字型结构的下部由m面(如图4中Ⅲ所示)转为n面(如图4中Ⅳ所示)，同时销轴9从细轴上方的凸起的最低点滑至最高点，带动触头轴10一起上升，触头轴10的工字型结构的下部顺利从横梁4中脱出(如图4中Ⅴ所示)，触头轴10与横梁4解除连接，起升机构6继续上升，拉杆5通过铰点带动斜拉杆2带动活动臂1转动，夹具夹紧，完成起吊。

当炭块吊运到指定地点后，起升机构6带动拉杆5及整个开闭机构7开始下降，当开闭机构7中的触头轴10上的定位面a与横梁4上的定位块b上平面接触(如图4中Ⅳ所示)，触头轴10停止下降，支座8及销轴9在起升机构6带动下继续下降，销轴9从细轴上方的凸起的最高点降至细轴下方的凸起的最高点，在销轴9对触头轴10和横梁定位块b对触头轴定位面a的共同作用力下，触头轴10发生转动，触头轴10转动45°销轴9从细轴下方的凸起的最高点滑至最低点，此时限制起升机构6不能下降只能上升，起升机构6上升，通过拉杆5带动支座8带动销轴9从细轴下方的凸起的最低点上升至细轴上方的凸起的最低点，起升机构6继续上升，销轴9与细轴上方的凸起的最低点接触，在触头轴10重力作用下，触头轴10再发生旋转，旋转45°工字型结构的下部由n面转为m面，此时起升机构继续上升，触头轴下定位面d与横梁定位面c接触，限制夹具上升，夹具以打开状态锁定，炭块吊运完成。

本发明设计的阳极焙烧夹具，用自动开闭机构代替原来的动力缸开闭器。背景技术中论文《阳极自动夹紧夹具的设计与分析》提出的夹具与本发明相比，夹具结构及适用工况不同，本发明所述的阳极焙烧夹具主要由拉杆、左右斜拉杆、左右活动臂、定位柱、横梁、提升机构及开闭机构等部件组成，活动臂可绕横梁两侧两个铰点及左右斜拉杆两侧铰点转动，起升机构与拉杆刚性连接，开闭机构固定在拉杆上，工作时，拉杆通过中间两个铰点带动两个斜拉杆，带动左、右两个活动臂绕两侧铰点转动，控制夹具开度，实现夹具开闭，该夹具用于夹取多块并排垂直放置的炭块。

而且自动机构结构不同，本发明设计的开闭机构由支座、销轴、触头轴组成，触头轴底部设计为工字型结构，夹具横梁上开有与触头轴上的工字型结构相匹配的触头轴孔，触头轴下部设置有定位面，夹具横梁上部设置有定位块，工作时，支座带动销轴升降，销轴抵在触头轴上细轴上下部设置的凸起上，通过销轴作用在触头轴上的力及下部横梁定位块作用在触头轴定位面的力，带动触头轴发生旋转，与横梁脱挂，限制或让出夹具拉杆提升空间，控制夹具开闭。

专利《阳极夹具》授权公告号CN204401117U，与本文相比，控制装置处结构及内容重点不同。

控制装置结构不同：本申请的开闭机构由支座、销轴、触头轴组成，去掉了原自动机构中弹簧、弹簧座、钢球等部件，转动销和触杆及上下凸轮齿用销轴及触头轴取代，结构更新颖，节约成本，且维护方便。

同时技术方案的侧重点不同：专利《阳极夹具》侧重于提供一种夹具可调整夹具开度，以实现夹持多种规格炭块组合，解决夹具通用性的问题；本申请侧重于解决原动力缸开闭式夹具存在的结构复杂、需配备动力源、可靠性差等问题，从而升级改造为自动开闭式夹具。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.自动开闭式阳极焙烧夹具，其特征在于，包括活动臂、斜拉杆、定位柱、横梁、拉杆、起升机构和开闭机构；

所述活动臂铰接于所述横梁；所述斜拉杆一端铰接于所述活动臂，另一端铰接于所述拉杆，所述斜拉杆从所述定位柱中部穿过；所述起升机构下部与所述拉杆相连接；所述定位柱顶部固定于所述横梁；

所述开闭机构包括支座、销轴和触头轴；所述支座固定连接于所述拉杆；

所述触头轴中部为细轴，所述细轴的上部和下部分别间隔设置凸起；所述销轴沿径向把合于所述支座上，且两个所述销轴相对设置于所述细轴两侧；所述触头轴底部为工字型结构；

所述横梁上设置触头轴孔，所述触头轴孔处设置定位块，所述定位块包括与所述触头轴孔相连通的通孔；所述触头轴孔与所述工字型结构相匹配，所述工字型结构能够卡合于所述触头轴孔；所述触头轴能够通过所述工字型结构与所述横梁连接或脱离。

2.根据权利要求1所述的自动开闭式阳极焙烧夹具，其特征在于，所述凸起的边缘为弧形。

3.根据权利要求1所述的自动开闭式阳极焙烧夹具，其特征在于，所述触头轴孔形状与所述工字型结构的下部相匹配。

4.根据权利要求1所述的自动开闭式阳极焙烧夹具，其特征在于，所述工字型结构的下部的长条形的宽度大于所述触头轴孔的宽度，厚度小于所述触头轴孔的宽度。

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