CN213732338U - 一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，包括机座支架、主升降机构、升降横梁、定点锁紧机构、旋转机构、平移机构、副升降机构、排气执行机构，机座支架安装在地面上，主升降机构底部安装在机座支架上，升降横梁安装在主升降机构，机座支架上设有旋转机构，主升降机构顶部设有定点锁紧机构，平移机构安装在升降横梁上，副升降机构安装在平移机构上，副升降机构与排气执行机构相连，排气执行机构与排气杆相连。本实用新型可以实现电熔砖无缩孔浇注工艺的数字化，主、副升降、旋转、平移均为伺服电机作为动力，各动作可无级调速，能满足电熔砖无缩孔浇注工艺参数调整的要求，对无缩孔浇注工艺的不断优化提供了便利。

Description

一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置

技术领域

本实用新型涉及一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置。

背景技术

随着智能制造及自动化生产的发展，AZS（电熔锆刚玉砖，以下简称电熔砖）的生产也在朝更高效、高智能、高质量、节能降本的方向发展。电熔砖无缩孔浇铸工艺是电熔砖生产过程中的一种先进的浇铸工艺，但原来的工艺采用人工排气操作造成其工艺成本高（需要二次浇注），成材率低，效率慢，作业难度及作业风险大的缺陷。在此背景下，电熔砖在原无缩孔浇铸工艺生产过程中的人工排气作业已不能满足现代化企业的需求，利用设备取代人工进行精准排气的全新工艺必将取代原有的电熔砖无缩孔浇铸工艺。

参考图1，在电熔砖D生产过程中对熔融态电熔砖进行铸造退火是一道必要工序。退火铸造是在砂型模B内进行的，在砂型模B的顶部有冒口E用于浇铸熔融态电熔砖D，同时也用于电熔砖D的排气。砂型模的四周有保温材料C。无缩孔浇铸工艺中电熔砖D在浇铸时业内均采用了人工用长条钢筋A伸入冒口对粘稠的熔融态电熔砖D进行上下来回移动排出电熔砖D内气体的作业方法，这种作业的目的是用于提高电熔砖D的容重，电容砖D的容重直接关系其质量。

原无缩孔浇铸在电熔砖浇铸工艺中普遍采用，是指将缩孔集中在某一区域内。这种浇铸工艺需要二次浇铸，退火后缩孔会集中在二次浇铸层。然后用金刚石锯将二次浇铸层切除，剩余的一次浇铸层成分均匀，组织致密。但二次浇铸层需要用金刚石锯切割，费用过高。此外二次浇铸也大大提升了生产成本。而无缩孔浇铸工艺实际上还是难以将缩孔集中在二次浇铸层，在一次浇铸层里仍然有缩孔。

电熔砖缩孔直接关系到电熔砖的容重，进而影响到质量。目前行业内在采用这种工艺时还需要由人工进行排气作业，因此无缩孔铸造有以下缺点：一，熔融态电熔砖温度过高，也易造成作业过程中的飞溅而引起工人烫伤，作业安全风险过高，工人普遍不愿意从事该工作；二，人工作业劳动强度大；三，人工排气作业难以保证电熔砖的容重，导致产品质量差；四，无缩孔铸造成本高昂，锯切缩孔集中部位花费高昂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便、安全可靠的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，包括机座支架、主升降机构、升降横梁、定点锁紧机构、旋转机构、平移机构、副升降机构、排气执行机构，机座支架安装在地面上，所述主升降机构底部安装在机座支架上，所述升降横梁安装在主升降机构上并可沿主升降机构升降，所述机座支架上设有用于带动主升降机构旋转的旋转机构，所述主升降机构顶部设有用于锁紧旋转机构的定点锁紧机构，所述平移机构安装在升降横梁上并可沿升降横梁平移，所述副升降机构安装在平移机构上，副升降机构与排气执行机构相连，带动排气执行机构升降，排气执行机构与排气杆相连。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述旋转机构包括内立柱、外立柱、旋转大齿轮、旋转小齿轮、第一电机、第一减速机，所述内立柱与机座支架固定连接，外立柱套设在内立柱外且两端分别通过第一轴承与内立柱连接，所述第一电机经第一减速机与旋转小齿轮连接，旋转小齿轮与旋转大齿轮啮合，旋转大齿轮通过键与外立柱固定连接，在第一电机的驱动下，外立柱绕内立柱转动；所述定点锁紧机构固定在内立柱上，通过液压油缸对外立柱进行锁紧，且锁紧力可调。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述主升降机构包括主升降基座、第二电机、第二减速机、主升降丝杆、主升降丝杆螺母，所述主升降基座固定在外立柱顶部，所述主升降丝杆通过第二轴承安装在主升降基座上，第二电机经第二减速机后连接主升降丝杆上端，主升降丝杆上设有主升降丝杆螺母，所述升降横梁与主升降丝杆螺母固定连接，通过主升降机构的丝杆传动组合带动升降横梁升降运动，升降横梁的升降导向通过导向键实现。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述旋转大齿轮采用组合齿轮的形式，设计有齿轮啮合间隙补偿装置，旋转大齿轮外部设有旋转齿轮护罩，所述主升降丝杆外设有丝杆防尘罩。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述平移机构包括平移基座、平移拖板，所述升降横梁上设有平移导轨和平移齿条；平移拖板安装在平移导轨上，采用镶嵌铜条的方式调整间隙；所述平移基座与平移拖板固定连接，平移基座上设有第三电机和第三减速机，第三电机经第三减速机后连接平移齿轮，平移齿轮与升降横梁上的平移齿条啮合，通过平移齿轮、平移齿条带动平移拖板作平移运动。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述副升降机构包括第四电机、第四减速机、副升降丝杆、副升降丝杆螺母，所述副升降丝杆通过第三轴承安装在平移拖板上，第四电机经第四减速机与副升降丝杆上端连接，副升降丝杆上设有副升降丝杆螺母，副升降丝杆螺母与排气执行机构固定连接，通过副升降机构的丝杆传动组合带动排气执行机构作升降运动。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述排气执行机构包括排气执行机构机座、驱动轮、第五电机、第五减速机、增力弹簧、缓冲机构、排气套杆组件，所述平移拖板上设有轨道，排气执行机构机座安装在轨道上并与副升降丝杆螺母固定连接，所述排气执行机构机座上设有排气套杆组件，第五电机经第五减速机后连接驱动轮带动驱动轮作旋转运动，驱动轮外轮廓为异形轮廓，驱动轮旋转带动排气套杆组件进行上下往复振动的运动，排气杆通过法兰连接在排气套杆组件的排气套杆上。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述排气套杆组件包括排气套杆、第一导向轮、套杆座，所述排气杆竖直设置，排气杆上端与排气套杆连接，排气套杆穿过排气执行机构机座，排气执行机构机座上对应于排气套杆设有第一若干导向轮组，每个第一导向轮组包括对称分布在排气套杆两侧的两个第一导向轮，第一导向轮的侧面上设有第一弧形凹槽，所述套杆座安装在排气套杆上，套杆座底面支撑在驱动轮上，驱动轮转动实现排气套杆的上下移动。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述套杆座上固定安装有若干连接杆，连接杆与排气杆平行设置；所述的连接杆穿过排气执行机构机座，排气执行机构机座上对应于每个连接杆设有若干第二导向轮组，每个第二导向轮组包括对称分布在连接杆两侧的两个第二导向轮，第二导向轮的侧面上设有第二弧形凹槽；连接杆底部与排气执行机构机座底部之间设有第一弹簧。

上述熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，所述排气套杆组件还包括缓冲座，所述缓冲座固定安装在多个连接杆的顶端，缓冲座上设有一导向孔，导向孔的轴线平行于排气杆设置；导向孔内设有导向杆，导向杆上套装有第二弹簧，第二弹簧的下端与导向杆底部连接，第二弹簧的上端与缓冲座连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型工艺动作均采用数控，可以实现电熔砖无缩孔浇注工艺的数字化，达到最佳排气效果，主、副升降、旋转、平移均为伺服电机作为动力，各动作可无级调速，能满足电熔砖无缩孔浇注工艺参数调整的要求，对无缩孔浇注工艺的不断优化提供了便利。

2、本实用新型的旋转大齿轮采用间隙补偿装置，各工艺动作均可在设备安装调试、检修时设定补偿值，可保证工艺动作的准确性，排气工艺可实现数字化控制。

3、本实用新型能稳定可靠地实现电熔砖的排气作业，有效提高了熔重，保证了产品质量。以往无缩孔铸造工艺中还需要进行二次浇铸，将退火冷却过程中的电熔砖内气体移到二次浇铸层，而二次浇铸层在浇铸退火工序完成后是要切除的，因此二次浇铸层属于成本上的浪费。而采用本实用新型由于能稳定高效排气，因此不需要进行二次浇铸，降低了工艺成本。此外由于不再需要对二次浇铸层进行切割处理，也减少了大量的切割费用。同时由于电熔砖的熔重得到了提高，因此相应的成品率也提高了。

附图说明

图1为现有电熔砖生产装置的示意图。

图2为本实用新型的整体结构主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2中旋转机构和主升降机构的俯视图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为图2中主升降机构的主视图。

图7为图6的俯视图。

图8为图2中旋转机构的剖视图。

图9为图2中旋转机构的俯视图。

图10为图2中平移机构的主视图。

图11为图2中平移机构的俯视图。

图12为图10的A-A剖视图。

图13为图2中副升降机构和排气执行机构的整体结构图。

图14为图13的A-A剖视图。

图15为图2中副升降机构的结构示意图。

图16为图15的俯视图。

图17为图15的A-A剖视图。

图18为图2中排气执行机构的结构示意图。

图19为图18去掉排气执行机构机座后的结构示意图。

图20为图18的侧视图。

图21为图20去掉排气执行机构机座后的结构示意图。

图22为图18的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图2、图3所示，一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，包括机座支架1、主升降机构2、升降横梁3、定点锁紧机构4、旋转机构5、平移机构6、副升降机构7、排气执行机构8，机座支架1安装在地面上，所述主升降机构2底部安装在机座支架1上，所述升降横梁3安装在主升降机构2上并可沿主升降机构2升降，所述机座支架1上设有用于带动主升降机构2旋转的旋转机构5，所述主升降机构2顶部设有用于锁紧旋转机构5的定点锁紧机构4，所述平移机构6安装在升降横梁3上并可沿升降横梁3平移，所述副升降机构7安装在平移机构6上，副升降机构7与排气执行机构8相连，带动排气执行机构8升降，排气执行机构8与排气杆9相连。

所述旋转机构5包括内立柱5-1、外立柱5-2、旋转大齿轮5-3、旋转小齿轮5-4、第一电机5-5、第一减速机，所述内立柱5-1与机座支架1固定连接，外立柱5-2套设在内立柱5-1外且两端分别通过第一轴承5-7与内立柱5-1连接，所述第一电机5-5经第一减速机与旋转小齿轮5-4连接，旋转小齿轮5-4与旋转大齿轮5-3啮合，旋转大齿轮5-3通过键与外立柱5-2固定连接，在第一电机5-5的驱动下，外立柱5-2绕内立柱5-1转动，旋转速度及角度可控，旋转动作结束后可通过定点锁紧机构4锁紧固定；所述定点锁紧机构4固定在内立柱5-1上，通过液压油缸4-1对外立柱5-2进行锁紧，且锁紧力可调，液压油缸4-1与液压站4-2连接。

所述主升降机构2包括主升降基座2-1、第二电机2-2、第二减速机、主升降丝杆2-4、主升降丝杆螺母2-5，所述主升降基座2-1固定在外立柱5-2顶部，所述主升降丝杆2-4通过第二轴承2-6安装在主升降基座2-1上，第二电机2-2经第二减速机后连接主升降丝杆2-4上端，主升降丝杆2-4上设有主升降丝杆螺母2-5，所述升降横梁3与主升降丝杆螺母2-5固定连接，通过主升降机构2的丝杆传动组合带动升降横梁3升降运动，第二轴承2-6采用定心+平面轴承的方式，升降横梁3的升降导向通过导向键实现。各活动零/部件均设有密封结构及润滑油路。

所述旋转大齿轮5-3采用组合齿轮的形式，设计有齿轮啮合间隙补偿装置5-8，旋转大齿轮5-3外部设有旋转齿轮护罩5-9，所述主升降丝杆2-4外设有丝杆防尘罩2-7。

所述平移机构6包括平移基座6-1、平移拖板6-2，所述升降横梁3上设有平移导轨6-3和平移齿条6-4；平移拖板6-2安装在平移导轨6-3上，采用镶嵌铜条的方式调整间隙；所述平移基座6-1与平移拖板6-2固定连接，平移基座6-1上设有第三电机6-5和第三减速机，第三电机6-5经第三减速机后连接平移齿轮6-7，平移齿轮6-7与升降横梁3上的平移齿条6-4啮合，通过平移齿轮6-7、平移齿条6-4带动平移拖板6-2作平移运动，平移速度及位置精确可控。

所述副升降机构7包括第四电机7-1、第四减速机、副升降丝杆7-3、副升降丝杆螺母7-4，所述副升降丝杆7-3通过第三轴承7-5安装在平移拖板6-2上，第四电机7-1经第四减速机与副升降丝杆7-3上端连接，副升降丝杆7-3上设有副升降丝杆螺母7-4，副升降丝杆螺母7-4与排气执行机构8固定连接，通过副升降机构7的丝杆传动组合带动排气执行机构8作升降运动。

所述排气执行机构8包括排气执行机构机座8-1、驱动轮8-2、第五电机8-3、第五减速机8-4、排气套杆组件，所述平移拖板6-2上设有轨道，排气执行机构机座8-1安装在轨道上并与副升降丝杆螺母7-4固定连接，所述排气执行机构机座8-1上设有排气套杆组件，第五电机8-3经第五减速机8-4后连接驱动轮8-2带动驱动轮8-2作旋转运动，驱动轮8-2外轮廓为异形轮廓，驱动轮8-2旋转带动排气套杆组件进行上下往复+小幅振动的运动，排气杆9通过法兰连接在排气套杆组件的排气套杆8-5上，可快速拆换。

所述排气套杆组件包括排气套杆8-5、第一导向轮8-6、套杆座8-7，所述排气杆9竖直设置，排气杆9上端与排气套杆8-5连接，排气套杆8-5穿过排气执行机构机座8-1，排气执行机构机座8-1上对应于排气套杆8-5设有第一若干导向轮组，每个第一导向轮组包括对称分布在排气套杆8-5两侧的两个第一导向轮8-6，第一导向轮8-6的侧面上设有第一弧形凹槽，所述套杆座8-7安装在排气套杆8-5上，套杆座8-7底面支撑在驱动轮8-2上，驱动轮8-2转动实现排气套杆8-5的上下移动。

所述套杆座8-7上固定安装有若干连接杆8-8，连接杆8-8与排气杆9平行设置；所述的连接杆8-8穿过排气执行机构机座8-1，排气执行机构机座8-1上对应于每个连接杆8-8设有若干第二导向轮组，每个第二导向轮组包括对称分布在连接杆8-8两侧的两个第二导向轮8-9，第二导向轮8-9的侧面上设有第二弧形凹槽；连接杆8-8底部与排气执行机构机座8-1底部之间设有第一弹簧8-10，第一弹簧8-10起到排气杆9振动动作时增大砸击效果的作用。

所述排气套杆组件包括缓冲座8-11，所述缓冲座8-11固定安装在多个连接杆8-8的顶端，缓冲座8-11上设有一导向孔，导向孔的轴线平行于排气杆9设置；导向孔内设有导向杆，导向杆上套装有第二弹簧，第二弹簧的下端与导向杆底部连接，第二弹簧的上端与缓冲座8-11连接。缓冲座8-11作为所述排气套杆组件配套设施起缓冲作用同时起到避免砸击动作落到驱动轮8-2上。在驱动轮8-2将连接杆8-8和排气套杆8-5顶到最高位置后，排气套杆8-5呈断崖式下落，在下落过程中，缓冲座8-11上的导向杆下端首先接触排气执行机构机座8-1顶部，第二弹簧的弹力起到缓冲作用，而且能防止套杆座8-7下落过程中与驱动轮8-2刚性碰撞而损坏。

本实用新型的工作原理为：

1、排气杆9通过主升降机构2、副升降机构7提升至高于电熔砖型腔模具10最高面以上，图2、图3所示为排气作业时状态。

2、电熔砖型腔模具10浇注后通过吊具或传送装置置于排气工位后，通过旋转结构5及平移机构6的联动将排气杆9置于电熔砖型腔模具10冒口中心；注：冒口中心位置可由人工或传感器进行半、全自动定点。

3、依次启动排气执行机构8、主升降机构5、副升降机构7，排气杆9以循环上下加振动的方式下落，击穿冒口结晶硬壳后进入型腔内进行排气作业。注：排气杆9的两个动作均为可调，主副升降速度可调。

4、排气作业完成后，主升降机构2、副升降机构7快速提升至电熔砖型腔模具10最高面以上，排气执行机构8动作停止。平移机构6启动让出已排气及下一次排气作业电熔砖型腔模具10移送空间，如升降横梁3与模具移送空间重叠则还需启动旋转机构5以让出位置。

5、排气杆9移至冷却清理工位，冷却排气杆9，清理排气杆9表面沾附物，返回至待机位置。

6、为达到最佳排气效果同一个浇注型腔如需多次重复排气作业，则可将前序2、3、4、5步骤循环动作即可。

7、待下一个排气作业电熔砖型腔模具10移送到位后，重复前序过程。注：确定各工步最佳数据后即可固定操作动作，此固定操作动作对电熔砖型腔模具10移送位置精度有一定的要求。如采用传感器定点方式则可自主定点，对电熔砖型腔模具10移送位置精度要求可以放宽。

Claims (10)

1.一种熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：包括机座支架、主升降机构、升降横梁、定点锁紧机构、旋转机构、平移机构、副升降机构、排气执行机构，机座支架安装在地面上，所述主升降机构底部安装在机座支架上，所述升降横梁安装在主升降机构上并可沿主升降机构升降，所述机座支架上设有用于带动主升降机构旋转的旋转机构，所述主升降机构顶部设有用于锁紧旋转机构的定点锁紧机构，所述平移机构安装在升降横梁上并可沿升降横梁平移，所述副升降机构安装在平移机构上，副升降机构与排气执行机构相连，带动排气执行机构升降，排气执行机构与排气杆相连。

2.根据权利要求1所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述旋转机构包括内立柱、外立柱、旋转大齿轮、旋转小齿轮、第一电机、第一减速机，所述内立柱与机座支架固定连接，外立柱套设在内立柱外且两端分别通过第一轴承与内立柱连接，所述第一电机经第一减速机与旋转小齿轮连接，旋转小齿轮与旋转大齿轮啮合，旋转大齿轮通过键与外立柱固定连接，在第一电机的驱动下，外立柱绕内立柱转动；所述定点锁紧机构固定在内立柱上，通过液压油缸对外立柱进行锁紧，且锁紧力可调。

3.根据权利要求2所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述主升降机构包括主升降基座、第二电机、第二减速机、主升降丝杆、主升降丝杆螺母，所述主升降基座固定在外立柱顶部，所述主升降丝杆通过第二轴承安装在主升降基座上，第二电机经第二减速机后连接主升降丝杆上端，主升降丝杆上设有主升降丝杆螺母，所述升降横梁与主升降丝杆螺母固定连接，通过主升降机构的丝杆传动组合带动升降横梁升降运动，升降横梁的升降导向通过导向键实现。

4.根据权利要求3所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述旋转大齿轮采用组合齿轮的形式，设计有齿轮啮合间隙补偿装置，旋转大齿轮外部设有旋转齿轮护罩，所述主升降丝杆外设有丝杆防尘罩。

5.根据权利要求2所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述平移机构包括平移基座、平移拖板，所述升降横梁上设有平移导轨和平移齿条；平移拖板安装在平移导轨上，采用镶嵌铜条的方式调整间隙；所述平移基座与平移拖板固定连接，平移基座上设有第三电机和第三减速机，第三电机经第三减速机后连接平移齿轮，平移齿轮与升降横梁上的平移齿条啮合，通过平移齿轮、平移齿条带动平移拖板作平移运动。

6.根据权利要求5所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述副升降机构包括第四电机、第四减速机、副升降丝杆、副升降丝杆螺母，所述副升降丝杆通过第三轴承安装在平移拖板上，第四电机经第四减速机与副升降丝杆上端连接，副升降丝杆上设有副升降丝杆螺母，副升降丝杆螺母与排气执行机构固定连接，通过副升降机构的丝杆传动组合带动排气执行机构作升降运动。

7.根据权利要求6所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述排气执行机构包括排气执行机构机座、驱动轮、第五电机、第五减速机、排气套杆组件，所述平移拖板上设有轨道，排气执行机构机座安装在轨道上并与副升降丝杆螺母固定连接， 所述排气执行机构机座上设有排气套杆组件，第五电机经第五减速机后连接驱动轮带动驱动轮作旋转运动，驱动轮外轮廓为异形轮廓，驱动轮旋转带动排气套杆组件进行上下往复振动的运动，排气杆通过法兰连接在排气套杆组件的排气套杆上。

8.根据权利要求7所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述排气套杆组件包括排气套杆、第一导向轮、套杆座，所述排气杆竖直设置，排气杆上端与排气套杆连接，排气套杆穿过排气执行机构机座，排气执行机构机座上对应于排气套杆设有第一若干导向轮组，每个第一导向轮组包括对称分布在排气套杆两侧的两个第一导向轮，第一导向轮的侧面上设有第一弧形凹槽，所述套杆座安装在排气套杆上，套杆座底面支撑在驱动轮上，驱动轮转动实现排气套杆的上下移动。

9.根据权利要求8所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述套杆座上固定安装有若干连接杆，连接杆与排气杆平行设置；所述的连接杆穿过排气执行机构机座，排气执行机构机座上对应于每个连接杆设有若干第二导向轮组，每个第二导向轮组包括对称分布在连接杆两侧的两个第二导向轮，第二导向轮的侧面上设有第二弧形凹槽；连接杆底部与排气执行机构机座底部之间设有第一弹簧。

10.根据权利要求9所述的熔融态电熔砖铸造退火用排气机械装置，其特征在于：所述排气套杆组件还包括缓冲座，所述缓冲座固定安装在多个连接杆的顶端，缓冲座上设有一导向孔，导向孔的轴线平行于排气杆设置；导向孔内设有导向杆，导向杆上套装有第二弹簧，第二弹簧的下端与导向杆底部连接，第二弹簧的上端与缓冲座连接。

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