CN102586807B - 一种阳极夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阳极夹持机构，包括支座及安装在支座上的夹臂与平钩，支座为一体成型的铸钢件，支座从上至下依次包括支撑板、定位板与定位罩，夹臂对称安装在支座的左右两边，夹臂的上端枢接连接在支座的定位板的下方，夹臂的下端固定连接有平钩，夹臂的中部固定连接有一液压油缸和一弹簧组件，液压油缸驱动夹臂向左右两侧张开，弹簧组件驱动夹臂闭合。本发明将支座由焊接件改为铸钢件，使支座的整体机械性能和结构稳定性得到明显的改善，使故障问题减少至平钩变形、液压缸漏油等小型故障，显著降低了故障率，大大减少了维护费用，可以在重负荷、高温环境下频繁使用而不易出现故障，使用寿命可达5至7年。

Description

一种阳极夹持机构

技术领域

本发明涉及电解铝生产设备领域，具体说是一种适用于电解多功能机组的更换阳极机构的阳极夹持机构。

背景技术

电解多功能机组是电解铝生产线上的关键设备。该设备自动化程度高，主要能完成打壳、更换阳极、加料、出铝、抬电解槽阳极母线、槽大修及完成其它的零星吊运工作。电解多功能机组主要由大车、工具车、出铝小车、螺杆空压机、液压、气动系统、2X8吨电葫芦等组成。其中，工具车上挂接有更换阳极机构、打壳机构和下料机构，更换阳极机构、打壳机构由液压缸驱动，工作时下降至电解槽进行加工作业，加工结束时把机构收回到上限位。

阳极夹持机构是更换阳极机构的重要工具，用于从电解槽提出残极和吊装新极。所述阳极夹持机构包括支座、夹臂与平钩，换极时主升降液压缸驱动阳极夹持机构下降至靠近阳极导杆时，操作夹臂张开，然后再下降至阳极导杆的吊孔处，操作夹臂闭合，使夹臂末端的平钩进入阳极导杆的吊孔并与之相卡合，然后提升阳极夹持机构把残极吊离或换上新极。

以上是正常换极作业，之前需把待换阳极四周的壳面打松然后再拔出残极，另一常用操作是调针振作业，其针对铝电解低温低电压工艺中需要频繁调整针振而设置，该作业步骤为在电解槽壳面不开的情况下只松开小盒夹具，然后用阳极夹持机构提起或沉降阳极高度，此时阳极夹持机构所承受的负荷最大，高达12吨力反复作用其上。由于现有的阳极夹持机构尤其是支座的结构比较复杂和不规则，成型困难，因此常采用焊接工艺将支座设计为焊接件，只要事先下好各种板块，焊好再加工即可成型。但焊接支座在重负荷、冲击震动大的场合工作存在显著缺点：结构容易变形和开裂，常见故障有：焊接支座连接板变形断裂、定位罩变形、连接板焊缝开裂、夹钩下弯、夹臂驱动液压缸漏油等。此外，焊接结构的整体强度和刚度还受到多方面的因素影响，主要有钢板材质和焊接工艺。当材质不好，焊工水平差就将造成焊接件的强度一般而容易损坏，因此焊接支座的质量性能难以得到保障。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种机械强度高、结构稳定、故障率低、使用寿命长的阳极夹持机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种阳极夹持机构，包括支座及安装在支座上的夹臂与平钩，所述支座为一体成型的铸钢件，所述支座从上至下依次包括支撑板、定位板与定位罩，所述夹臂对称安装在所述支座的左右两边，夹臂的上端枢接连接在支座的定位板的下方，夹臂的下端固定连接有所述平钩，所述平钩伸出所述定位罩的下方，夹臂的中部固定连接有一液压油缸和一弹簧组件，左右两边的夹臂通过所述液压油缸和弹簧组件相连接，所述液压油缸驱动所述夹臂向左右两侧张开，所述弹簧组件驱动所述夹臂闭合。

其中，所述夹臂与支座的枢接孔到所述定位板的直线距离是保证当夹臂张开时，夹臂圆弧部分与定位板相接触，使左右两边的夹臂呈中心对称张开。

其中，所述枢接孔的孔系配合为H8/f7。

其中，所述夹臂通过夹臂中部设置的固定孔与所述弹簧组件固定连接，所述枢接孔与所述固定孔的水平中心距为所述枢接孔到所述定位板的直线距离的4/7，所述枢接孔与所述固定孔的垂直中心距为所述枢接孔到所述定位板的直线距离的50/21。

其中，所述支撑板与支座的前端及后端之间分别设置有3块加强筋，所述定位罩与支座前端及后端之间分别设置有3块加强筋。

其中，所述支座的内外壁的拐角处均采用圆角设计。

其中，所述支撑板与定位板之间的支座部分为密封箱体结构，所述支撑板与定位板分别构成所述密封箱体结构的顶面与底面，所述定位板的中部开设有通孔。

其中，所述支座的材质为ZG310-570铸钢材料。

本发明不同于现有技术，将支座由焊接件改为铸钢件，使支座的整体机械性能和结构稳定性得到明显的改善，避免了焊接件所存在的连接板变形断裂、定位罩变形、连接板焊缝开裂等故障，使故障问题减少至平钩变形、液压缸漏油等小型故障，显著降低了故障率，大大减少了维护费用，本发明的阳极夹持机构可以在重负荷、高温环境下频繁使用而不易出现故障，使用寿命可达5至7年。

附图说明

图1所示为本发明的阳极夹持机构的正面剖视图。

图2所示为本发明的阳极夹持机构的侧面剖视图。

图3所示为图1的C-C面的剖视图。

标号说明：

10、支座  20、夹臂  30、平钩  40、液压油缸

50、弹簧组件  60、枢接孔  70、固定孔  71、连接销

80、加强筋  81、加强筋  90、阳极导杆  100、起吊孔

101、支撑板  102、定位板  103、定位罩

104、密封箱体结构  105、通孔  201、夹臂圆弧部分

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参照图1至图3所示，本发明的阳极夹持机构，包括支座10及安装在支座10上的夹臂20与平钩30，所述支座10为一体成型的铸钢件，所述支座10从上至下依次包括支撑板101、定位板102与定位罩103，所述夹臂20对称安装在所述支座10的左右两边，夹臂20的上端枢接连接在支座10的定位板102的下方，夹臂20的下端固定连接有所述平钩30，所述平钩30伸出所述定位罩103的下方，夹臂20的中部固定连接有一液压油缸40和一弹簧组件50，左右两边的夹臂20通过所述液压油缸40和弹簧组件50相连接，所述液压油缸40驱动所述夹臂20向左右两侧张开，所述弹簧组件50驱动所述夹臂20闭合。具体的，参照图3所示，所述液压油缸40、弹簧组件50通过连接销71与夹臂20装配在一起，从而实现上述相应动作。

本发明的工作原理为：换极时主升降液压缸驱动本发明的阳极夹持机构下降至靠近阳极导杆90时，操作液压油缸40驱动左右两边的夹臂20向外侧张开，然后再下降至阳极导杆90的起吊孔100处，再操作液压油缸40回油，弹簧组件50复位，使左右两边的夹臂20闭合，此时平钩30进入起吊孔100并与之相卡合，然后提升本发明的阳极夹持机构把残极吊离或换上新极。

作为上述实施例的改进方式，所述夹臂20与支座10的枢接孔60到所述定位板102的直线距离是保证当夹臂20张开时，夹臂圆弧部分201与定位板102相接触，使左右两边的夹臂20呈中心对称张开，从而保证夹臂张开时可自动对中，避免产生工作偏斜。

作为上述实施例的改进方式，所述枢接孔60的孔系配合为H8/f7。采用该配合可使配件的装配间隙适当放大，即使零件变形也不易卡阻，便于维修。

作为上述实施例的改进方式，所述夹臂20通过夹臂20中部设置的固定孔70与所述弹簧组件50、液压缸40固定连接，所述枢接孔60与所述固定孔70的水平中心距为所述枢接孔60到所述定位板102的直线距离的4/7，所述枢接孔60与所述固定孔70的垂直中心距为所述枢接孔60到所述定位板102的直线距离的50/21，该间距设置有利于增加支座的承载能力。

作为上述实施例的改进方式，所述支撑板101与支座10的前端及后端之间分别设置有3块加强筋80，所述定位罩103与支座10前端及后端之间分别设置有3块加强筋81，从而有利于提高支座的整体机械性能和结构稳定性。另外，由于支撑板101是主要的受力板，因此可通过增厚支撑板101来提高支座的机械性能和结构稳定性。

作为上述实施例的改进方式，所述支座10的内外壁的拐角处均采用圆角设计。

作为上述实施例的改进方式，所述支撑板101与定位板102之间的支座部分为密封箱体结构104，所述支撑板与定位板分别构成所述密封箱体结构104的顶面与底面，所述定位板102的中部开设有通孔105。采用密封箱体结构可大大提高支座10的刚性和强度，也使支撑板101的受力面积增大，从而进一步提高了箱体的抗裂、耐振性能。由于该部分设计成全密封中空箱体结构，考虑到铸造型芯的清除，因此在定位板102的中部铸出通孔105作为清砂工艺孔。

作为上述实施例的改进方式，所述支座10的材质为ZG310-570铸钢材料，该铸钢材料的强度等级及综合机械性能优良，制成的支座10在整体机械性能与结构稳定性上均能有很大的提高。

作为上述实施例的改进方式，所述夹臂20在闭合时与阳极导杆90的间隙为4.5mm，从而提高了使用的安全性。

作为上述实施例的改进方式，所述平钩30的伸入量为40mm，从而提高了使用的安全性。

作为上述实施例的改进方式，所述平钩的材质为2Cr13(马氏体不锈钢)，通过选择合适的热处理工艺可获得很高的强度和耐磨性。该材料易获得，强度性能与防磁性能也较佳，从而有利于降低生产成本。

本发明不同于现有技术，将支座由焊接件改为铸钢件，使支座的整体机械性能和结构稳定性得到明显的改善，避免了焊接件所存在的连接板变形断裂、定位罩变形、连接板焊缝开裂等故障，使故障问题减少至平钩变形、液压缸漏油等小型故障，显著降低了故障率，大大减少了维护费用，本发明的阳极夹持机构可以在重负荷、高温环境下频繁使用而不易出现故障，使用寿命可达5至7年。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种阳极夹持机构，其特征在于：包括支座及安装在支座上的夹臂与平钩，所述支座为一体成型的铸钢件，所述支座从上至下依次包括支撑板、定位板与定位罩，所述夹臂对称安装在所述支座的左右两边，夹臂的上端枢接连接在支座的定位板的下方，夹臂的下端固定连接有所述平钩，所述平钩伸出所述定位罩的下方，夹臂的中部固定连接有一液压油缸和一弹簧组件，左右两边的夹臂通过所述液压油缸和弹簧组件相连接，所述液压油缸驱动所述夹臂向左右两侧张开，所述弹簧组件驱动所述夹臂闭合；

所述夹臂与支座的枢接孔到所述定位板的直线距离是保证当夹臂张开时，夹臂圆弧部分与定位板相接触；

所述枢接孔的孔系配合为H8/f7；

所述夹臂通过夹臂中部设置的固定孔与所述弹簧组件固定连接，所述枢接孔与所述固定孔的水平中心距为所述枢接孔到所述定位板的直线距离的4/7，所述枢接孔与所述固定孔的垂直中心距为所述枢接孔到所述定位板的直线距离的50/21。

2.根据权利要求1所述的阳极夹持机构，其特征在于：所述支撑板与支座的前端及后端之间分别设置有3块加强筋，所述定位罩与支座前端及后端之间分别设置有3块加强筋。

3.根据权利要求1所述的阳极夹持机构，其特征在于：所述支座的内外壁的拐角处均采用圆角设计。

4.根据权利要求1所述的阳极夹持机构，其特征在于：所述支撑板与定位板之间的支座部分为密封箱体结构，所述支撑板与定位板分别构成所述密封箱体结构的顶面与底面，所述定位板的中部开设有通孔。

5.根据权利要求1所述的阳极夹持机构，其特征在于：所述支座的材质为ZG310-570铸钢材料。