CN106476002A - 钢包内衬耐材解体用桥式机械手及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手及其作业方法。机械手工作主体在需要作业时吊运至作业平台，固定在竖立式钢包的包口中心点，利用工作臂旋转和液压锤摆角实现钢包内衬各个方位耐材的解体。该机械手结构简单，检修方便，线控操作、耐高温、可大大降低员工职业健康危害，降低员工劳动强度，并且不受钢包内温度高而无法进入钢包进行人工解体的限制，提高作业效率，可降低现场钢包周转紧张的压力，确保生产需求。

Description

钢包内衬耐材解体用桥式机械手及其作业方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手；

本发明还涉及钢包内衬耐材解体用桥式机械手的作业方法。

背景技术

目前钢铁冶炼行业中盛钢容器内衬耐材拆除作业根据适用的对象结构不同、工艺要求不同采取的方式有手工操作简易工器具、有工程机械车辆类型的履带式拆包机和桥式拆炉机，目前国内炼钢厂钢包大全修内衬耐材拆除是钢包横卧在拆包台上普遍使用的是履带式拆包机进行拆除，而钢包中修、小修或者挖修等修理，如果将钢包横卧对其内衬耐材进行局部拆除就很可能造成不需要拆除的耐材坍塌，主要是钢包竖放至砌筑位依靠人工使用风镐、撬棍等工器具进行解体拆除，自动化程度低、效率低下，作业人员处于高温、高粉尘的作业环境中。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的种种不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手，以克服现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手，所述钢包为竖立式放置，所述机械手包括：

固定架总成，至少由支撑平台以及支撑平台上设置的若干定位支脚构成，所述定位支脚底部设有用于卡位固定于钢包口上的夹紧机构；

回转机构，至少由回转减速机、中央旋转接头、回转支承、转动支架构成，通过回转支承与支撑平台相连接，通过回转减速机产生回转运动，转动支架由回转支承安装板、机械臂支架及油缸支架构成；

机械臂，至少由主机械臂、副机械臂、第一油缸、第二油缸、第一连杆及第二连杆构成，所述主机械臂前端铰接于所述机械臂支架上，所述主机械臂后端与所述油缸支架之间连接第一油缸，所述副机械臂设于主机械臂下方且其前端与主机械臂后端铰接，所述第二油缸设于主机械臂上方且其前端与主机械臂前端铰接，所述第二油缸后端分别与主机械臂后端、副机械臂前端之间连接第一连杆及第二连杆，第一油缸伸缩时，主机械臂绕其与机械臂支架铰接处的转轴上下摆动，第二油缸伸缩时，副机械臂绕其与主机械臂的铰接处的转轴上下摆动；

液压锤，铰接于副机械臂后端，副机械臂与液压锤之间设有第三油缸，第三油缸伸缩时，使得液压锤绕其与副机械臂的铰接处的转轴上下摆动。

优选地，安装于支撑平台上的回转减速机的输出齿轮和回转支承的外齿轮啮合，回转支承内圈固定于转动支架上，回转支承的内齿轮作正反转动，带动机械臂作反正转动。

进一步地，所述回转支承为单排球四点接触式。

优选地，所述夹紧机构至少由定位支脚底部设置的底板、铰接于底板一侧的卡爪及连接于定位支脚及卡爪之间的夹紧油缸构成，所述卡爪为弯曲方向朝内的弧形卡爪。

进一步地，所述底板上远离卡爪的一侧设有止挡板，卡爪与止挡板之间设有可拆卸的调节板。

优选地，所述主机械臂与副机械臂间的摆角为0-172°，所述副机械臂与液压锤间的摆角为0-87°。

优选地，所述转动支架与回转支承的连接点、主机械臂与转动支架的连接点、以及第一油缸与转动支架的连接点呈三角形布置。

优选地，所述固定架总成顶部设有起吊环。

进一步地，还包括用于向机械手提供动力油的液压泵站，液压泵站独立放置并通过油管与机械手上的电比例多路阀连接。

本发明还提供一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手的作业方法，包括以下步骤：

将机械手从放置地点上起吊并安置在钢包的包口上，通过夹紧机构卡固定位；

启动设备，确认设备在待机位置；

第二油缸伸出，副机械臂下摆至预设工作高度；

第三油缸伸出，液压锤下摆至工作位置，液压锤开启冲击，破损钢包口耐材；

第一油缸伸出时，主工作臂下摆，可抵达更低工作高度，从而解体钢包包壁、包底各部位耐材。

通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：

1、实现机械手代替人工解体钢包内衬各部位耐材，并且不受钢包内温度高而无法进入钢包进行人工解体的限制；

2、本发明依靠夹紧装置能有效稳定固定在钢包包口上，能通过机械臂的旋转和液压锤摆角实现拆除钢包内衬各部位耐材。

3、本发明不仅能满足钢包中小修和挖修的耐材解体，同时也适用于钢包大全修耐材的拆除。

4、本发明替代人工使用风镐等工器具解体耐材，解决了作业人员直接与高温耐材接触，避免耐材脱落伤人隐患及改善了员工作业环境。

附图说明

图1显示为本发明较佳实施例的结构示意图；

图2显示为图1的俯视图；

图3显示为图1的侧视图；

图4显示为机械手主体结构的立体结构图；

图5显示为图1中A处的局部示意图；

图6显示为图1中B处的局部示意图；

图7显示为图1中C处的局部示意图；

图8显示为夹紧机构的结构示意图；

图9-图13显示为本发明的作业状态图。

元件标号说明：

1 支撑平台

11 定位支脚

12 底板

13 卡爪

14 夹紧油缸

15 止挡板

16 调节板

17 起吊环

2 回转机构

21 回转支承

22 转动支架

23 中央旋转接头

24 回转减速机

31 主机械臂

32 副机械臂

33 液压锤

34 第一油缸

35 第二油缸

36 第一连杆

37 第二连杆

38 第三油缸

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图13。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

基于缓解现场劳动力紧张问题，并能实施效率减员增效，改善作业环境的目的，本发明提供一种桥式机械手进行钢包内衬耐材解体作业。机械手工作主体在需要作业时吊运至作业平台，固定在竖立式钢包的包口中心点，利用工作臂旋转和液压锤摆角实现钢包衬各个方位耐材的解体。

参阅图1-图4所示，本发明钢包内衬耐材解体用桥式机械手，主要包括以下结构：

固定架总成，固定架由双工字钢支脚、主方钢梁、回转机构框架和起吊环焊接而成。主方钢梁构成支撑平台1，支撑平台顶部设有起吊环17。四个定位支脚11连接于支撑平台1下方，定位支脚11底部设有用于卡位固定于钢包口上的夹紧机构。参阅图8所示，夹紧机构至少由定位支脚11底部设置的底板12、铰接于底板12一侧的卡爪13及连接于定位支脚11及卡爪13之间的夹紧油缸14构成，卡爪13为弯曲方向朝内的弧形卡爪。夹紧油缸14伸出时，推动卡爪13绕其与底板12铰接点的转轴向内转动直至抵触钢包外壁，从而对整个机器起定位与固定作用。底板12上远离卡爪13的一侧设有止挡板15，卡爪13与止挡板15之间设有可拆卸的调节板16，可适应不同大小的钢包。

参阅图1及图5所示，回转机构2至少由回转减速机24、中央旋转接头23、回转支承21、转动支架22构成。回转支承21是支撑平台1与机械臂主体连接的媒体，承受机械臂的全部重量和工作时的载荷。通过回转支承21与支撑平台1相连接，通过回转减速机24产生回转运动，进而使机械臂作360°转动。转动支架22由回转支承安装板、机械臂支架及油缸支架焊接加工而成。

作为本发明的进一步改进，本发明的回转支承21为单排球四点接触式。安装于支撑平台上的回转减速机的输出齿轮和回转支承的外齿轮啮合，回转支承内圈固定于转动支架上，回转支承的内齿轮作正反转动，带动机械臂作反正转动。

参阅图1、图4及图6所示，机械臂至少由主机械臂31、副机械臂32、第一油缸34、第二油缸35、第一连杆36及第二连杆37构成。主机械臂31前端铰接在机械臂支架上，主机械臂31后端与油缸支架之间连接第一油缸34。副机械臂32设于主机械臂31下方且其前端与主机械臂31后端铰接，第二油缸35设于主机械臂31上方且其前端与主机械臂前端铰接。第二油缸35后端分别与主机械臂31后端、副机械臂32前端之间连接第一连杆35及第二连杆36。第一油缸34伸缩时，主机械臂31绕其与机械臂支架铰接处的转轴上下摆动，第二油缸35伸缩时，副机械臂32绕其与主机械臂的铰接处的转轴上下摆动。

作为本发明的进一步改进，主机械臂31和副机械臂32主要通过两个第一油缸34和两个第二油缸35来实现臂的举降。主机械臂31与副机械臂32间的摆角为0-172°，副机械臂32与液压锤33间的摆角为0-87°。

作为本发明的另一改进，转动支架22与回转支承21的连接点、主机械臂31与机械臂支架的连接点、以及第一油缸34与油缸支架的连接点，三个连接点呈三角形布置，使各机构的联动更高效。

参阅图1及图7所示，液压锤33铰接于副机械臂32后端，副机械臂32与液压锤33之间设有第三油缸38，第三油缸38伸缩时，使得液压锤33绕其与副机械臂32的铰接处的转轴上下摆动。

本实施例中，机械手与动力系统分体设计，动力系统是固定在砌筑平台上的液压站，由液压油箱、主泵站、循环泵站、油冷却器、电控箱等组成，通过油管与机械手上的电比例多路阀连接。

当钢包需进行内衬、透气砖及水口拆除作业时，用行车把机械手从放置地点上起吊并安置在钢包的包口上，通过夹紧机构卡固定位。并快速连接液压泵站，液压泵站外接380V交流电源、冷却自来水。操作人员在炉口边进行观察操作，确认设备在待机位置。启动设备，线控起动电动机，电动机带动液压主泵，给整台设备提供液压油动力。参阅图9-图13所示，显示为本发明钢包内衬耐材解体用桥式机械手的作业状态图，具体包括以下状态：第二油缸伸出，副机械臂下摆至预设工作高度；第三油缸伸出，液压锤下摆至工作位置，液压锤开启冲击，破损钢包口耐材；第一油缸伸出时，主工作臂下摆，可抵达更低工作高度，从而解体钢包包壁、包底各部位耐材。通过操作人员的线控开关盒上的手柄操纵，不仅能实现上述各运动，并能使各运动实现联动，提高效率。

综上所述，本发明机械手及附属液压泵站是固定桥式结构，稳定性好，以电动机为动力，线控操作方便。不仅满足钢包中小修和挖修的耐材解体，也适合钢包大全修耐材的拆除，并且直接在砌筑平台就可以进行拆除耐材作业，省去了两道大行车作业工序：将待拆的大全修钢包吊运至拆包台，将拆除好的钢包又重新吊运至砌筑位。相比履带式拆包机，该机械手结构简单，检修方便，线控操作、耐高温、可大大降低员工职业健康危害，降低员工劳动强度，并且不受钢包内温度高而无法进入钢包进行人工解体的限制，提高作业效率，可降低现场钢包周转紧张的压力，确保生产需求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种钢包内衬耐材解体用桥式机械手，所述钢包为竖立式放置，其特征在于，所述机械手包括：

固定架总成，至少由支撑平台以及支撑平台上设置的若干定位支脚构成，所述定位支脚底部设有用于卡位固定于钢包口上的夹紧机构；

回转机构，至少由回转减速机、中央旋转接头、回转支承、转动支架构成，通过回转支承与支撑平台相连接，通过回转减速机产生回转运动，转动支架由回转支承安装板、机械臂支架及油缸支架构成；

机械臂，至少由主机械臂、副机械臂、第一油缸、第二油缸、第一连杆及第二连杆构成，所述主机械臂前端铰接于所述机械臂支架上，所述主机械臂后端与所述油缸支架之间连接第一油缸，所述副机械臂设于主机械臂下方且其前端与主机械臂后端铰接，所述第二油缸设于主机械臂上方且其前端与主机械臂前端铰接，所述第二油缸后端分别与主机械臂后端、副机械臂前端之间连接第一连杆及第二连杆，第一油缸伸缩时，主机械臂绕其与机械臂支架铰接处的转轴上下摆动，第二油缸伸缩时，副机械臂绕其与主机械臂的铰接处的转轴上下摆动；

液压锤，铰接于副机械臂后端，副机械臂与液压锤之间设有第三油缸，第三油缸伸缩时，使得液压锤绕其与副机械臂的铰接处的转轴上下摆动。

2.根据权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，安装于支撑平台上的回转减速机的输出齿轮和回转支承的外齿轮啮合，回转支承内圈固定于转动支架上，回转支承的内齿轮作正反转动，带动机械臂作反正转动。

3.根据权利要求2所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述回转支承为单排球四点接触式。

4.根据权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述夹紧机构至少由定位支脚底部设置的底板、铰接于底板一侧的卡爪及连接于定位支脚及卡爪之间的夹紧油缸构成，所述卡爪为弯曲方向朝内的弧形卡爪。

5.根据权利要求4所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述底板上远离卡爪的一侧设有止挡板，卡爪与止挡板之间设有可拆卸的调节板。

6.根据权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述主机械臂与副机械臂间的摆角为0-172°，所述副机械臂与液压锤间的摆角为0-87°。

7.根据权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述转动支架与回转支承的连接点、主机械臂与转动支架的连接点、以及第一油缸与转动支架的连接点呈三角形布置。

8.根据权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，所述固定架总成顶部设有起吊环。

9.根据权利要求1-8任一项所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手，其特征在于，还包括用于向机械手提供动力油的液压泵站，液压泵站独立放置并通过油管与机械手上的电比例多路阀连接。

10.一种权利要求1所述的钢包内衬耐材解体用桥式机械手的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

将机械手从放置地点上起吊并安置在钢包的包口上，通过夹紧机构卡固定位；

启动设备，确认设备在待机位置；

第二油缸伸出，副机械臂下摆至预设工作高度；

第三油缸伸出，液压锤下摆至工作位置，液压锤开启冲击，破损钢包口耐材；

第一油缸伸出时，主工作臂下摆，可抵达更低工作高度，从而解体钢包包壁、包底各部位耐材。