CN114717609A - 一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解铝生产技术领域，更具体地，涉及一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具。包括头架、导板和开闭装置，所述头架包括顶板和安装在顶板下端的两个安装侧板，所述导板包括导板主体和设置于导板主体上的连接件一；所述侧板的外壁突出设置有连接件二，所述连接件二与所述连接件一通过转动连接；所述连接件一和连接件二形成的铰轴部支撑导板，调节导板的顶端或底端与侧板之间的距离，所述开闭装置包括位于所述侧板两侧的夹子和与所述夹子连接且驱动所述夹子的夹持端开合的调节装置；所述调节装置安装于所述侧板的内壁。本阳极夹具，有效实现了增大夹持开口尺寸，同时保证了拧头部件不脱轨的功能。

Description

一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具

技术领域

本发明涉及电解铝生产技术领域，更具体地，涉及一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具。

背景技术

阳极机构是铝电解多功能机组的主要工具，其主要功能是从电解槽上待运旧残极碳块至指定位置，然后将指定位置的新阳极碳块吊运安装在电解槽上，并负责拧紧或者松开电解槽上固定阳极导杆的小盒夹具。

吊运工作由阳极拔出部件负责，拧紧或松开小盒夹具工作由拧头部件负责。阳极夹具安装在阳极拔出部件的前方，主要负责夹紧和松开阳极导杆，导板的主要功能是方便拧头部件的下降时，阳极夹具拧头部件上的导向辊顺着导板至阳极导杆上。

现有的另外还有一种铝电解槽用阳极夹紧装置，包括压板组、中轴和铝导杆，垫板与连接件；所述垫板设置在压板组与铝导杆之间，所述连接件一端与垫板连接，一端套装在中轴上。现有技术虽然公开了一种夹紧装置，但是其结构简单，仍然存在以下问题：

现有设计的用于夹持阳极导杆的夹持开口尺寸受导板限制，如果喇叭口如果增大，导向板和阳极导杆不接触，拧头部件易脱轨；并且加持开口适用范围有限，不能适用不同尺寸的阳极导杆使用。

因此发明一种能增大喇叭口尺寸，同时保证了拧头部件不脱轨的阳极夹具，适应智能化的需求，就当前技术而言是生产的必要选择和方向。

发明内容

本发明为克服上所述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，有效实现了增大用于夹持阳极导杆的夹持开口尺寸，同时保证了拧头部件不脱轨的功能。

为解决上所述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，包括头架、导板和开闭装置，所述头架包括顶板和安装在顶板下端的两个安装侧板，所述导板包括导板主体和设置于导板主体上的连接件一；所述侧板的外壁突出设置有连接件二，所述连接件二与所述连接件一通过转动连接；所述连接件一和连接件二形成的铰轴部支撑导板，调节导板的顶端或底端与侧板之间的距离，所述开闭装置包括位于所述侧板两侧的夹子和与所述夹子连接且驱动所述夹子的夹持端开合的调节装置；所述调节装置安装于所述侧板的内壁。

正常状态下，侧板临近顶部的一端是贴近导板的顶部，由于侧板与导板之间是通过铰轴部连接，因此，此时侧板的低端是相对于导板的底端的。当阳极夹具位移至待加工的阳极导杆位置时，此时调节装置将开始工作，从而使得两个夹子的底部相互远离，那么由两个夹子以及侧板构成的夹持开口将达到最大尺寸。当阳极导杆完全套入后，此时调节装置将再次工作，两个夹子的底部将相互靠近，直至两个夹子的底端紧贴阳极导杆，同时，侧板的底端也将逐步靠近导板底板，直至侧板的底端也与阳极导杆表面贴合，最终，通过两个夹子以及侧板的底端实现对阳极导杆的夹持固定。

更进一步地，所述调节装置包括弹簧装置和驱动所述夹子转动的驱动部，所述弹簧装置的两端与夹子的内壁固定连接；所述驱动部与所述夹子的侧壁连接；

更进一步地，所述夹子包括与头架顶部下端连接的安装端以及远离所述头架顶部的夹持端，所述头架顶部下端安装有接近开关。

更进一步地，所述夹子的安装端上均设置有锯齿，两个所述夹子的安装端通过锯齿啮合连接。

进一步地，所述导板的顶端设有挡板部，所述挡板部在水平方向上的宽度小于连接件一与连接件二在水平方向的总宽度。

进一步地，所述导板的底端向所述侧板所在的方向倾斜，使得所述导板的底端朝向侧面移动时导板的底端能够与阳极导杆更好的贴合。

进一步地，所述侧板上设置有用于视觉传感器识别从而确认夹具位置的视觉传感器标识物。

本发明的另一目的在于公开一种铝电解多功能天车作业的阳极机构，包含前述阳极夹具，还包括拧头部件，所述拧头部件包括拧头座、设置于所述拧头座内侧的拧头、设置于拧头座内部设置有导向辊和设置于所述拧头座两侧的卡板部件与防脱机构；所述导向辊与所述导板相接触，由导板顶端向导板底端往复移动。

进一步地，所述防脱机构呈“J”型，包括弯曲部、直线部和凸起部，所述直线部位于弯曲部与凸起部之间，所述弯曲部一端与拧头座通过销轴活动连接；；所述防脱机构与设置在拧头座上的电机连接，在电机驱动作用下完成钩挂。

进一步地，所述导向辊铰接连接所述拧头座。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下。

本发明的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，分别通过将导板和头架的位置的科学设置，有效地调整了导板底端的夹持口结构，使导板可以以铰轴部为支点，对夹持口的大小进行调节，并且夹子通过调节装置的调整，使整个夹具智能精确，可控性强，使阳极夹具适用于不同的阳极导杆，并且夹持效果好，不会出现掉块等现象，安全性能高。

同时充分考虑到阳极夹具的使用性能，将导板的结构进行了改进，并且增加了感应开关，使整个夹具智能化程度高，更利于生产。

并且，公开了一种铝电解多功能天车作业的阳极机构，此种阳极机构使用了本发明的阳极夹具，其控制方便，操作安全，使用效率高。

附图说明

图1为本发明的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具的立体结构示意图。

图2为本发明的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具的主视图。

图3为图2所示的A-A处剖视图。

图4为图3所示的B-B处剖视图。

图5为图2所示的C-C处剖视图。

图6为图3所示的D-D处剖视图。

图7为本发明的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具的后视图。

图8为本发明的铝电解多功能天车作业的阳极机构的结构示意图。

图9为本发明的拧头部件的结构示意图。

图10为图9的拧头部件的俯视结构示意图。

图11为图10的拧头部件的A-A剖面结构示意图。

图12为图11的拧头部件的B-B剖面结构示意图。

其中，1-头架，11-顶板，12-侧板，13-连接件二，14-定位块，2-导板，21- 导板主体，22-挡板部，24-连接件一，25-轴销，3-夹子，4-行程开关，5-接近开关，6-油缸，7-弹簧装置，8-视觉传感器识别物，9-拧头部件，90-拧头座，91-防脱机构，92-卡板部件，93-导向辊，94-拧头，96-轴销，97-弹性圆柱销，98-轴套。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

如图1～图7所示，本实施例的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，包括头架1、导板2和开闭装置，头架1包括顶板11和安装在顶板11下端的两个安装侧板12，导板2包括导板主体21和设置于导板主体21上的连接件一24；侧板12的外壁突出设置有连接件二13，连接件二13与连接件一24通过转动连接；连接件一24和连接件二13形成的铰轴部支撑导板，调节导板2的顶端或底端与侧板12之间的距离，开闭装置包括位于侧板12两侧的夹子3和与夹子3连接且驱动夹子3的夹持端开合的调节装置；调节装置安装于所述侧板12的内壁。

夹子3安装于顶板11的下端，夹子3包括与头架1顶部下端连接的安装端以及远离头架1顶部的夹持端，安装端一侧设置有行程开关4，头架1顶部下端安装有接近开关5。夹子3的夹持端开口处与头架1底端围合成阳极导杆放置空间。为了保证阳极夹具满足智能化的需求，设置行程开关4，行程开关4可以有效感知夹子3的开闭状态，以便准确判断和调整整个天车的进一步动作。同时，接近开关5的安装用于感知是否接近阳极导杆，使整个夹具更加精准可控。行程开关4和接近开关5均选用本领域常用的型号即可，安装方便，成本低。

并且为了适应智能化的使用要求，所述调节装置包括弹簧装置7和驱动所述夹子3转动的驱动部。驱动部优先采用油缸6，油缸6选用双作用式油缸；弹簧装置7的两端与夹子3的内壁固定连接或者是弹簧装置7的两端连接有连接杆，弹簧装置7通过连接杆连接夹子3的内壁；油缸6与所述夹子3的侧壁连接。开启油缸6做功，油缸6将推动推动夹子3的夹持端逐步远离头架1的中心，从而增大夹子3的夹持开口大小时，油缸6推动夹子3张开时，弹簧装置7成拉伸状态。阳极导杆完全处于夹子的夹持范围内时，关闭油缸6，此时在弹簧装置7的弹簧回复力作用下，夹子3的夹持端将逐步合拢，从而从两端将阳极导杆加持。

当需要夹持阳极导杆时，通过油缸6的作用，使得夹子3的夹持端相互远离，从而增加夹子3的夹持开口大小，从而方便阳极导杆套入，此时弹簧处于拉深状态。当阳极导杆套入至夹子3的内部时，关掉油缸6，夹子3的夹持端在弹簧作用下相互靠近，从而夹持住阳极导杆。

通过设计油缸6以及弹簧装置，对应控制夹子3夹持端张开以及合拢，从而有效增加了夹子3的夹持开口大小，方便了此夹具夹持阳极导轨，提到了夹持效率。

两个夹子3的安装部是有部分结构贴合在一起的，为了保证夹子3在打开或者合拢过程中，左右对称设计的夹子3能够同步移动，可以在夹子3的安装部上均设置有锯齿，两个夹子3的安装部通过啮合连接。通过啮合连接，那么当夹子 3的夹持部在打开或者合拢过程中能够使得两个夹子3能够同步移动，增强了夹子3运动的稳定性。

为了使得阳极导杆容易套入在夹子3以及侧板12形成的容纳空间，避免导板2的底部阻碍阳极导杆的正常套入，可以在导板2的顶端设置挡板部22，挡板部22在水平方向上的宽度小于连接件一24与连接件二13在水平方向的总宽度。挡板部22具体可以为方向长条。阳极结构处于待作业时，将有外部作用力施加在导板2的顶部，此时，导板2靠近顶板的顶部上的挡板部22将紧靠在侧板12上，那么在连接件一与连接件二构成的铰接部作用下，导板2的底部就远离侧板12，从而避免导板2的底部影响阳极导杆的套入。当阳极导杆完全套入下夹子3的夹持区域后，原先施加在导板2顶部的外部作用力将沿导板方向逐步移至导板2的底部，当外部作用力处于铰接部与导板2的底部之间时，导板2的底部将逐步靠近侧板12，最终贴近阳极导杆表面。同时，导板2的底端向所述侧板12所在的方向倾斜，使得所述导板的底端朝向侧面移动时导板的底端能够与阳极导杆更好的贴合。

综上，两个夹子3以及侧板构成用于夹持阳极导杆的夹持区域，在阳极导杆套入前，通过调节装置调整两个夹子3底部之间的距离，同时侧板在铰接作用下，侧板的底部也是远离导板的，从而大大增加了夹持区域的夹持尺寸，使得阳极导杆能过及其轻松的套入。即，本实施例中，夹持区域的尺寸能过灵活调节控制，从而当此阳极夹具需要夹取阳极导杆前，预先将夹持区域的尺寸调大，从而方便阳极导轨套入，大大的提高了此夹具夹持阳极导杆的效率。同时，整个夹具智能精确，可控性强，使阳极夹具适用于不同的阳极导杆，并且夹持效果好，不会出现掉块等现象，安全性能高。

实施例2

本实施例的用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，包括头架1、导板2和开闭装置，头架1包括顶板11和安装在顶板11下端的两个安装侧板12，导板2 包括导板主体21和设置于导板主体21上的连接件一24；侧板12的外壁突出设置有连接件二13，连接件二13与连接件一24通过转动连接；连接件一24和连接件二13形成的铰轴部支撑导板，调节导板2的顶端或底端与侧板12之间的距离，开闭装置包括位于侧板12两侧的夹子3和与夹子3连接且驱动夹子3的夹持端开合的调节装置；调节装置安装于所述侧板12的内壁。

在本实施例中，本申请夹具是设置在天车上的，天车上设置有视觉传感器，因此在侧板12上设置有用于视觉传感器识别从而确认夹具位置的视觉传感器标识物8。那么天车上的视觉传感器通过识别设置在侧板上的视觉传感器标识物8，即可准备判断夹具的具体位置。

实施例3

如图8-图12所示，本实施例的铝电解多功能天车作业的阳极机构，包含实施例1和2的阳极夹具，还包括拧头部件9，拧头部件9包括拧头座90、设置于拧头座90内侧的拧头94，设置于拧头座90内部且可移动的导向辊93和设置于拧头座90两侧的卡板部件92与防脱机构91；导向辊93与导板2相接触，由导板顶端向导板底端往复移动。

当阳极导杆完全套入在夹子3的夹持区域后，拧头94将拧转设置在阳极导杆上的小盒夹具，从而取下阳极导杆上的小盒夹具。小盒夹具的目的在于将阳极导杆固定在阳极导杆的安装装置上。

更具体地，防脱机构91呈“J”型，包括弯曲部910、直线部911和凸起部 912，直线部911位于弯曲部910与凸起部912之间，弯曲部910一端与拧头座 90通过销轴活动连接。防脱机构91与电机(图中未标注)连接，在电机驱动作用下完成钩挂。电机反转时，防脱机构91相当于拧头座90旋转，增大凸起部 912与卡板部件92的距离，从而方便阳极导杆上的导杆套入至卡板部件92与凸起部912之间，此时电机开始正转，凸起部912与卡板部件92之间的距离逐步缩小，从而将阳极导杆上的导板完全卡固。导向辊93铰接连接拧头座90。具体可以是通过轴销96固定安装于拧头座90内，并且在轴销96上还设置有弹性圆柱销97，从而防止销轴96变形。本轴销96的端部还设置有方便轴销96安装的轴套98。初始状态下，导向锟93是在重力作用下按压在导板2的顶部上，当阳极机构开始作业时，导向锟93将沿着导板2朝向导板2的底端滚动，导向锟93 是通过轴销96与拧头座90连接，那么导向锟在滚动过程中，能够运行顺畅，与拧头座之间不会出现卡组等问题。

本用于本发明的铝电解多功能天车作业的阳极机构的工作原理是：

两个夹子3在油缸6的作用下打开，在油缸6和弹簧装置7的共同作用下闭合，夹子3内侧为齿轮啮合，确保夹子开闭的同步性；阳极机构不工作时，拧头部件9的导向辊93作用在连接件一24和轴销25处的导板上方，在拧头部件9 自重及拧头架压紧的共同作用下，此时导板底端打开，保证了头架下侧夹持开口的尺寸。阳极夹具夹紧阳极导杆后，拧头部件9朝向导板2底端方向运动，，导板2绕连接件一24和轴销25旋转，直至导板2贴紧阳极导杆，此时，在拧头部件9的卡板部件的限位作用下，有效避免导向辊93脱轨，拧头架顺利接近小盒夹具。拧头工作时，导板2在自重的作用下，与阳极导杆继续保持贴合，保证拧头部件9工作完毕后朝向导板2顶端方向运动，从而逐步远离阳极导杆。行程开关4用于感知夹子的开闭，接近开关5用于感知是否接近阳极导杆。视觉传感器识别物8安装在侧板12的侧壁上，以方便安装在天车上的视觉传感器识别。

附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描所述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本发明的上所述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上所述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，包括头架、导板和开闭装置，所述头架包括顶板和安装在顶板下端的两个安装侧板，所述导板包括导板主体和设置于导板主体上的连接件一；所述侧板的外壁突出设置有连接件二，所述连接件二与所述连接件一通过转动连接；所述连接件一和连接件二形成的铰轴部支撑导板，调节导板的顶端或底端与侧板之间的距离，所述开闭装置包括位于所述侧板两侧的夹子和与所述夹子连接且驱动所述夹子的夹持端开合的调节装置；所述调节装置安装于所述侧板的内壁。

2.根据权利要求2所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述调节装置包括弹簧装置和驱动所述夹子转动的驱动部，所述弹簧装置的两端与夹子的内壁固定连接；所述驱动部与所述夹子的侧壁连接。

3.根据权利要求2所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述夹子包括与头架顶部下端连接的安装端以及远离所述头架顶部的夹持端，所述头架顶部下端安装有接近开关。

4.根据权利要求3所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述夹子的安装端上均设置有锯齿，两个所述夹子的安装端通过锯齿啮合连接。

5.根据权利要求1所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述导板的顶端设有挡板部，所述挡板部在水平方向上的宽度小于连接件一与连接件二在水平方向的总宽度。

6.根据权利要求1所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述导板的底端向所述侧板所在的方向倾斜，使得所述导板的底端朝向侧面移动时导板的底端能够与阳极导杆更好的贴合。

7.根据权利要求1所述用于铝电解多功能天车作业的阳极夹具，其特征在于，所述侧板上设置有用于视觉传感器识别从而确认夹具位置的视觉传感器标识物。

8.一种铝电解多功能天车作业的阳极机构，其特征在于，包含权利要求1～7任意一项所述阳极夹具，还包括拧头部件，所述拧头部件包括拧头座、设置于所述拧头座内侧的拧头、设置于拧头座内部设置有导向辊和设置于所述拧头座两侧的卡板部件与防脱机构；所述导向辊与所述导板相接触，由导板顶端向导板底端往复移动。

9.根据权利要求8所述铝电解多功能天车作业的阳极机构，其特征在于，所述防脱机构呈“J”型，包括弯曲部、直线部和凸起部，所述直线部位于弯曲部与凸起部之间，所述弯曲部一端与拧头座通过销轴活动连接；所述防脱机构与设置在拧头座上的电机连接，在电机驱动作用下完成钩挂。

10.根据权利要求8所述铝电解多功能天车作业的阳极机构，其特征在于，所述导向辊铰接连接所述拧头座。

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