防碰撞的阳极母线转接框架的制作方法

本实用新型涉及电解铝行业的生产设备，具体涉及一种防碰撞的阳极母线转接框架。

背景技术：

阳极母线转接框架是电解铝生产工艺过程中不可或缺的设备之一。阳极母线转接框架包括上架和下架，下架通过销轴铰接在上架上，并且下架可绕销轴摆动。在电解铝生产过程中，阳极母线转接框架的下架通过阳极导杆夹具将阳极导杆夹紧，并将置于阳极导杆下端的阳极炭块放入电解池中，使阳极炭块与用小盒夹具固定在阳极导杆的水平母线形成电流回路，从而进行电解铝作业。

随着电解池电流的不断增大，电解池及周边的磁场也不断地增大，阳极导杆在磁场力的作用下与下架产生相对位移，阳极导杆发生相对位移的同时，下架也会发生摆动。这样一来，下架就会不可避免地与上架发生碰撞。若碰撞比较激烈，下架或者上架甚至会产生形变。

另外，在更换阳极导杆的过程中，需要推动下架绕铰接在上架上的销轴摆动，使下架处于垂直状态才能更换新的阳极导杆，而在更换了新的阳极导杆后，下架又重新摆动到具有倾角的位置，以使阳极导杆与水平母线贴紧。

由于下架是通过铰接的方式连接在上架上，在电解作业以及更换阳极导杆的过程中，下架都会发生两个方向的摆动，一个是下架沿铰接与上架的销轴的径向方向的摆动，一个是沿铰接与上架的销轴的轴向方向的摆动。这样一来，在销轴的轴向方向，下架就不可避免地与上架发生碰撞。若碰撞比较激烈，下架或者上架甚至会产生形变，影响设备的正常运行。针对上述的问题，一些现有设计是在下架的上端增设水平设置的横板或凸起结构，形成机械限位。这类现有设计虽然通过机械限位可减少下架沿铰接于上架的销轴的轴向方向的摆动，但机械限位结构与上架发生碰撞，依旧产生刚性碰撞，并发生塑性形变，并且容易锁死下架在其他方向的摆动。

因此，有必要设计一种防碰撞的阳极母线转接框架，通过阳极母线转接框架上的防碰撞机构，最大限度地降低阳极母线转接框架上的下架与上架因碰撞而产生的形变的概率，保护设备的安全，使电解铝生产作业得以顺利进行。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种防碰撞的阳极母线转接框架，通过阳极母线转接框架上的防碰撞机构，最大限度地降低阳极母线转接框架上的下架与上架因碰撞而产生形变的概率，保护设备的安全，使电解铝生产作业得以顺利进行。

为实现上述目的，本实用新型提供一种防碰撞的阳极母线转接框架，包括上架和下架。下架的一端通过销轴铰接于上架上，上架上端固定有第一气缸，第一气缸的活塞杆外端连接下架上端，下架的底端设有用于夹紧阳极导杆的阳极导杆夹具。上架上端还固定设有第一弹簧，第一弹簧竖直设置，第一弹簧的中间穿过有拉杆，拉杆的上端连接有压在第一弹簧顶端的第一压板，拉杆的下端铰接于下架。下架上端设置有限位机构安装架，限位机构安装架上水平设置有限位机构。限位机构安装架包括对称设置在下架上端两侧的两个相同的U型板，U型板的侧面设有安装孔。限位机构包括对称设置在两个U型板上的两个弹性缓冲件，弹性缓冲件包括撞杆、锁紧螺母、第二弹簧和弹簧套。撞杆的一端设有外螺纹，另一端设有头部。弹簧套水平地固定设置在U型板上的安装孔内，第二弹簧安装在弹簧套内，撞杆设有外螺纹的一端沿所述U型板外侧往内侧的方向，水平穿过第二弹簧和弹簧套，并通过锁紧螺母配合锁紧。

由上述方案可见，下架在电解池的磁场力的作用下摆动，或者是更换阳极导杆的过程中的摆动，下架在垂直设置在上架上的第一弹簧的拉力作用下，可减轻下架在铰接于上架的销轴的轴向方向的摆动幅度。下架在铰接于上架的销轴的轴向方向摆动的过程中，下架本体不直接与上架发生碰撞，而是由设置在下架上端两侧的限位机构与上架发生碰撞，即下架上端两侧的撞杆的头部与上架发生碰撞。两侧的撞杆头部与上架碰撞时，撞杆压缩第二弹簧，第二弹簧此时对撞杆起缓冲限位作用，避免了撞杆与上架产生刚性碰撞，从而避免下架与上架之间因发生刚性碰撞产生塑性形变，保护了设备的安全。

优选的一个方案是，撞杆的头部为球面形状。

由上述方案可知，撞杆对下架其缓冲限位的过程中，撞杆在其限位的作用下，不会影响下架在其他方向的摆动，保证了下架不会因限位作用而锁死下架的摆动，使下架可正常作业。

优选的一个方案是，第一弹簧的数量为两个，两个第一弹簧对称设置在所述上架上端的两侧。

由上述方案可知，两个对称的第一弹簧，确保了下架的摆动稳定性，进一步减小下架在铰接于上架的销轴的轴向方向的摆动幅度。

附图说明

图1是本实用新型防碰撞的阳极母线转接框架实施例第一视角的结构示意图。

图2是本实用新型防碰撞的阳极母线转接框架实施例第二视角的结构示意图。

图3是本实用新型防碰撞的阳极母线转接框架实施例中的上架的主体结构图。

图4是本实用新型防碰撞的阳极母线转接框架实施例中的下架的主体结构图。

图5是图2所示的A区域的放大视图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

参考图1与图2，本实用新型实施例中防碰撞的阳极母线转接框架包括上架1和下架2，下架2的一端通过销轴10铰接于上架1上。

上架1上固定有第一气缸31与第一弹簧32，第一气缸31的活塞杆外端连接下架2，第一弹簧32竖直设置，第一弹簧32的中间穿过有拉杆33，拉杆33的上端连接有压在第一弹簧32顶端的第一压板34，拉杆33的下端铰接于下架2。下架2的底端设有阳极导杆夹具201，阳极导杆夹具201通过销轴200与下架铰接在一起。如图1和图2所示，阳极导杆夹具201将阳极导杆40夹紧吊在下架2的下端，水平母线41由小盒夹具（图中未示出）夹紧在阳极导杆40的表面。

参见图3与图4，并结合图1与图2，上架1的主体结构包括竖直设置的第一安装板11、竖直向下且对称设置在第一安装板11侧面的两块相同结构的第二安装板12、用以加固两块第二安装板12的紧固板13、对称设置在两块第二安装板12内侧的两块相同结构的第一竖板14、倾斜设置在两块第一竖板14上的第一气缸安装板15，以及水平且对称设置两块第二安装板12的第一弹簧安装板16。第一安装板11的下方设置有双耳支座111，第一气缸安装板15上设有通孔151，第一弹簧安装板16上设有通孔161。

下架2的主体结构包括水平设置的第三安装板21，竖直设置在第三安装板21中间的第二竖板22。如图4所示，第二竖板22为三角形结构，其中一个直角边固定在第三安装板21上，另一直角边垂直于第三安装板21，第二竖板22在斜边的两锐角处设有通孔221和通孔222。第三安装板21的两侧对称设置有两块相同结构的第三竖板23，第三竖板23上设有通孔231，第三竖板23为三角形结构，其设置方式与第二竖板22相似。

结合图1与图2，销轴10依次穿过第一安装板11上的双耳支座111和第二竖板22上的通孔221，将下架2铰接于上架1上。第一气缸31倾斜安装在第一气缸安装板15，第一气缸31的活塞杆（图中未示出）穿过第一气缸安装板15上的通孔151通过连接件铰接于第三安装板22上的通孔222处。第一弹簧32竖直设置在第一弹簧安装板16上，拉杆33依次穿过第一弹簧32和第一弹簧安装板16上的通孔161，并通过连接件铰接于第三竖板23上的通孔231处。可以看出，上架1与下架2连接在一起时，第二竖板22位于两块第一竖板14之间。此外，第二竖板22和第三竖板23设计为三角形结构，保证第一气缸31能推动下架2绕销轴10转动。

第一气缸31采用一种弹簧气缸，用于推动下架2的摆动。如图1所示，第一气缸31自然状态时，第一气缸31内部的抵压弹簧处于自然状态，抵压弹簧将第一气缸31的活塞杆向外推出，使下架2绕销轴10顺时针带动，从而使下架2处于倾斜状态（即下架2与垂直方向形成一个夹角），此时在第一气缸31在断气状态下，阳极导杆40可紧贴水平母线41。当阳极导杆40需要更换时，第一气缸31充气时，第一气缸31克服抵压弹簧的弹力将活塞杆拉回，使下架2绕销轴10逆时针摆动，从而使下架2处于垂直状态。此时通过控制操作设置在下架的夹具机构即可将新的阳极导杆装入下架2的阳极导杆夹具22中。接着第一气缸31断气，使下架2倾斜，进而使新的阳极导杆紧贴水平母线。

由上述可以看出，在更换新的阳极导杆的过程中，下架2需要绕销轴10（即销轴10的径向方向）摆动，下架2不可避免地同时在销轴10的轴向方向（即图2所示的左右方向）发生摆动。若下架2在沿销轴10的轴向方向的摆动幅度较大，下架2将与上架1发生碰撞，使上架1或下架2产生塑性形变。

另外，阳极母线转接框架进行电解铝作业时，电解池中的电解液、阳极导杆40和水平母线41之间形成电解回路。随着电解池中的电流不断增大，电解池的中磁场相应增大，阳极导杆41在磁场力的作用下与下架2之间产生相对位移。在阳极导杆40产生相对位移的同时，阳极导杆40会带动下架2在销轴10的轴向方向发生摆动。同样，若下架2在沿销轴10的轴向方向的摆动幅度较大时，下架2将与上架1发生碰撞。

本实用新型实施例中，第一弹簧32竖直设置在上架1上，第一压板34设置在第一弹簧32上方，拉杆33一端连接第一压板34，另一端通过连接件连接到下架2的第三竖板23上的通孔231处。这样，在第一弹簧32的拉力作用下，下架2在沿销轴10的径向方向的摆动更加稳定，同时有效减少下架2在沿销轴10的轴向方向的摆动幅度，减轻下架2与上架1之间的冲力。作为优选的一个方案，下架2采用矩形下架，第一弹簧32的数量为两个，两个第一弹簧对称设置在上架1上的两块第一弹簧安装板16上，并通过拉杆33连接到下架2的两块第三竖板23上。

在两个第一弹簧32的稳定作用下，可减轻下架2与上架1之间的冲力，但仍未能有效避免上架1与下架2之间的碰撞。因此，本实施例中的阳极母线转接框架还设置有限位机构。

参见图2、图4与图5，下架1的第二竖板22上设置有限位机构安装架，该限位机构安装架为两块相同结构的U型板35。

如图5所示的方向，两块U型板35对称设置，开口方向连接在第二竖板22上，U型板的侧面设有安装孔351。

结合图2和图4可知，下架2铰接在上架1上，两块U型板35位于上架1的两块第一竖板14之间。

两块U型板35上对称且水平地设置有限位机构。参见图5，限位机构包括对称设置在两个U型板35上的两个弹性缓冲件，弹性缓冲件包括撞杆36、锁紧螺母37、第二弹簧38和弹簧套39。撞杆36的一端设有外螺纹，另一端设有头部360，撞杆36的头部360直径大于第二弹簧38的内径。弹簧套39水平固定设置在U型板35上的安装孔351内，弹簧套39朝外的一侧为开口结构，朝内的一侧具有侧壁391，且侧壁391上具有一个供撞杆36穿过的通孔（图中未示出）。第二弹簧38安装在弹簧套39内，撞杆36设有外螺纹的一端穿过第二弹簧38和弹簧套39上的通孔，并由锁紧螺母37配合锁紧。此时，撞杆36设有外螺纹的一端位于U型板35的内侧，撞杆36的头部360位于U型板35的外侧。当下架2沿销轴10的轴向方向摆动时，若下架2摆动幅度较大，撞杆的头部360与上架1上的第一竖板14碰撞。撞杆的头部360与第一竖板14碰撞的瞬间，撞杆36压缩第二弹簧38，撞杆的头部360与第一竖板14碰撞所产生的碰撞能量主要由第二弹簧38吸收，避免了撞杆36与上架1的第一竖板14之间产生较强的刚性碰撞，杜绝上架1或下架2产生塑性形变。

另外，由于两侧的撞杆36的头部360与上架1上的第一竖板14之间的距离较小，为避免撞杆36在限位的同时锁死下架2在绕销轴10径向方向的摆动，撞杆36的头部360设计为球面形状。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本发明。在以上说明的基础上，本实用新型还可以做出其他不同形式的变动或者改进。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。