专利名称：一种设有负荷监测装置的弹性托架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种托架装置，尤其涉及一种用于连铸设备长水口的托架装置。
背景技术：
长水口是连铸生产的关键部件之一，在冶金过程中起着连接大包和中间包的重要作用，是钢水从大包流向中间包的唯一通道。而机械手主要用于长水口的定位和传输。工作时，如
图1所示，用于安放长水口 3的长水口托圈安放在托架5上，托架5通过连接头6与机械手2的进给部件联为一体，可完成长水口 1的前进、后退、上升、下降、倾翻等动作。长水口 3通过机械手2实现与大包1底部水口的连接与分离以及位置保持，大包1中的钢水通过长水口 3流入中间包4中，为了防止高温钢水从长水口 3与大包水口之间溢出。长水口与大包水口之间必需保证一定的正压力以用于平面密封，尤其在开浇过程中，由于大包与长水口需要同步下降，所以为保证密封效果，只能采用大包压长水口的方式，即大包先下降， 长水口再下降的方式，这样，用于密封的压力最终均传递到机械手的托架5上，使之一直都处于异常负荷压下的状态，而且这种负荷的大小全凭操作人员的经验与手感，不同的操作人员差异较大且无规律，常常出现过压下的情况，这种异常压下的负荷，首先通过托架、连接头、摆臂等的连接间隙和刚体的弹性变形进行补偿，由于托架是刚性结构件，所以这种补偿量是很小的，当大包对长水口的压下量远远超过了机械手的弹性补偿量时，机械手托架承受的压力和弯矩会成倍地增加，尤其是在开浇的随动过程中。又由于采用的是大包压长水口的方式，现场试验表明瞬间负荷可增加两倍以上，所以经常出现机械手托架连接头头部压溃、焊接部位开裂等故障，使得机械手托架连接头寿命极短，一般两周左右即需进行更换，对生产成本造成了较大的压力，如果更换不及时，则容易出现溢钢的严重事故，引起异常终浇，这是因为水口的密封主要靠静压力完成，所以水口托架需保持一定的水平度，一旦连接头头部压溃量发生突变或焊缝瞬间开裂，则很容易使支座下倾，从而造成溢钢。
发明内容本实用新型的目的是提供一种设有负荷监测装置的弹性托架，其能够在确保长水口与大包水口满足密封要求的前提下，自动消除大包对机械手的异常压下负荷，从而避免机械手托架连接头的损坏，延长其使用寿命，避免“溢钢”现象的发生，同时通过设于弹性支架上的监测装置准确判断弹性托架的压下量，将弹性托架承受的负荷进行数字化、精确化的监测，方便操作人员判断密封位置、过载位置等关键位置。本实用新型的技术构思为由于现有的长水口托架为刚性部件，虽然机械手的各传动件之间存在一定的连接间隙，允许一定的弹性变形，但为了保证水口的密封效果，必须先消除这些连接间隙和弹性变形，然后再施加一定负荷，所以此结构可以补偿的过压下量其实是很小的。而且这种负荷的大小完全凭个人的经验，很容易出现过压下的情况，而且过载的负荷大小也随着过压下量的增加而成倍上升，而机械结构本身的强度是有限的。因此发明人认为，解决上述问题的关键不应当是增加托架以及相关部件的强度，而是如何在保证水口密封效果的前提下，使这种异常压下的负荷不受人为的控制，保持在一定的合理范围内。因此要实现本发明的目的，需要解决满足水口密封正压力的要求，在机械手的工作过程中，长水口托架能产生一定的反作用力；在大包水口与机械手联动的过程中，托架本身可以自动产生较大的补偿量，从而托架承受的负荷控制在一定的范围内。鉴于上述考虑，发明人发明了一种弹性托架，其通过预压确保密封效果，当出现过量压下时，弹性托架通过压缩组件进行补偿，这样就可以将托架承受的负荷保证在允许的范围之内。此外，弹性托架的压下是否到位，两侧是否同步，仅凭肉眼观察不够直观也不够准确，因此发明人在弹性托架上设置了负荷监测装置，以将托架承受的压下负荷转化成压下量，进行定量刻度显示，将对负荷的控制转化成对压下量的控制，从而降低对操作人员的要求，提高装置的安全可靠性。为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种设有负荷监测装置的弹性托架， 其通过一连接件与机械手连接，设置于连铸长水口的下方，所述弹性托架包括一支座，其通过所述连接件与机械手固定连接，所述支座的前、后两侧各设有一托座槽，所述支座的前、后两侧外壁上各设有一标尺，所述标尺上设有刻度；两个托座，分别对应设于所述支座的两个托座槽内，所述连铸长水口设于所述托座上；两组弹性组件，分别对应设于托座和支座之间，通过弹性组件的弹性，用于实现托座与支座之间的相对位移；两个指针，分别对应固定设于所述各弹性组件上，并与所述标尺对应设置。当具有一定压力负荷的连铸长水口压下时，托座压缩弹性组件，其与支座之间的距离缩小，通过弹性组件的弹性形变，消化掉施加于支座以及机械手连接件上的负荷。 优选地，所述弹性组件包括一定位板，其下表面开有至少一个垂直设置的导杆孔，所述托座对应压设于所述定位板的上表面上，所述各指针对应固定设于各定位板上；至少一根导杆，其上端对应同定设于所述导杆孔中，所述支座的底板上对应导杆的位置对应开有至少一导向孔，所述导杆的下端对应设于与所述导向孔内；至少一弹簧，对应套于所述导杆上，并设于所述定位板与所述支座的底板之间。当托座压下时，定位板连同与其固定连接的导杆一起向下移动，导杆的下端沿导向孔向下移动，定位板与支座底板之间的距离缩小，压缩设于定位板与支座之间的弹簧，从而实现整个弹性组件的弹性形变。托座受到的载荷可以通过托座的压下量获知，由于指针与定位板一起升降，而标尺固定设置在支座上，因此读取标尺上指针对应的刻度数值，便可精确判断弹性托架的压下量，从而可以很方便地判断密封位置和最大过压下位置。每一组弹性组件中导杆、弹簧的数量，可以根据对弹力的需要进行配置，例如可以为3根或5根等等。优选地，所述定位板的前、后两端还分别同定连接有一前侧板和一后侧板。前侧板、后侧板和定位板共同将弹性组件的导杆和弹簧围于中间，为导杆和弹簧提供了保护。优选地，所述导杆为一阶梯轴，所述阶梯轴中部的直径大于阶梯轴下部的直径，所述阶梯轴的下部设于所述导向孔内，所述导向孔的孔径与阶梯轴下部的直径相匹配，并小于阶梯轴中部的直径。该设计使得，当导杆下移到一定位置时，便会由于中部的直径大于导向孔的直径而无法下移，从而在压下载荷过大的情况下，对弹簧提供保护，防止弹簧被压坏。优选地，所述定位板的导杆孔与导杆上端之间还对应设有一轴端挡圈。防止导杆在运动过程中发生松动。优选地，所述弹性托架还包括一吹扫管，其上开有若干吹扫孔，所述吹扫管固定设置于所述支座上，其中通入气体后可对整个弹性托架及相邻部件进行吹扫。本实用新型所述的弹性托架，结构简单，将托架所承载的载荷直接转换为可直接读取的压下量，便于控制预压下载荷，同时大大延长了托架和与机械手连接的连接头的寿命，节省了生产设备成本，节省了设备更换和维修时间，提高了生产效率。
以下结合附图和具体实施例来对本实用新型所述的弹性托架做进一步说明。
图1为现有机械手与长水口托架的设置结构示意图。图2为本实用新型所述的弹性托架的主视图。图3为图2的俯视图。图4为本实用新型所述的弹性托架中弹性组件的主视图。图5为图4的左侧视图。图6为本实用新型所述的弹性托架中标尺的结构示意图。
具体实施方式
如图2和图3所示，本实施例中的弹性托架包括支座23，其通过连接件与机械手固定连接，支座的前、后两侧各设有托座槽；根据长水口托圈的形状，本实施例中的两个托座均为开口朝上的U型托座21，U型托座21分别对应设于支座23的两个托座槽内，连铸长水口通过长水口托圈设于U型托座21上；两组弹性组件22，分别对应设于U型托座21和支座23之间。支座23的前、后两侧外壁上分别设有一个标尺沈，与标尺配套是用的指针固定设置在弹性组件上。吹扫管25通过连接板M固定设置在支座23上，吹扫管25上开有若干吹扫孔，用于对弹性托架进行吹扫。如图4和图5所示，本实施例中的弹性组件包括定位板222，其下表面开有三个垂直设置的导杆孔，U型托座对应压设于定位板222的上表面上；三根导杆225彼此平行设置，各导杆225均为阶梯轴，分为上部2251、中部2252和下部2253，导杆225的上端设于导杆孔中，并通过螺钉与定位板222固定连接，每一根导杆225的上端部与导杆孔之间还均设有一个轴端挡圈221，支座的底板上对应导杆的位置对应开有三个导向孔，导杆225的下部 2253对应设于各导向孔内，阶梯轴中部2252的直径大于阶梯轴下部2253的直径，导向孔的孔径与阶梯轴下部2253的直径相匹配，并小于阶梯轴中部2252的直径。三根弹簧2M对应套于各导杆225上，并设于定位板222与所述支座的底板之间。定位板222的前、后两端还分别固定连接有前侧板2 和后侧板223，前侧板226、后侧板223和定位板222共同将导杆225和弹簧224围于中间，为其提供保护。当U型托座21压下时，定位板222连同与其固定连接的导杆225 —起向下移动， 导杆的下部2253沿导向孔向下移动，定位板222与支座23的底板之间的距离缩小，压缩设于定位板222与支座23之间的弹簧224，从而实现整个弹性组件的弹性形变。当导杆225下移到一定位置时，便会由于导杆中部2252的直径大于导向孔的直径而无法下移，从而在压下载荷过大的情况下，对弹簧2M提供保护，防止弹簧2M被压坏，延长其使用寿命。如图6所示，标尺沈由三根主刻度线和若干小刻度线组成，三根主刻度线用红色以突出显示，其中刻度线261为压缩弹簧的原始位置，标记为零点，刻度线沈2为水口密封的工作位置，即水口密封位，刻度线263为弹簧224的极限工作位，即长水口与托架同步下降中最大允许压下位，刻度细线264用于精确读取定位板的压下量，以毫米为单位，间距取 1 2毫米。刻度线总长通过弹簧2M的工作范围确定，刻度值从零点开始，按刻度间距值递增。根据弹簧224的刚度和数量，可计算出压下量和负载的关系，从而将过压下负荷的变化转化成的U型托座21的压下量，进而在刻度尺上明确标识出密封位置、最大过压下位置。在机械手工作前，由于U型托座21及长水口的自重，使得弹性组件22会有一定的预压下量，通过观察弹性托架两侧的标尺沈的读数是否相同，一方面可以判断弹性组件的升降动作是否灵活，另一方面也可以判断弹簧是否正常。在本实施例中，当指针下降到刻度线沈2的位置时，说明密封压力已经达到密封要求，机械手长水口和大包水口可进入同步下降阶段，在该阶段中为确保安全，指针始终位于刻度线262的下方，但当指针下降到刻度线沈3的位置时，说明压下量已经过大，操作人员可以通过控制大包和机械手的下降速度， 将指针稳定在刻度线262和刻度线263之间，这样既方便又可靠。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种设有负荷监测装置的弹性托架，其通过一连接件与机械手连接，设置于连铸长水口的下方，其特征在于，所述弹性托架包括一支座，其通过所述连接件与机械手固定连接，所述支座的前、后两侧各设有一托座槽，所述支座的前、后两侧外壁上各设有一标尺，所述标尺上设有刻度；两个托座，分别对应设于所述支座的两个托座槽内，所述连铸长水口设于所述托座上；两组弹性组件，分别对应设于托座和支座之间，实现托座与支座之间的相对移动； 两个指针，分别对应固定设于所述各弹性组件上，并与所述标尺对应设置。
2.如权利要求1所述的设有负荷监测装置的弹性托架，其特征在于，所述弹性组件包括一定位板，其下表面开有至少一个垂直设置的导杆孔，所述托座对应压设于所述定位板的上表面上，所述各指针对应固定设于各定位板上；至少一根导杆，其上端对应固定设于所述导杆孔中，所述支座的底板上对应导杆的位置对应开有至少一导向孔，所述导杆的下端对应设于与所述导向孔内；至少一弹簧，对应套于所述导杆上，并设于所述定位板与所述支座的底板之间。
3.如权利要求2所述的设有负荷监测装置的弹性托架，其特征在于，所述定位板的前、 后两端还分别固定连接有一前侧板和一后侧板。
4.如权利要求3所述的设有负荷监测装置的弹性托架，其特征在于，所述导杆为一阶梯轴，所述阶梯轴中部的直径大于下部的直径，所述阶梯轴的下部设于所述导向孔内，所述导向孔的孔径与阶梯轴下部的直径相匹配，并小于阶梯轴中部的直径。
5.如权利要求4所述的设有负荷监测装置的弹性托架，其特征在于，所述定位板的导杆孔与导杆上端之间还对应设有一轴端挡圈。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的设有负荷监测装置的弹性托架，其特征在于，还包括一吹扫管，其上开有若干吹扫孔，所述吹扫管固定设置于所述支座上。
专利摘要本实用新型公开了一种设有负荷监测装置的弹性托架，其通过一连接件与机械手连接，设置于连铸长水口的下方，所述弹性托架包括一支座，其通过所述连接件与机械手固定连接，所述支座的前、后两侧各设有一托座槽，所述支座的前、后两侧外壁上各设有一标尺，所述标尺上设有刻度；两个托座，分别对应设于所述支座的两个托座槽内，所述连铸长水口设于所述托座上；两组弹性组件，分别对应设于托座和支座之间，通过弹性组件的弹性，用于实现托座与支座之间的相对位移；两个指针，分别对应固定设于所述各弹性组件上，并与所述标尺对应设置。本实用新型结构简单，节省了生产设备成本，节省了设备更换和维修时间，提高了生产效率。
文档编号B22D2/00GK201940602SQ20112000921
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者叶林, 张灼, 施建民, 白颖, 谭妍 申请人:宝山钢铁股份有限公司