CN107560437A - 一种用于环形加热炉的装取料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢铁加工设备领域，具体的说是一种用于环形加热炉的装取料装置。包括机架、滑动设置在机架上的小车以及设置在小车上的抓料机构；抓料机构包括两根平行设置的钳杆，两根钳杆的中部套设在第一双孔轴承座内，第一双孔轴承座的顶部与小车的底部相铰接，两根钳杆位于同侧的一端分别设有槽口相对的夹钳，另一端套设在第二双孔轴承座内，第二双孔轴承座与小车之间设有升降气缸，升降气缸的伸缩端和缸体端分别与第二双孔轴承座的顶部和小车的底部相铰接，在两根钳杆之间还设有夹紧气缸，夹紧气缸的伸缩端和缸体端分别铰接有摆臂，两个摆臂的另一端分别与两根钳杆固定连接。本发明可提高环形加热炉进出料工序的自动化程度，并实现远程操作控制。

Description

一种用于环形加热炉的装取料装置

技术领域

本发明涉及钢铁加工设备领域，具体的说是一种用于环形加热炉的装取料装置。

背景技术

在钢管制造企业中，要使钢管成型就必须先对钢管坯进行加热，然后才能通过成型机械使钢管成型。由于钢管坯的加热不同于其它钢坯的加热，对加热的精度要求很高，要求钢管坯的各部分受热均匀，这样才可以防止在打孔和拉直过程中出现断裂、变形、钢管粗细分布不均匀等情况，所以不能使用传统的推钢式加热炉对其进行加热，因为传统的推钢式加热炉的加热不是很均匀，如果是两头喷火式的话那就是两头受热多，如果中间喷火式的话那就是中间受热多，所以只能使用环形加热炉来对其坯料来进行加热。因为环形加热炉可以对钢管坯的两头和中间都进行均匀的加热，但是又因为环形加热炉是一个圆的封闭结构，不能用推钢机将坯料从一头推进再从另一头推出，所以传统的推钢式进出料机就不适合在环形加热炉中使用。

目前用于环形加热炉的装取料装置并未形成统一的成型产品，基本以叉车改造形式为主，即以标准叉车为基体，去除前部料叉，安装装取料机专用机械手及执行系统，使其能完成以下七个动作：整体行走、转弯、钳头夹紧、钳头旋转、钳头摆动、钳头平行升降、钳头俯仰升降的动作。此种环形加热轮装取料装置仍然通过工作人员直接操作，一方面因为人工直接操作，容易对机械手抓取的坯料造成磕碰，影响产品质量。另一方面，由于环形加热炉进出口位置的环境是非常恶劣的，温度高，粉尘大，工作人员一般很难长时间在那里进行操作，特别是炉口的装取料机的操作人员，一旦炉内压力没有控制好的话很可能引起炉火外窜，而使炉口温度急剧上升，可能还有烫伤操作人员的危险，但是又因为当今国内外的技术力的限制，很难去完全控制住加热炉的炉压，所以装取料机的远程操控和自动化控制便是当今发展的一个主要方向。

发明内容

本发明旨在提供一种自动化控制程度高，可实现远程操作控制的环形加热炉的装取料装置。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于环形加热炉的装取料装置，包括机架、滑动设置在机架上的小车以及设置在小车下方的抓料机构；所述抓料机构包括两根平行设置的钳杆，两根钳杆靠近中部的部位套设在第一双孔轴承座内，第一双孔轴承座的顶部与小车的底部相铰接，两根钳杆位于靠近第一双孔轴承座一端套设在第二双孔轴承座内，第二双孔轴承座与小车之间设有升降气缸，升降气缸的伸缩端和缸体端分别与第二双孔轴承座的顶部和小车的底部对应相铰接，两根钳杆的另一端分别设有槽口相对的夹钳，在两根钳杆之间还设有用于控制两个夹钳开合的夹紧气缸，夹紧气缸的伸缩端和缸体端分别铰接有一个摆臂，两个摆臂的另一端分别与两根钳杆对应固定连接。

优选的，所述机架包括两根水平且平行设置的横梁，两根横梁的下部分别均匀间隔设有三根支撑立柱，两根横梁的上部均沿横梁长度方向设有供小车滑动的滑轨。

优选的，所述两根横梁均采用工字钢材料制作，两根工字钢下方的翼板分别与支撑立柱固定，所述滑轨固定在工字钢上方的翼板上。

优选的，所述小车包括车体，在车体的两端分别设有两个用于在滑轨的上表面滑动的上车轮，在车体其中一端的两个上车轮的下方分别设有两个用于在横梁上方翼板的下表面滑动的下车轮，在车体的两侧分别设有用于防止小车在水平方向上从横梁上脱落的第一限位挡块，第一限位挡块上设有与滑轨横截面相对应的卡槽。

优选的，在所述车体的一侧固定设有电机，电机的输出轴上设有第一齿轮，在靠近电机一侧的横梁上沿长度方向设有与第一齿轮相啮合的齿条。

优选的，在所述车体上靠近下车轮的位置设有与所述升降气缸的缸体部分相铰接的气缸支架，在车体上远离下车轮的位置设有与所述第一双孔轴承座相铰接的吊架。

优选的，在所述车体上位于下车轮的一端分别沿小车前进及后退的方向设有缓冲器，缓冲器采用橡胶材料制作，在所述两根横梁位于同侧的一端之间设有与其中一个缓冲器配合制动小车的连接梁，在两根横梁的另一端腹板的相对面上分别设有与另一个缓冲器配合制动小车的第二限位挡块。

优选的，在所述两根钳杆上远离夹钳的一端分别设有第二齿轮，两个第二齿轮啮合连接；所述夹紧气缸设置在两根钳杆上位于第一双孔轴承座和第二双孔轴承座之间。

优选的，所述两个夹钳的下沿均倾斜于所述钳杆设置，夹钳的下沿与钳杆之间的夹角为4°。

优选的，所述两根钳杆均为空心杆，在钳杆中分别设有水冷管，水冷管的进出口均设置在钳杆上远离夹钳的一端。

有益效果

本发明适用性强，活动范围广，没有死角，一般目视到的工件皆可以单独取送，提高环形加热炉有效空间利用率。与操作机配合使用效果更佳，它可以方便的将从加热炉中取出的料件直接送到操作机钳口中，中间不需要任何过渡，大大减少料件的运送时间，在提高生产效率的同时，还减少加热火次，降低能源消耗，提高锻造质量和精度。

本发明的配用不仅可提高生产效率，还大大节约了加热炉的维修费用。没有装取料机的锻造车间，对料件的装出炉时，一般采用 4～5人，通过行车辅助装出料件，甚至采用撞铁的方式装料，对加热炉门及炉膛、炉壁的损坏很大，据统计，由于没有装取料机，生产厂家对每台加热炉的年维修费用在几万元以上。若配有本发明之后，在装出料件时可做到轻拿轻放，装出炉速度快，对加热炉有很好的保护作用。同时，该机一人操作就能完成所有工艺要求，减少劳动力。

综上所述，装取料机在锻压生产中有以下优点：(1) 能降低生产成本 (包括人工、维修费用、能源费用 )；(2) 提高生产效率；(3) 提高产品质量；(4) 改善工人工作条件；(5) 安全生产。

附图说明

图1为本发明的去除一侧的横梁及立柱后的侧视结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为图2 中A部分的结构示意图；

图4为本发明抓料机构一端的结构示意图；

图5为本发明抓料机构另一端的结构示意图；

图6为本发明抓料机构中夹钳部分的侧视图；

图中标记：1、机架，101、横梁，102、支撑立柱，103、滑轨，104、连接梁，105、第二限位挡块，2、小车，201、车体，202、上车轮，203、下车轮，204、电机，205、第一齿轮，206、齿条，207、气缸支架，208、吊架，209、缓冲器，210、第一限位挡块，3、抓料机构，301、钳杆，302、第一双孔轴承座，303、夹钳，304、第二双孔轴承座，305、第二齿轮，4、升降气缸，5、夹紧气缸，6、摆臂。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的一种用于环形加热炉的装取料装置，包括机架1、滑动设置在机架1上的小车2以及设置在小车2上的抓料机构3。机架1设置在环形加热炉的装取料口位置，小车2的运动轨迹为朝向或背离环形加热炉的装取料口方向。通过抓料机构3将坯料从放料架上抓取后随小车2在机架1上的滑动以及自身的升降将坯料放入环形加热炉，或从环形加热炉内抓取后取出。

机架1包括两根水平且平行设置的横梁101，两根横梁101的下部分别均匀间隔设有三根支撑立柱102，两根横梁101的上部均沿横梁101长度方向设有供小车2滑动的滑轨103。本实施例中的两根横梁101均采用工字钢材料制作，两根工字钢下方的翼板分别与支撑立柱102固定，滑轨103设置在工字钢上方的翼板上。

小车2包括车体201，在车体201的两端分别设有两个用于在滑轨103的上表面滑动的上车轮202，在车体201其中一端的两个上车轮202的下方分别设有两个用于在横梁101上方翼板的下表面上滑动的下车轮203，通过下车轮203以及相应的上车轮202将横梁101以及横梁101上的滑轨103夹持，防止小车2从横梁101上由竖直方向滑脱。在车体201的两侧分别设有第一限位挡块210，第一限位挡块210上设有与滑轨103横截面相对应的卡槽，将滑轨103半包裹在卡槽内防止小车2在水平方向上从横梁101上脱落。在车体201的一侧固定设有电机204，电机204的输出轴上设有第一齿轮205，在靠近电机204一侧的横梁101的腹板上沿长度方向设有与第一齿轮205相啮合的齿条206，可通过电机204的转动驱动小车2沿横梁101长度方向上滑动。

为了防止因违规操作或小车2减速过慢而导致的小车2超过极限行程冲出机架1，在车体201上位于下车轮203的一端分别沿小车2前进及后退的方向设有缓冲器209，缓冲器209采用橡胶材料制作，在两根横梁101位于同侧的一端之间设有与其中一个缓冲器209配合制动小车2的连接梁104，在两根横梁101的另一端腹板的相对面上分别设有与另一个缓冲器209配合制动小车2的第二限位挡块105。通过橡胶的张力伸缩性来减缓小车2对连接梁104和第二限位挡块105的冲击力，从而既保护了机架1，不会因为小车2的冲击而崩坏，也保护了小车2，使小车2在受到冲击时，有一个缓冲的过程，

抓料机构3包括两根平行设置的钳杆301，两根钳杆301的中部套设在第一双孔轴承座302内，第一双孔轴承座302的顶部与设置在小车2的底部的吊架208相铰接。两根钳杆301位于同侧的一端分别设有槽口相对的夹钳303，另一端套设在第二双孔轴承座304内，第二双孔轴承座304与小车2之间设有升降气缸4，升降气缸4的伸缩端和缸体端分别与第二双孔轴承座304的顶部和设置在小车2的底部的气缸支架207相铰接。在两根钳杆301之间还设有夹紧气缸5，夹紧气缸5的伸缩端和缸体端分别铰接有摆臂6，两个摆臂6的另一端分别与两根钳杆301固定连接，夹紧气缸5设置在两根钳杆301上位于第一双孔轴承座302和第二双孔轴承座304之间。通过夹紧气缸5的伸缩即可带动钳杆301转动，继而使两个夹钳303实现夹紧或松脱。通过升降气缸4的伸缩可使两根钳杆301以第一双孔轴承座302为支点转动，从而实现两个夹钳303夹取的坯料的升降。以上两种运动的结合即可配合小车2在机架1上的直线滑动实现环形加热炉进出料的全部操作。

本实施例中，在两根钳杆301上远离夹钳303的一端分别设有第二齿轮305，两个第二齿轮305啮合连接，进一步保证了两个夹钳303开合转动的一致性。

由于环形加热炉的炉门口下沿高度与钳杆301夹料处高度一致，且炉门并不是垂直于水平面的，而是与水平面成88度角的，所以为了避免在装料过程中发生坯料与炉口相撞的情况，因为坯料在一开始的时候是平放在放料处的，所以当钳杆301降下，夹钳303把坯料夹住，钳杆301抬起时，在坯料被提起的同时原本与水平面平行放置的坯料还会与水平面形成一个夹角，因为钳杆301在进出加热炉时与水平面是垂直的，所以这个夹角同时也就是钳杆301落下的角度，为了保证坯料在进出时，坯料的最上端低于炉口的上沿，胚料的最下端要高于炉口的下沿，且要有足够的上下空间的剩余量，经过对钳杆301长度拟定和对坯料长度的计算，取落下角度为4度夹角符合以上介绍的情况。

虽然把角度再取大一点也是可以符合上述条件，但是为了避免做过多的无用功，从合理的利用和节约能源的角度来考虑，选取4°角是比较合理的．由于坯料被夹住抬起时并不是与钳杆301平行的，所以为了使夹钳303能够完全的夹住坯料，在铸造夹钳303的过程中，夹钳303的下沿也应被设计成与水平面成4°的角度，这样在装夹时，夹钳303的下沿就会与坯料平行，从而可以完整的将坯料夹住，使坯料被装夹的位置各部分受力均匀，避免了一些由于受力不均匀而导致的坯料松动和滑脱问题，加大了夹钳303的夹紧能力。

由于钳杆301要在高温条件下连续进行工作，即使使用再好的耐热材料也是会由于温度太高达到极限值而发生钳杆301软化变形等一系列的问题，所以对钳杆301的冷却在这里就非常重要了，本实施例中的两根钳杆301均为空心杆，在钳杆301中分别设有水冷管，水冷管的进出口均设置在钳杆301上远离夹钳303的一端。

Claims (10)

1.一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：包括机架（1）、滑动设置在机架（1）上的小车（2）以及设置在小车（2）下方的抓料机构（3）；所述抓料机构（3）包括两根平行设置的钳杆（301），两根钳杆（301）靠近中部的部位套设在第一双孔轴承座（302）内，第一双孔轴承座（302）的顶部与小车（2）的底部相铰接，两根钳杆（301）位于靠近第一双孔轴承座（302）一端套设在第二双孔轴承座（304）内，第二双孔轴承座（304）与小车（2）之间设有升降气缸（4），升降气缸（4）的伸缩端和缸体端分别与第二双孔轴承座（304）的顶部和小车（2）的底部对应相铰接，两根钳杆（301）的另一端分别设有槽口相对的夹钳（303），在两根钳杆（301）之间还设有用于控制两个夹钳（303）开合的夹紧气缸（5），夹紧气缸（5）的伸缩端和缸体端分别铰接有一个摆臂（6），两个摆臂（6）的另一端分别与两根钳杆（301）对应固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：所述机架（1）包括两根水平且平行设置的横梁（101），两根横梁（101）的下部分别均匀间隔设有三根支撑立柱（102），两根横梁（101）的上部均沿横梁（101）长度方向设有供小车（2）滑动的滑轨（103）。

3.根据权利要求2所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：所述两根横梁（101）均采用工字钢材料制作，两根工字钢下方的翼板分别与支撑立柱（102）固定，所述滑轨（103）固定在工字钢上方的翼板上。

4.根据权利要求3所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：所述小车（2）包括车体（201），在车体（201）的两端分别设有两个用于在滑轨（103）的上表面滑动的上车轮（202），在车体（201）其中一端的两个上车轮（202）的下方分别设有两个用于在横梁（101）上方翼板的下表面滑动的下车轮（203），在车体（201）的两侧分别设有用于防止小车（2）在水平方向上从横梁（101）上脱落的第一限位挡块（210），第一限位挡块（210）上设有与滑轨（103）横截面相对应的卡槽。

5.根据权利要求4所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：在所述车体（201）的一侧固定设有电机（204），电机（204）的输出轴上设有第一齿轮（205），在靠近电机（204）一侧的横梁（101）上沿长度方向设有与第一齿轮（205）相啮合的齿条（206）。

6.根据权利要求4所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：在所述车体（201）上靠近下车轮（203）的位置设有与所述升降气缸（4）的缸体部分相铰接的气缸支架（207），在车体（201）上远离下车轮（203）的位置设有与所述第一双孔轴承座（302）相铰接的吊架（208）。

7.根据权利要求4所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：在所述车体（201）上位于下车轮（203）的一端分别沿小车（2）前进及后退的方向设有缓冲器（209），缓冲器（209）采用橡胶材料制作，在所述两根横梁（101）位于同侧的一端之间设有与其中一个缓冲器（209）配合制动小车（2）的连接梁（104），在两根横梁（101）的另一端腹板的相对面上分别设有与另一个缓冲器（209）配合制动小车（2）的第二限位挡块（105）。

8.根据权利要求1所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：在所述两根钳杆（301）上远离夹钳（303）的一端分别设有第二齿轮（305），两个第二齿轮（305）啮合连接；所述夹紧气缸（5）设置在两根钳杆（301）上位于第一双孔轴承座（302）和第二双孔轴承座（304）之间。

9.根据权利要求1所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：所述两个夹钳（303）的下沿均倾斜于所述钳杆（301）设置，夹钳（303）的下沿与钳杆（301）之间的夹角为4°。

10.根据权利要求1所述的一种用于环形加热炉的装取料装置，其特征在于：所述两根钳杆（301）均为空心杆，在钳杆（301）中分别设有水冷管，水冷管的进出口均设置在钳杆（301）上远离夹钳（303）的一端。