CN109183072B - 一种阳极钢爪修复设备 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种阳极钢爪修复设备，包括打磨废旧钢爪表面的打磨装置和修复钢爪的重铸装置；重铸装置由上至下依次包括端面打磨板、齿轮盘、支座以及底座，还包括竖直地安装在底座上并贯穿底座伸出其底端面的传动轴，第一主动齿轮与齿轮盘减速啮合传动，第二主动齿轮与转轴上的从动齿轮增速啮合传动。重铸装置包括工作台和设置在工作台上的若干铸造模具，铸造模具在工作台上排成一条直线且彼此之间可以沿排列的直线方向调整间距；机械手将钢爪放在铸造型腔内的深度应保证放入的钢爪部分与铸造型腔之间围成的间隙能够形成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔。该阳极钢爪修复设备大大减少了钢爪原材料的浪费，不仅修复效率高而且修复效果极佳。

Description

一种阳极钢爪修复设备

技术领域

本发明属于电解铝技术领域，尤其涉及一种阳极钢爪的修复设备。

背景技术

在电解铝行业中，阳极钢爪作为导电的重要附件，在生产周转循环过程中，爪头表面极易腐蚀并粘接影响导电的杂质，且不易进行处理，即钢爪下端部分a被腐蚀后变小且表面具有一系列的凹凸不平的渣滓附着，而钢爪通常较重，钢材耗费大，不可能因为钢爪下端部分部分缺失就彻底废弃，需要对其打磨清除后再想办法进行局部焊补等方式修复。目前，国内电解铝厂家在修复钢爪时，首先基本采用手工打磨及抛丸等进行处理，劳动强度大，效率低，清理生产运行成本高且效果不理想，不能满足生产工艺技术参数及大规模的生产要求，这种打磨设备结构较为复杂，功能却比较单一，打磨效率低，尤其安全性差，在接触时需要控制和力度，否则会甩出，而对于阳极靠端部处的表面打磨还不能得到较为理想的打磨效果，尤其对于阳极端面的打磨难以同步实施，因此，导致阳极整体打磨效果不佳，又或者，对腐蚀缺失的钢爪直接整体切割丢弃，然后取同样的钢爪缺失部分进行焊接来修复，这种修复方式浪费了大量钢材，成本高，且焊接时难以较好保证焊接后的钢爪形状一致性和标准性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种阳极钢爪修复设备，该阳极钢爪修复设备大大减少了钢爪原材料的浪费，不仅修复效率高而且修复效果极佳。

本发明的技术方案如下：

一种阳极钢爪修复设备，包括打磨废旧钢爪表面的打磨装置和修复钢爪的重铸装置；

所述打磨装置由上至下依次包括端面打磨板、齿轮盘、支座以及底座；其中，所述支座底面设有齿轮腔，支座的底面固定紧贴所述底座上表面设置且将所述齿轮腔的腔口封闭，所述齿轮盘平放于所述支座的上方，且在齿轮盘和支座两相对的端面上均设有若干环形的横截面呈圆弧状的沟槽，齿轮盘与支座通过同时位于两上下正对的若干对沟槽内的滚珠支撑平放，且使得齿轮盘可在支座上绕其轴线自由转动；所述端面打磨板通过转轴支撑且平放于所述齿轮盘的上方，所述转轴竖直设置且其顶端同轴地固定有所述端面打磨板，转轴的底端由上至下依次穿过齿轮盘的中心、支座上的轴承后伸入所述齿轮腔内而插入所述底座上表面的球面凹槽内，且所述转轴可绕自身轴线自由转动；

在所述齿轮盘靠其边缘处沿径向设有条形滑孔，齿轮盘上端面还设有弧形的与竖直放置的阳极钢爪侧壁配合的一对弧形打磨板，其中内侧的弧形打磨板内表面用于打磨，该对弧形打磨板位于所述端面打磨板的外侧且与之同轴设置，该对弧形打磨板同心且平行地设，两块之间通过弹簧相连且当位于外侧的弧形打磨板固定后内侧的弧形打磨板可被所述弹簧悬空地架设在齿轮盘上方；所述弧形打磨板与所述条形滑孔交叉设置，且在弧形打磨板与条形滑孔交叉处的外侧弧形打磨板外侧壁上具有与垂直于弧形打磨板的耳板，所述耳板上设有穿孔，螺杆穿过所述穿孔和条形滑孔后被螺母紧固起来，使得弧形打磨板可沿齿轮盘径向滑动并随时固定；

还包括竖直地安装在底座上并贯穿底座伸出其底端面的传动轴，所述传动轴位于底座上端面以上的部分由上至下依次固定有第一主动齿轮、第二主动齿轮，所述第一主动齿轮与所述齿轮盘减速啮合传动，所述第二主动齿轮的边缘伸入到所述齿轮腔内而与转轴上的从动齿轮增速啮合传动；

所述重铸装置包括工作台和设置在工作台上的若干铸造模具，所述铸造模具在工作台上排成一条直线且彼此之间可以沿排列的直线方向调整间距；所述铸造模具包括两瓣半模块，两半模块对接后可拼接成一个能够铸造出钢爪的铸造型腔，机械手将所述打磨装置上打磨好的钢爪抓取并移动至所述铸造模具上方并将钢爪放入所述铸造型腔内，所述机械手将钢爪放在铸造型腔内的深度应保证放入的钢爪部分与铸造型腔之间围成的间隙能够形成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔。

进一步地，所述弧形打磨板包括彼此平行设置的若干对，相邻两对之间通过一块弧形连接板连接为一体，其具体连接结构为：每对弧形打磨板外侧的那块与其相邻的另一对弧形打磨板外侧的那块之间相对的端面处各自开设有一个滑腔，所述滑腔沿各自圆周方向开设有一道贯穿的条状滑孔，相应地在所述弧形连接板靠两端的圆周方向上各设有一道所述条状滑孔，以使得锁紧螺栓通过所述条状滑孔将滑动至一定位置的弧形连接板的相应端与相应的弧形打磨板连接起来。

进一步地，所述转轴插入底座内的一端呈半球形，且该端单独采用耐磨材料制成。

进一步地，所述端面打磨板顶端具有与待打磨的阳极钢爪端部相配合的圆柱凹槽。

进一步地，所述铸造模具的每一瓣半模块彼此接缝处各设有两个凸出的连接耳块，其中一瓣半模块的两连接耳块与另一瓣半模块的两连接耳块分别彼此正对配合设置，其中一对连接耳块铰接，另一对连接耳块螺栓连接，以拼接成所述铸造型腔。

进一步地，所述铸造模具与工作台上的T型滑槽通过T型螺栓固定。

进一步地，紧靠每个连接耳块处还设有定位耳块，每对定位耳块之间采用定位销连接，以使得定位销连接后的所述铸造模具具有一个精准的所述铸造型腔。

进一步地，所述机械手抓取钢爪时将其放入至钢爪爪根部与所述铸造模具的铸造型腔腔口端接触时为止。

本发明的有益效果：本发明通过由上至下设置的端面打磨板、齿轮盘、支座以及底座来奠定打磨装置的主体结构，使得结构紧凑有序，同时，采用用于阳极钢爪端面打磨的端面打磨板与用于阳极钢爪的侧壁打磨的弧形打磨板同驱动轴(传动轴)驱动而不同齿轮分支传动的方式，实现了端面打磨板与弧形打磨板转速的差异化，且所述第一主动齿轮与所述齿轮盘减速啮合传动，所述第二主动齿轮与转轴上的从动齿轮增速啮合传动，使得阳极钢爪的端面得到高速打磨，而阳极钢爪的侧壁得到一个相对较小的打磨速度，由于端面面积小且本身较为平整，因此适合高速打磨，而阳极钢爪侧壁由于是非平面结构因此不适合高速打磨，采用相对较低的打磨速度打磨更好，可以有效防止打磨时弧形打磨板旋转时与钢爪接触卡死，且在弹簧作用下使得这种打磨变成一种浮动打磨，即在打磨中若是遇到钢爪侧壁具有一些较大额凸起/凹坑或者是钢爪本身在轴向固定安装时有误差时内侧的弧形打磨板可以在弹簧作用下自适应性地伸缩，始终使得弧形打磨板与钢爪侧壁保持一个有效的接触摩擦，这个摩擦力不会过大也不会过小，不会像一般的磨床之类的磨削加工是一种刚性打磨，容易导致打磨片崩断或者钢爪表面严重受损。此外，弧形挡板在齿轮盘上还可以径向滑动到合适位置来适应具体尺寸的钢爪，适应性也更强。由此可见，该阳极钢爪修复设备结构简单巧妙，使用安全可靠，打磨效率较高且整体打磨效果好，尤其适用于一般的千叶片角磨机难以迅速打磨，且表面腐蚀度较低的大型阳极钢爪的打磨。在打磨完毕后，用机械手将打磨装置上打磨好的钢爪抓取并移动至所述铸造模具上方并将钢爪放入所述铸造型腔内，所述机械手将钢爪放在铸造型腔内后，钢爪与铸造型腔之间围成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔，朝成型型腔内注入熔融金属液，最终形成钢爪缺失的那一部分，从而精确地修复钢爪。本发明的打磨结构和铸造结构相辅相成，巧妙地克服了现有打磨技术中的缺陷，并非常有效地与铸造修复的修复原理相结合，对传统意义上切割后再焊接修复的原始工艺来说是个巨大的创举，率先想到将重铸成型技术用于电解铝的成型修复中来。由此可见，该阳极钢爪修复设备大大减少了钢爪原材料的浪费，不仅修复效率高而且修复效果极佳。

附图说明

图1为本发明的打磨装置俯视图。

图2为图1中的A—A剖视图。

图3为弧形挡板的俯视图。

图4为本发明的铸造模具结构示意图。

图5为图4中的B—B剖视图。

元件标号说明：端面打磨板1、齿轮盘2、支座3、底座4、滚珠5、转轴6、从动齿轮7、第二主动齿轮8、传动轴9、第一主动齿轮10、弧形打磨板11、耳板12、螺杆13、条形滑孔201、外侧弧形打磨板1101、内侧的弧形打磨板1102、弹簧1103、锁紧螺栓1104、弧形连接板1105、半模块14、连接耳块15、螺栓16、T型螺栓17、工作台18、熔融金属液19、铰链20、定位耳块21、定位销22。

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。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种阳极钢爪修复设备，包括打磨废旧钢爪表面的打磨装置和修复钢爪的重铸装置。

其中，如图1—3所示，所述打磨装置由上至下依次包括端面打磨板1、齿轮盘2、支座3以及底座4；其中，所述支座3底面设有齿轮腔，支座3的底面固定紧贴所述底座4上表面设置且将所述齿轮腔的腔口封闭，所述齿轮盘2平放于所述支座3的上方，且在齿轮盘2和支座3两相对的端面上均设有若干环形的横截面呈圆弧状的沟槽，齿轮盘2与支座3通过同时位于两上下正对的若干对沟槽内的滚珠5支撑平放，且使得齿轮盘2可在支座3上绕其轴线自由转动。所述端面打磨板1顶端面与阳极钢爪端面接触径向打磨，其通过转轴6支撑且平放于所述齿轮盘2的上方，所述转轴6竖直设置且其顶端同轴地固定有所述端面打磨板1，转轴6的底端由上至下依次穿过齿轮盘2的中心、支座3上的轴承后伸入所述齿轮腔内而插入所述底座4上表面的球面凹槽内，且所述转轴6可绕自身轴线自由转动。

在所述齿轮盘2靠其边缘处沿径向设有条形滑孔201，齿轮盘2上端面还设有弧形的与竖直放置的阳极钢爪侧壁配合的一对弧形打磨板11，其中内侧的弧形打磨板110211内表面用于打磨，该对弧形打磨板11位于所述端面打磨板1的外侧且与之同轴设置，该对弧形打磨板11同心且平行地设，两块之间通过弹簧1103相连且当位于外侧的弧形打磨板11固定后内侧的弧形打磨板110211可被所述弹簧1103悬空地架设在齿轮盘2上方；所述弧形打磨板11与所述条形滑孔201交叉设置，且在弧形打磨板11与条形滑孔201交叉处的外侧弧形打磨板110111外侧壁上具有与垂直于弧形打磨板11的耳板12，所述耳板12上设有穿孔，螺杆13穿过所述穿孔和条形滑孔201后被螺母紧固起来，使得弧形打磨板11可沿齿轮盘2径向滑动并随时固定。

还包括竖直地安装在底座4上并贯穿底座4伸出其底端面的传动轴9，所述传动轴9位于底座4上端面以上的部分由上至下依次固定有第一主动齿轮10、第二主动齿轮8，所述第一主动齿轮10与所述齿轮盘2减速啮合传动，所述第二主动齿轮8的边缘伸入到所述齿轮腔内而与转轴6上的从动齿轮7增速啮合传动。

参照图4—5所示，所述重铸装置包括工作台18和设置在工作台18上的若干铸造模具，所述铸造模具在工作台18上排成一条直线且彼此之间可以沿排列的直线方向调整间距；所述铸造模具包括两瓣半模块14，两半模块14对接后可拼接成一个能够铸造出钢爪的铸造型腔，机械手(图中未示出)将所述打磨装置上打磨好的钢爪抓取并移动至所述铸造模具上方并将钢爪放入所述铸造型腔内，所述机械手将钢爪放在铸造型腔内的深度应保证放入的钢爪部分与铸造型腔之间围成的间隙能够形成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔，该成型型腔内注入熔融金属液1919，最终形成钢爪缺失的那一部分，从而精确地修复钢爪。

本实施例所记载的阳极钢爪修复设备通过由上至下设置的端面打磨板1、齿轮盘2、支座3以及底座4来奠定打磨装置的主体结构，使得结构紧凑有序，同时，采用用于阳极钢爪端面打磨的端面打磨板1与用于阳极钢爪的侧壁打磨的弧形打磨板11同驱动轴(传动轴9)驱动而不同齿轮分支传动的方式，实现了端面打磨板1与弧形打磨板11转速的差异化，且所述第一主动齿轮10与所述齿轮盘2减速啮合传动，所述第二主动齿轮8与转轴6上的从动齿轮7增速啮合传动，使得阳极钢爪的端面得到高速打磨，而阳极钢爪的侧壁得到一个相对较小的打磨速度，由于端面面积小且本身较为平整，因此适合高速打磨，而阳极钢爪侧壁由于是非平面结构因此不适合高速打磨，采用相对较低的打磨速度打磨更好，可以有效防止打磨时弧形打磨板11旋转时与钢爪接触卡死，且在弹簧1103作用下使得这种打磨变成一种浮动打磨，即在打磨中若是遇到钢爪侧壁具有一些较大额凸起/凹坑或者是钢爪本身在轴向固定安装时有误差时内侧的弧形打磨板110211可以在弹簧1103作用下自适应性地伸缩，始终使得弧形打磨板11与钢爪侧壁保持一个有效的接触摩擦，这个摩擦力不会过大也不会过小，不会像一般的磨床之类的磨削加工是一种刚性打磨，容易导致打磨片崩断或者钢爪表面严重受损。此外，弧形挡板在齿轮盘2上还可以径向滑动到合适位置来适应具体尺寸的钢爪，适应性也更强。由此可见，该阳极钢爪修复设备结构简单巧妙，使用安全可靠，打磨效率较高且整体打磨效果好。在打磨完毕后，用机械手将打磨装置上打磨好的钢爪抓取并移动至所述铸造模具上方并将钢爪放入所述铸造型腔内，所述机械手将钢爪放在铸造型腔内后，钢爪与铸造型腔之间围成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔，朝成型型腔内注入熔融金属液19，最终形成钢爪缺失的那一部分，从而精确地修复钢爪。本发明的打磨结构和铸造结构相辅相成，巧妙地克服了现有打磨技术中的缺陷，并非常有效地与铸造修复的修复原理相结合，对传统意义上切割后再焊接修复的原始工艺来说是个巨大的创举，率先想到将重铸成型技术用于电解铝的成型修复中来。

进一步地，如图3所示，所述弧形打磨板11包括彼此平行设置的若干对，相邻两对之间通过一块弧形连接板1105连接为一体，其具体连接结构为：每对弧形打磨板11外侧的那块与其相邻的另一对弧形打磨板11外侧的那块之间相对的端面处各自开设有一个滑腔，所述滑腔沿各自圆周方向开设有一道贯穿的条状滑孔，相应地在所述弧形连接板1105靠两端的圆周方向上各设有一道所述条状滑孔，以使得锁紧螺栓1104通过所述条状滑孔将滑动至一定位置的弧形连接板1105的相应端与相应的弧形打磨板11连接起来。该结构设计使得弧形打磨板11的长度变得可调，以灵活适应不同的阳极钢爪，更好地与弧形打磨板11沿齿轮盘2径向调节位置的功能相配合，二者相得益彰。

进一步地，所述转轴6插入底座4内的一端呈半球形，且该端单独采用耐磨材料制成，以使得该端耐磨承载性能好，且可以更换。

进一步地，所述端面打磨板1顶端具有与待打磨的阳极钢爪端部相配合的圆柱凹槽，以便更好地安装定位。

进一步地，所述铸造模具的每一瓣半模块14彼此接缝处各设有两个凸出的连接耳块15，其中一瓣半模块14的两连接耳块15与另一瓣半模块14的两连接耳块15分别彼此正对配合设置，其中一对连接耳块15铰接，另一对连接耳块15螺栓16连接，以拼接成所述铸造型腔，以便修复完成后迅速脱模，结构简单可靠，制作成本较低。

进一步地，所述铸造模具与工作台18上的T型滑槽通过TT型螺栓1716固定，以便实现各个模具之间的间隔调整以适应不同钢爪间隔的阳极导杆，或者使用多次后钢爪之间有位置偏移的导杆。

进一步地，紧靠每个连接耳块15处还设有定位耳块21，每对定位耳块21之间采用定位销22连接，以使得定位销22连接后的所述铸造模具具有一个精准的所述铸造型腔。进一步地，所述机械手抓取钢爪时将其放入至钢爪爪根部与所述铸造模具的铸造型腔腔口端接触时为止，以便确定钢爪伸入铸造型腔的位置，获得最标准的成型型腔，修复后的钢爪形状尺寸更为精确一致，而且便于机械手的移动位置控制。

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 (8)

1.一种阳极钢爪修复设备，其特征在于：包括打磨废旧钢爪表面的打磨装置和修复钢爪的重铸装置；

所述打磨装置由上至下依次包括端面打磨板、齿轮盘、支座以及底座；其中，所述支座底面设有齿轮腔，支座的底面固定紧贴所述底座上表面设置且将所述齿轮腔的腔口封闭，所述齿轮盘平放于所述支座的上方，且在齿轮盘和支座两相对的端面上均设有若干环形的横截面呈圆弧状的沟槽，齿轮盘与支座通过同时位于两上下正对的若干对沟槽内的滚珠支撑平放，且使得齿轮盘可在支座上绕其轴线自由转动；所述端面打磨板通过转轴支撑且平放于所述齿轮盘的上方，所述转轴竖直设置且其顶端同轴地固定有所述端面打磨板，转轴的底端由上至下依次穿过齿轮盘的中心、支座上的轴承后伸入所述齿轮腔内而插入所述底座上表面的球面凹槽内，且所述转轴可绕自身轴线自由转动；

在所述齿轮盘靠其边缘处沿径向设有条形滑孔，齿轮盘上端面还设有弧形的与竖直放置的阳极钢爪侧壁配合的一对弧形打磨板，其中内侧的弧形打磨板内表面用于打磨，该对弧形打磨板位于所述端面打磨板的外侧且与之同轴设置，该对弧形打磨板同心且平行地设，两块之间通过弹簧相连且当位于外侧的弧形打磨板固定后内侧的弧形打磨板可被所述弹簧悬空地架设在齿轮盘上方；所述弧形打磨板与所述条形滑孔交叉设置，且在弧形打磨板与条形滑孔交叉处的外侧弧形打磨板外侧壁上具有与垂直于弧形打磨板的耳板，所述耳板上设有穿孔，螺杆穿过所述穿孔和条形滑孔后被螺母紧固起来，使得弧形打磨板可沿齿轮盘径向滑动并随时固定；

还包括竖直地安装在底座上并贯穿底座伸出其底端面的传动轴，所述传动轴位于底座上端面以上的部分由上至下依次固定有第一主动齿轮、第二主动齿轮，所述第一主动齿轮与所述齿轮盘减速啮合传动，所述第二主动齿轮的边缘伸入到所述齿轮腔内而与转轴上的从动齿轮增速啮合传动；

所述重铸装置包括工作台和设置在工作台上的若干铸造模具，所述铸造模具在工作台上排成一条直线且彼此之间可以沿排列的直线方向调整间距；所述铸造模具包括两瓣半模块，两半模块对接后可拼接成一个能够铸造出钢爪的铸造型腔，机械手将所述打磨装置上打磨好的钢爪抓取并移动至所述铸造模具上方并将钢爪放入所述铸造型腔内，所述机械手将钢爪放在铸造型腔内的深度应保证放入的钢爪部分与铸造型腔之间围成的间隙能够形成浇铸钢爪残缺部分的成型型腔。

2.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述弧形打磨板包括彼此平行设置的若干对，相邻两对之间通过一块弧形连接板连接为一体，其具体连接结构为：每对弧形打磨板外侧的那块与其相邻的另一对弧形打磨板外侧的那块之间相对的端面处各自开设有一个滑腔，所述滑腔沿各自圆周方向开设有一道贯穿的条状滑孔，相应地在所述弧形连接板靠两端的圆周方向上各设有一道所述条状滑孔，以使得锁紧螺栓通过所述条状滑孔将滑动至一定位置的弧形连接板的相应端与相应的弧形打磨板连接起来。

3.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述转轴插入底座内的一端呈半球形，且该端单独采用耐磨材料制成。

4.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述端面打磨板顶端具有与待打磨的阳极钢爪端部相配合的圆柱凹槽。

5.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述铸造模具的每一瓣半模块彼此接缝处各设有两个凸出的连接耳块，其中一瓣半模块的两连接耳块与另一瓣半模块的两连接耳块分别彼此正对配合设置，其中一对连接耳块铰接，另一对连接耳块螺栓连接，以拼接成所述铸造型腔。

6.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述铸造模具与工作台上的T型滑槽通过T型螺栓固定。

7.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：紧靠每个连接耳块处还设有定位耳块，每对定位耳块之间采用定位销连接，以使得定位销连接后的所述铸造模具具有一个精准的所述铸造型腔。

8.根据权利要求1所述阳极钢爪修复设备，其特征在于：所述机械手抓取钢爪时将其放入至钢爪爪根部与所述铸造模具的铸造型腔腔口端接触时为止。

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