一种夹具天车的制作方法

1.本实用新型属于夹具天车技术领域，具体涉及一种用于实现石墨电极夹持运输的夹具天车。


背景技术：

2.石墨电极焙烧装出炉一直以来影响车间的整体运行效率，并且在装炉过程中存在一定的安全隐患，会对人员和设备产生损害。现有技术中，在一组六根电极的工况下，不能保证六根电极的间距和竖直程度，例如无法实现碳电极组的平稳升降、吊装、运输，因此会增加出炉成本，并会影响石墨电极的质量，造成极大的资源浪费，所以多年来提高石墨电极焙烧装出炉的效率及安全性，一直是各个石墨电极生产厂家难以解决的技术问题。例如现有专利cn213976694u公开了一种新型石墨电极的夹具天车，其小车车架上设有卷扬机构，卷扬机构包括起升电机和起升卷筒，卷筒上设有钢丝绳，卷扬机构的下方连接有竖直设置的夹具提升机构，夹具提升机构的上端与钢丝绳固定连接；该技术方案通过卷扬机构直接带动夹具提升机构升降，在小车车架快速移动过程中可能导致夹具提升机构的较大幅度摆动，且在石墨电极升降过程中的平稳性能有待提高。


技术实现要素：

3.为解决现有技术问题，本实用新型提出一种夹具天车，能批量夹持多根电极并实现电极的平稳输送，提高了电极焙烧装出炉的效率。
4.本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种夹具天车，包括机架、大车、小车、提升机构以及碳电极夹具装置，大车沿前后方向滑动设置在机架上，小车沿左右方向滑动设置在大车上，提升机构设置在小车的小车车架上，提升机构包括卷扬电机、减速箱、卷筒、两个动滑轮组以及两个定滑轮组，卷扬电机的输出轴与减速箱的输入轴相连，卷筒设有两个且对称设置在减速箱的两侧，减速箱两侧的输出轴分别通过联轴器与相应侧的卷筒相连，每个卷筒上绕设有钢丝绳，钢丝绳通过定滑轮组与对应的动滑轮组相连，两个动滑轮组分别安装在碳电极夹具装置的两端。
5.进一步的，每个卷筒的卷筒轴两端均通过轴承座式起重量限制器安装在小车车架上。
6.进一步的，每个卷筒的卷筒轴上还安装有卷筒旋转编码器。
7.进一步的，还包括用于引导碳电极夹具装置沿上下方向平稳升降的导向装置，所述导向装置包括设置于小车车架上的导向立柱，导向立柱上沿上下方向滑动设置有一滑架，滑架的下端与碳电极夹具装置固接。
8.进一步的，导向立柱上设有竖直延伸的轨道，滑架上设有与轨道配合的轨道轮。
9.进一步的，碳电极夹具装置包括夹具横梁、夹具开合机构以及多个夹持机构，夹具横梁沿水平方向延伸设置，夹具横梁的两端各设有一个所述动滑轮组；
10.夹具开合机构包括电液推杆、推拉杆、限位销轴和限位拉杆组件，限位拉杆组件包
括拉杆、调节螺母、锁紧螺母、圆螺母和限位隔套，电液推杆固设于夹具横梁上且电液推杆的输出端与推拉杆连接，推拉杆平行设于夹具横梁上方，推拉杆上沿长度方向均匀间隔设置有多个限位销轴；
11.夹持机构包括连杆座、连杆、夹臂和支撑座，连杆座固定在夹具横梁底部，连杆对称设置在连杆座两侧，且连杆的一端与连杆座铰接，另一端与夹臂的上端铰接，两个夹臂对称设置在连杆座的两侧，每个夹臂的底端内侧设有v型夹块，支撑座设于两个夹臂的中间，每个夹臂的中部与支撑座的对应侧相铰接，拉杆下端通过调节螺母和锁紧螺母固定在支撑座上，拉杆上端向上依次活动穿出于连杆座和夹具横梁，拉杆上端设有耳板，耳板上开设有长孔，长孔用于在夹持机构需要保持张开状态时供对应的限位销轴穿入，限位销轴在夹持机构保持张开状态时与长孔在上下方向上止挡配合；在支撑座与连杆座之间的连杆上套设有圆螺母和限位隔套，圆螺母与连杆螺纹连接，限位隔套设于圆螺母上方，圆螺母能对限位隔套起支撑限位作用。
12.进一步的，滑架下端与碳电极夹具装置的夹具横梁之间采用螺栓可拆卸连接；动滑轮组与夹具横梁之间采用螺栓可拆卸连接。
13.进一步的，减速箱的两个输入轴上均安装有电力液压鼓式制动器。
14.进一步的，小车车架上设有驾驶室，驾驶室吊挂于小车车架底部。
15.进一步的，小车车架的底部还设有吊挂检修平台，所述吊挂检修平台处于驾驶室上方。
16.与现有技术相比，本实用新型至少具备以下有益效果：
17.(1)本实用新型的提升机构选用双输入轴、双输出轴的减速箱，由同一台卷扬电机带动两个卷筒，保证两个位于碳电极夹具装置两端的动滑轮组提升点的升降同步性，在保证同步提升的情况下，有效减小碳电极夹具装置的摆动量，提升整体的升降稳定性。
18.(2)在两个卷筒的上均安装有旋转编码器，对其信号进行比对，以进一步监测两个卷筒的同步性，以防止某一个连轴器损坏后，或某一个提升点受阻后，另一个卷筒正常运行，造成整体提升倾斜而产生危险，进一步提高碳电极夹具装置的升降稳定性。
19.(3)通过增设导向装置来引导碳电极夹具装置沿上下方向运动，避免夹具装置倾斜，利于配合碳电极倾翻装置和碳电极焙烧炉进行碳电机的装卸。
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
21.图1是本实用新型一种夹具天车在使用过程中的整体结构示意图。
22.图2是本实用新型一种夹具天车的俯视结构示意图。
23.图3是本实用新型一种夹具天车的侧视结构示意图。
24.图4是本实用新型一种夹具天车中的碳电极夹具装置结构图。
25.图5是碳电极夹具装置中的夹持机构处于夹紧状态以及张开状态时的状态示意图。
26.图6是本实用新型中各夹持机构的安装位置角度示意图。
27.图7是本实用新型中夹持机构夹紧碳电极时所述拉杆与限位销轴的位置示意图。
28.图8是本实用新型中夹持机构保持张开状态时所述拉杆与限位销轴的位置示意图。
29.图9是本实用新型中导向装置、滑架与碳电极夹具装置的连接示意图。
具体实施方式
30.以下结合附图及较佳实施例作进一步的详细说明。
31.如图1至图9所示，一种夹具天车，包括机架1、大车2、小车3、提升机构4以及碳电极夹具装置5，机架的两端铺设有钢轨，本实施例中，为便于描述，以钢轨的铺设方向作为前后方向，大车安装在机架的钢轨上，大车包括大车车架21和设置在大车车架上的大车行走驱动机构，大车行走驱动机构包括大车行走轮和大车行走电机22，大车行走轮与钢轨配合，大车行走电机22输出端与大车行走轮连接，以驱动大车在钢轨上沿前后方向 (y向)自由行走。小车3设置在大车2上，小车3包括小车车架31和设置在小车车架上的小车行走驱动机构，小车行走驱动机构包括小车行走轮32 和小车行走电机33，小车行走轮用于与大车车架上沿左右方向铺设的对应钢轨配合，小车行走电机输出端连接小车行走轮，以驱动小车在大车桥架上沿左右方向(x向)的自由行走；机架上的钢轨和大车车架上的钢轨均为现有工字型钢轨。
32.提升机构4采用卷扬提升装置，卷扬提升装置设置在小车车架31上，卷扬提升装置包括卷扬电机41、减速箱42、卷筒43、动滑轮组44以及定滑轮组45，卷扬电机输出端与减速箱输出端连接，本实施例中，采用现有的双输入轴、双输出轴的减速箱，减速箱两侧的两个输出轴分别通过联轴器46与相应侧的卷筒连接，卷筒设置两个且对称分布在减速箱两侧，以实现由同一台卷扬电机带动两个卷筒同步转动。卷筒上设有钢丝绳，钢丝绳经过定滑轮组与动滑轮组连接，从而在卷筒收放作用下实现动滑轮组的上下运动，动滑轮组44设置在碳电极夹具装置上，因此卷扬提升装置最终实现碳电极夹具装置的上下运动；并且双输入轴、双输出轴的减速箱还能保证两个动滑轮组提升点的升降同步性。本实施例中，卷扬电机内置旋转编码器，其信号接入控制系统，以实现定量高度的自动上升、下降；此外，在两个卷筒的卷筒轴上均安装有卷筒旋转编码器47，控制系统对其信号进行比对，以进一步监测两个卷筒的同步性，以防止某一个卷筒上配置的联轴器损坏后或某一个动滑轮组提升点受阻后，另一个卷筒正常运行而造成整体提升倾斜而产生的危险情况发生。作为优选，每个卷筒的卷筒轴两端上均安装有轴承座式起重量限制器48，卷筒通过轴承座式起重量限制器装配在小车车架上；轴承座式起重量限制器由于对卷筒起到了支承作用，因此可以用于监测两个卷筒的提升重量并进行比对，以防止提升重量不均造成的倾斜以及卡阻等过载而产生的危险。作为优选，还可以在减速箱的两个输入轴上均安装有电力液压鼓式制动器49，保障提升的安全性。卷扬提升装置工作时，启动卷扬电机，减速箱带动两侧卷筒同步转动，卷筒通过钢丝绳、定滑轮组拉着动滑轮组沿上下方向运动，进而实现碳电极夹具装置的竖直升降。
33.碳电极夹具装置5包括夹具横梁51、夹具开合机构以及夹持机构，夹具横梁沿水平方向延伸设置，所述夹具横梁用于安装夹具开合机构并连接各夹持机构；夹具横梁的两端各设一组动滑轮组44，在提升过程中，可有效减小夹具装置的摆动量，提升整体的稳定性；本实施例中，夹持机构在夹具横梁长度方向上均匀间隔设有六个，以实现一次性夹持六根
碳电极 100。
34.夹具开合机构包括电液推杆521、推拉杆522、导向座523、限位销轴 524和限位拉杆组件，限位拉杆组件包括拉杆525、调节螺母526、锁紧螺母527、圆螺母528和限位隔套529；电液推杆作为驱动机构，其通过推杆座530固设于夹具横梁51上，电液推杆的输出端与推拉杆522连接，用于驱动推拉杆沿水平方向运动。推拉杆平行设于夹具横梁上方，推拉杆沿自身长度方向上均匀间隔设置有六个限位销轴524，限位销轴均水平设置，并在推拉杆带动下实现水平运动；限位拉杆组件与夹持机构一一对应配套设置。为了保证推拉杆及限位销轴的稳定进行水平运动，夹具横梁上侧设有至少两个导向座523，推拉杆穿过导向座的通孔并与通孔在水平方向上导向滑动配合，使得导向座对推拉杆起引导支撑滑动的作用，避免推拉杆倾斜。
35.夹持机构包括连杆座53、连杆54、夹臂55、支撑座56以及v型夹块 57，连杆座固定在夹具横梁底部，连杆对称设置在连杆座两侧，且连杆一端与连杆座铰接，另一端与夹臂的上端铰接，两个夹臂55对称设置，每个夹臂的底端内侧设有v型夹块，支撑座56设于两个夹臂的中间，每个夹臂的中部与支撑座的对应侧相铰接，拉杆的下端通过调节螺母526和锁紧螺母527固定在支撑座56上，实现拉杆与支撑座的固定连接。在支撑座与连杆座之间的连杆上套设有所述圆螺母528和限位隔套529，圆螺母与连杆为螺纹连接，限位隔套设于圆螺母上方，可通过调节圆螺母的高度实现限位隔套的高度调节，从而控制夹持机构中两个夹臂的张开量。拉杆525与连杆座53为活动穿装的位置关系，拉杆上端向上活动穿出于夹具横梁，拉杆上端设为耳板5251，耳板上开设有长孔5252，长孔用于在夹持机构需要保持张开状态时供对应的限位销轴穿入，可调节拉杆上端的长孔与限位销轴的相对位置，从而保证限位销轴能顺利穿入长孔，限位销轴在夹持机构保持张开状态时与长孔在上下方向上止挡配合；并且具有长孔的耳板可消除落在碳电极上时各夹持机构间的高低误差。v型夹块可以消除碳电极直径误差的影响，并在夹持碳电极时保证碳电极的直立状态，防止碳电极倾倒。
36.结合图6，本实施例中，各夹持机构50安装位置为与夹具横梁长度方向(即碳电极焙烧炉室6的料箱61长度方向)上的轴线成一定角度，角度优选为45
°
，使各夹持机构既不会相互干涉，又可适配碳电极焙烧炉室有限的料箱宽度，且留有安全余量。
37.结合图3和图9，小车车架上还设有用于辅助引导碳电极夹具装置沿上下方向平稳运动的导向装置7，导向装置包括导向立柱71和辅助斜拉杆组 72，导向装置上设有夹具装置用电缆拖链73，为碳电极夹具装置供电。本实施例中辅助斜拉杆组包含两个平面内的共计四个拉杆组，以实现导向立柱的竖直固定，辅助斜拉杆组的一端与小车车架铰接，另一端与导向立柱铰接，同一拉杆组的两根子拉杆之间用螺母74联节，通过转动左旋螺母或右旋螺母来调整辅助斜拉杆组的整体长短，进而调整导向立柱的竖直度。导向立柱上滑动装配有滑架8，滑架能沿上下方向滑动，导向立柱上设置竖直延伸的轨道，滑架上具有相应的轨道轮，滑架的下端(滑架下端设为图9 中的吊架81)与夹具横梁采用螺栓刚性连接，而动滑轮组与横梁之间也采取螺栓连接，因此可根据生产需要换装不同规格的碳电极夹具装置。其次，滑架与其下端的吊架为十字铰接，并且滑架通过四组弹簧82与吊架81柔性连接，从而在放置碳电极至承载面时起一定缓冲作用。在导向装置的配合下，碳电极夹具装置能在卷扬提升装置的带动下保证良好的竖直运动性能，工作时，导向装置和滑架均随碳电极夹具装置一同运动。另一实施例中，导向立柱也可以直接沿竖直方向固定设置在小车车架上，但
应保证竖直度。
38.小车车架上还设有驾驶室9和吊挂检修平台11，驾驶室位于碳电极夹具装置一侧且吊挂于小车车架31下方，以便于操作人员进行运输作业。吊挂检修平台11设置在驾驶室上方，且位于碳电极夹具装置一侧，以便于检修作业。
39.本实用新型的工作过程如下：
40.1、卷扬提升装置带动碳电极夹具装置整体下降，保持张开状态(此时限位销轴穿入对应耳板的长孔内)的夹持机构的支撑座下端面首先与放置于支撑面且竖立状态的碳电极上端面接触。此后，支撑座与限位拉杆不会再下移，而由于连杆座与限位隔套间还有间隙，夹具横梁会继续下降，直到连杆座与限位隔套接触，此时，夹具装置整体不能再继续下降，且限位销轴与拉杆的耳板会脱开一定距离，这样就可以启动电液推杆，推动推拉杆带动限位销轴滑动以错开与耳板的交叉位置，即限位销轴从对应长孔中移出；
41.2、限位销轴与拉杆的耳板错开位置后，启动提升机构(卷扬提升装置) 对碳电极夹具装置进行提升；
42.3、提升初始时，夹具横梁首先被提升，而拉杆与支撑座仍在碳电极上保持静止；之后，夹具横梁与连杆座一起被提升的过程中，连杆座与限位隔套逐渐脱离开一定距离，连杆座带动连杆一端上升，进而通过连杆带动夹臂的上端向外运动，同时由于夹臂与支撑座的铰接作用，夹臂带动v型夹块的下端内收，逐渐靠近碳电极并与碳电极接触，直到夹臂的两端受力平衡，最终实现夹紧碳电极，碳电极夹具装置与碳电极成为一个整体被提升；通过小车、大车沿前后、左右方向上的自由行走，能将碳电极在碳电极倾翻装置10和碳电极焙烧炉室6这两个工位之间运送；
43.4、夹具天车将碳电极运至所需工位后，提升机构(卷扬提升装置)带动夹紧碳电极的碳电极夹具装置整体下降，碳电极下端首先与承载面(承载面为碳电极倾翻装置或碳电极焙烧炉室的支撑面)接触，此后，支撑座与拉杆也不会再下移，而由于连杆座与限位隔套间还有间隙，夹具横梁会继续下降，连杆座带动连杆一端下移，进而通过连杆带动两侧的夹臂上端向内运动，同时由于夹臂与支撑座的铰接作用，夹臂带v型夹块的下端外张，逐渐远离碳电极，直到连杆座与限位隔套接触，夹持机构张开一定距离；此时，碳电极夹具装置整体不能再继续下降，且拉杆的耳板上的长孔上沿会高出限位销轴一定距离，这样就可以启动电液推杆，拉动推拉杆带动限位销轴滑动，以穿入拉杆耳板的长孔内；
44.5、限位销轴穿入耳板内后，启动提升机构(卷扬提升装置)对碳电极夹具装置进行提升；提升初始时，夹具横梁首先被提升，而限位拉杆与支撑座仍在碳电极上保持静止；直到拉杆的耳板与限位销轴接触，夹持机构将保持张开状态，碳电极夹具装置整体提升，而碳电极则被留在承载面上。
45.本实用新型通过上述动作过程，可安全、平稳、高效地一次性夹具多根碳电极组成的碳电极组，并实现石墨电极焙烧装出炉过程。
46.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。