CN113369471A - 一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置 - Google Patents

Abstract

一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，属于炼钢连铸技术领域。该装置用以解决水口无法及时脱离钢包，夹持臂前端没有足够的空间安装释放装置。该装置将原有的夹持臂和卡箍的螺栓固定连接改为水口夹持器释放装置，该装置位于夹持臂内套管的内部，当钢包长水口机器人处于事故状态下时，可以自动释放卡箍及长水口，解决了因意外导致长水口无法脱离钢包时造成整个机器人故障甚至损坏的问题。在浇注过程中，紧急状态下，按下手操器上的释放按钮，卡箍会与夹持器自动脱开，保证机械手本体不会受到钢包回转影响，减少了设备损失。重新安装一个新的卡箍，机械手又能重新投入使用，节省了维检时间，提高了生产效率。

Description

一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别是涉及一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置。

背景技术

连铸机浇注时，钢液首先需从钢包内注入其下方的中间包，然后再从中间包进入结晶器，开始从钢液到铸坯的转换。为了保证钢液在浇注过程中接触空气二次氧化，在这两个过程中都采用了保护水口。长水口是中空的管状耐材，一端顶在钢包底部的水口上，另一端出入中间包，钢液从水口内流入中间包。长水口机械手主要功能是夹持柱钢包长水口，并将其紧紧顶在钢包底部。根据工艺操作要求，机械手需要夹持水口完成升降、公转、自转及伸缩多维度动作，因此机械手的夹持臂通常都是套管结构，内套管可以随着外管升降及公转，同时又能相对外管伸缩、旋转(自转)，内管前端用螺栓固定长水口卡箍，卡箍用于托住长水口的上部带到水口运动。在浇注过程中机械手需要夹持住水口顶在钢包底部下水口上，在事故状态下，比如发生漏钢时，拍下事故按钮，转台将带着钢包快速离开浇注区，这时水口还来不及脱开就随着钢包转动离开，常常会拉坏夹持器及框架。如果是人工现场操作机械手的话，还可能伤及操作工人。

由上述内容可知，长水口机械手存在增加水口夹持器释放装置的必要，此装置要求可以在事故发生时让长水口夹持器与夹持臂完成脱离；由于夹持臂需要完成升降、伸缩、自转运动，其结构较为复杂，内部空间十分紧凑，且工作位置贴近钢包，外部环境不稳定，其内套管需要完成伸缩和自转运动，外部没有足够的空间安装。

长水口机械手存在的问题是：水口无法及时脱离钢包，夹持臂前端没有足够的空间安装释放装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置。用以解决水口无法及时脱离钢包，夹持臂前端没有足够的空间安装释放装置。

一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置包括液压缸1、连接架2、驱动杆3、弹簧4、导向杆5、夹持爪6、保持套7、水口夹持器8、导向套9、小车10，小车10位于机械手的夹持臂外管11内部的末端，其前端轴向固定在夹持臂内管12后部，通过自带的车轮可沿着夹持臂外管11内的轨道随着夹持臂内管12直线运动，但不随夹持臂内管12转动，液压缸1固定在小车10上，连接架2后部与液压缸1的缸杆固定连接，前侧开孔并安装有滚动轴承，驱动杆3与夹持臂内管12同心安装，其前部位于内管12内部，后部穿过连接架2开孔，与之轴向固定，可相对其旋转，弹簧4安装在驱动杆3前端空腔内，导向杆5同心套装在驱动杆3内部，两种可相对直线运，其所属的第一导杆501穿过弹簧4内圈，为其伸缩运动导向、所属的第二导杆502通过螺纹固定在第一导杆501头部，压缩弹簧4端部，保持套7安装在夹持臂内管12前端，导向套9其带有锥形导向面及U形键槽，通过螺栓与夹持臂内管12前端固定，同时对保持套7轴向固定，夹持爪6与驱动杆3前端的螺纹固定，可随其移动，前端4爪被压缩在保持套7内部，水口夹持器8前端连接钢包长水口，后端锥形导向柱穿过导向套9的锥形导向面，末端内部顶在导向杆5端部，外部被夹持爪6卡在其内部，其上安装的键801与U形键槽配合，导向套9和水口夹持器8可同步旋转。

优选地，所述保持套7内侧有凸缘，凸缘直径小于夹持爪6上的外凸缘直径。

优选地，所述水口夹持器8安装的键801及与其相配合的导向套9上的U形键槽都是前宽后窄，便于水口夹持器8***导向套9及脱开。

优选的，所述水口夹持器8内有通孔，与导向杆5内腔相通，用作长水口氩气密封用氩气通道。

优选的，所述导向套9后端腔体直径大于夹持爪6张开后的外径，导向套9长度大于驱动杆3的前进距离。

优选的，所述的导向杆5后部末端安装有旋转接头504，连接氩气管路。

优选的，所述导向杆5与水口夹持器8连接处锥面接触，并设置有密封圈503，保证接口处密封。

优选的，所述驱动杆3所属的卡套301通过螺纹安装在其最前端，卡套301上带有环槽。

优选的，所述液压缸1双杆双作用缸，一侧杆端安装有缓冲弹簧101。

优选的，所述的液压缸1通过液压管线与控制阀台及泵源相连。

优选的，所述液压缸1通过液压管线102和液压管线103与控制阀台及泵源相连，可机旁操作也可遥控操作。

优选地，所述夹持爪6采用BEGR夹持爪。

初始组装时，预压缩弹簧4，由于驱动杆3后端轴向固定，在弹簧力作用下，水口夹持器8被BEGR夹持爪6固定，当夹持臂内管12相对夹持臂外管11前后伸缩时，钢包长水口机械手水口夹持器释放装置可随之同步伸缩，当夹持臂内管12相对夹持臂外管11旋转时，键801将运动传递给水口夹持器8使其带着钢包长水口14同步旋转，但液压缸1、连接架2及小车10不会跟着旋转，旋转接头504连接的氩气管路也不会跟着旋转，事故发生时，触动操作按钮，液压管线102进压力油，液压缸杆向前伸出，通过连接架2推动驱动杆3克服弹簧4阻力将BEGR夹持爪6推出保持套7，BEGR夹持爪6前端卡爪张开，水口夹持器8与长水口机械手夹持臂脱开。

本发明的有益效果：将原有的夹持臂和卡箍的螺栓固定连接改为水口夹持器释放装置，本装置位于夹持臂内套管的内部，当钢包长水口机器人处于事故状态下时，可以一键自动释放卡箍及长水口，解决了因意外导致长水口无法脱离钢包时造成整个机器人故障甚至损坏的问题。在浇注过程中，当出现意外事故时，比如漏钢，钢包要快速回转离开浇注位，这时钢包长水口还在机械手的夹持下顶在钢包下方，来不及脱开。在钢包的带动下，轻则毁坏夹持器，严重的整个机械手报废。夹持器前端的长水口卡箍，通过夹持器固定在夹持臂上，紧急状态下，按下手操器上的释放按钮，卡箍会与夹持器自动脱开，保证机械手本体不会受到钢包回转影响，减少了设备损失。重新安装一个新的卡箍，机械手又能重新投入使用，节省了维检时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置的结构简图；

图2为本发明提供的一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置的局部剖面图；

图3为本发明提供的一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置的夹持状态示意图；

图4为本发明提供的一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置的释放状态示意图；

图5为本发明提供的键的示意图；

图中：液压缸1、连接架2、驱动杆3、弹簧4、导向杆5、BERG夹持爪6、保持套7、水口夹持器8、导向套9、小车10、夹持臂外管11、夹持臂内管12、轴承组13、钢包长水口14、缓冲弹簧101、液压管线102、第一导杆501、第二导杆502、密封圈503、旋转接头504、卡套301、键801。

具体实施方式

图1示出了钢包长水口机械手水口夹持器释放装置的结构简图，本发明所指的方向“前”“后”分别是指夹持臂的内套管伸长的方向和夹持臂的内套管缩短的方向，所示结构位于机械手夹持臂中。

参见图1和图2，本发明包括液压缸1、连接架2、驱动杆3、弹簧4、导向杆5、夹持爪6、保持套7、水口夹持器8、导向套9、小车10，小车10位于机械手的夹持臂外管11内部的末端，其前端轴向固定在夹持臂内管12后部，通过自带的车轮可沿着夹持臂外管11内的轨道随着夹持臂内管12直线运动，但不随夹持臂内管12转动，液压缸1螺栓固定在小车10上，连接架2后部与液压缸1的缸杆螺纹连接，前侧开孔并安装有滚动轴承，驱动杆3与夹持臂内管12同心安装，其前部位于内管12内部，后部穿过连接架2开孔，与之轴向固定，可相对其旋转，弹簧4安装在驱动杆3前端空腔内，弹簧4后端与驱动杆3的腔体面接触，导向杆5同心套装在驱动杆3内部，两种可相对直线运动，其所属的第一导杆501穿过弹簧4内圈，为其伸缩运动导向、所属的第二导杆502通过螺纹固定在第一导杆501头部，压缩弹簧4端部，保持套7安装在夹持臂内管12前端，导向套9其带有锥形导向面及U形键槽，通过螺栓与夹持臂内管12前端固定，同时对保持套7轴向固定，夹持爪6与驱动杆3前端的螺纹固定，可随其移动，前端4爪被压缩在保持套7内部，水口夹持器8前端连接钢包长水口，后端锥形导向柱穿过导向套9的锥形导向面，末端内部顶在导向杆5端部，外部被-夹持爪6卡在其内部，其上安装的键801与U形键槽配合，导向套9和水口夹持器8可同步旋转。

图1和图3示出了钢包长水口机械手水口夹持器释放装置工作状态示意图，液压缸不工作，连接架2与液压缸杆固定，驱动杆3与连接架2轴向固定，驱动杆3可以与连接架2发生相对转动，弹簧4被压缩，在弹簧力的作用下，导杆5受到向前的推力，水口夹持器8被BEGR夹持爪6和第二导杆502固定；当夹持臂进行收缩时，小车10前进/后退，带动内套管12运动，内套管带动整个装置运动；当内套管12旋转时，通过导向套9上的键801带动水口夹持器8转动，在BEGR夹持爪6与水口夹持器8之间的夹持力和内套管12和驱动杆3之间的摩擦力的作用下，装置前部分随内套管转动，连接架2及以后部分不随内套管转动。

如图2所示，保持套7内侧有凸缘，凸缘直径小于夹持爪6上的外凸缘直径，在向前推进过程中，夹持爪6不会被完全推出；

如图2所示，水口夹持器8内有通孔，与导向杆5内腔相通，用作长水口氩气密封用氩气通道；

如图2所示，导向套9后端腔体直径大于夹持爪6张开后的外径，其长度大于驱动杆3的前进距离；

如图2所示，导向杆5与水口夹持器8连接处锥面接触，并设置有密封圈503，保证接口处密封；

如图2所示，导向杆5后部末端安装有旋转接头504，连接氩气管路；

如图2所示，驱动杆3所属的卡套301通过螺纹安装在其最前端，卡套301上带有环槽；

如图1所示，液压缸1通过液压管线102和液压管线103与控制阀台及泵源相连，可机旁操作也可遥控操作；

如图1所示，液压缸1双杆双作用缸，一侧杆端安装有缓冲弹簧101；

如图1所示，夹持爪6采用BEGR夹持爪，BEGR夹持爪后端带有螺纹，前端分为四爪，在没有约束的情况下，BEGR夹持爪前端四爪会弹开，当其收入保持套7内时，其四爪聚合。

图4示出了钢包长水口机械手水口夹持器释放装置事故状态示意图，事故发生时，触动操作按钮，液压管线102进压力油，液压缸杆向前伸出，通过连接架2推动驱动杆3克服弹簧4阻力将夹持爪6推出保持套7，夹持爪6前端卡爪张开，水口夹持器8与长水口机械手夹持臂脱开。

如图5所示，水口夹持器8安装的键801及与其相配合的导向套9上的U形键槽都是前宽后窄，便于水口夹持器8***导向套9及脱开；

以上对本发明所提供的一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置进行了详细介绍。本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，装置包括液压缸(1)、连接架(2)、驱动杆(3)、弹簧(4)、导向杆(5)、夹持爪(6)、保持套(7)、水口夹持器(8)、导向套(9)、小车(10)；所述的小车(10)位于机械手的夹持臂外管(11)内部的末端，其前端轴向固定在夹持臂内管(12)后部，通过自带的车轮可沿着夹持臂外管(11)内的轨道随着夹持臂内管(12)直线运动，但不随夹持臂内管(12)转动，液压缸(1)固定在小车(10)上，连接架(2)后部与液压缸(1)的缸杆固定连接，连接架(2)前侧开孔并安装有滚动轴承，驱动杆(3)与夹持臂内管(12)同心安装，其前部位于内管(12)内部，后部穿过连接架(2)开孔，与连接架(2)轴向固定，可相对其旋转，弹簧(4)安装在驱动杆(3)前端空腔内，导向杆(5)同心套装在驱动杆(3)内部，两种可相对直线运动，其导向杆(5)所属的第一导杆(501)穿过弹簧(4)内圈，为其伸缩运动导向；导向杆(5)所属的第二导杆(502)通过螺纹固定在第一导杆(501)头部，压缩弹簧(4)端部，保持套(7)安装在夹持臂内管(12)前端，导向套(9)其带有锥形导向面及U形键槽，通过螺栓与夹持臂内管(12)前端固定，同时对保持套(7)轴向固定，夹持爪(6)与驱动杆(3)前端的螺纹固定，夹持爪(6)随驱动杆(3)移动，前端的夹持爪(6)被压缩在保持套(7)内部，水口夹持器(8)前端连接钢包长水口，后端锥形导向柱穿过导向套(9)的锥形导向面，末端内部顶在导向杆(5)端部，外部被夹持爪(6)卡在其保持套(7)内部，水口夹持器(8)上安装的键(801)与U形键槽配合，导向套(9)和水口夹持器(8)可同步旋转。

2.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述保持套(7)内侧有凸缘，凸缘直径小于夹持爪(6)上的外凸缘直径。

3.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的水口夹持器(8)安装的键(801)和所述的U形键槽都是前宽后窄，使水口夹持器(8)***导向套(9)及脱开。

4.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的水口夹持器(8)内有通孔，与导向杆(5)内腔相通，用作长水口氩气密封用氩气通道。

5.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的导向套(9)后端腔体直径大于夹持爪(6)张开后的外径，导向套(9)长度大于驱动杆(3)的前进距离。

6.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的导向杆(5)后部末端安装有旋转接头(504)，连接氩气管路。

7.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的驱动杆(3)安装有卡套(301)，卡套(301)通过螺纹安装在驱动杆(3)最前端，卡套(301)上带有环槽。

8.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的液压缸(1)为双杆双作用缸，一侧杆端安装有缓冲弹簧(101)。

9.根据权利要求1所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的液压缸(1)通过液压管线与控制阀台及泵源相连。

10.根据权利要求4所述的钢包长水口机械手水口夹持器释放装置，其特征在于，所述的导向杆(5)与水口夹持器(8)连接处锥面接触，设置有密封圈(503)。

Images