一种开口机抱爪锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种用于大型高炉出铁开口机的开口机抱爪锁紧装置。

背景技术

开口机是高炉生产中的关键设备，开口机前抱爪主要作用是将钻杆前部固定住，参照图1和图2，图中示意了抱爪驱动杆101、开口机钻杆102、前抱爪103和抱爪驱动油缸104等部件。高炉出铁时开口机从待机位旋转至铁口上方，轨道梁开始下降，当挂钩挂到位后轨道梁停止下降，开口用的钻杆在抱爪的控制下对准了铁口中心，开口机打击机和旋转机构开始动作，在打击和旋转双作用下钻杆能顺利进入到铁口通道内，将铁口中的炮泥钻出一个通道，高温铁水能顺利从通道内流出。

上述现有技术存在如下的缺陷：

开口机在待机位停用一段时间后前抱爪的抓紧力降低，当开口机大梁旋转到铁口上方后，前抱爪在钻杆的重力作用下会自动打开，钻杆从抱爪内向下脱落，使钻杆无法对准铁口，进而影响高炉的正常出铁。

现有技术中，在进行前抱爪的驱动和固定时，都普遍存在钻杆从前抱爪中脱落的问题，造成开口机开口时钻杆脱落无法对准铁口等问题，使开口机出铁时的响应速度变慢，增加了生产操作的劳动强度和设备损耗。

而安装在开口机前部的夹爪在钻杆的重力作用下自动打开，使钻杆无法对准铁口，迫使开口机退回后重新安装钻杆，这种故障现象经常会出现，已影响到高炉正常出铁和延长了开铁口时间，造成了设备磨损和能量的损耗，同时也增加了生产操作工的劳动强度和备件的消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种可以锁定开口机前抱爪，避免其自行松动，从而确保开口机钻杆被牢固锁定在抱爪内的开口机抱爪锁紧装置。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种开口机抱爪锁紧装置，其特点为，包括：

一一端可作用于抱爪驱动杆(220)的手柄(4)，该手柄的另一端铰接于一滑动杆(3)的第一端，所述滑动杆的杆体上部分或全部设有连续的表面螺纹，所述表面螺纹上螺纹连接一调节螺母(5)，所述滑动杆(3)的第二端插接于一第一套筒(1)的筒壁内侧并可沿该筒壁轴向相对滑动；和

一套叠在所述第一套筒外侧的第二套筒(8)，所述第二套筒的第一端为开口端，第二端设有一筒底(83)，筒底上开设有供所述第一套筒的筒体插接套叠的通孔(82)，以及

一套接在所述第一套筒筒体上的弹簧(7)，沿径向，所述弹簧位于所述第二套筒的筒体和第一套筒的筒体间，所述弹簧的第一端连接于所述调节螺母，所述弹簧的第二端抵接于所述第二套筒的筒底(83)内侧端；

所述第一套筒靠近所述筒底(83)侧的一端沿轴向伸出所述第二套筒的外部，其端头处设有一对同轴的沿径向向外的第一耳轴(11)，经该对第一耳轴，所述第一套筒定位于一基座(2)上所设的一组轴孔(21)内；

所述第二套筒开口端设有一对同轴的沿径向向外的第二耳轴(81)；

还包括一对连杆，该对连杆分别对称布置于所述第二套筒的相对两侧，该对连杆对应的第一端分别铰接于一对同轴且对称布置于所述基座上的耳轴孔(22)，对应的第二端则分别与所述第二耳轴相铰接。

作为本技术方案的进一步改进，所述轴孔(21)为开口轴孔。

进一步，所述开口轴孔的开口端朝向手柄(4)一侧。

也作为本技术方案的进一步改进，所述滑动杆(3)的第二端端头可选择地伸出或缩入所述第一套筒的筒壁内侧。

同样作为本技术方案的进一步改进，所述手柄的经一销钉(6)与所述滑动杆(3)的第一端所铰接。

进一步，所述基座(2)定位于开口机大梁(210)上。

也进一步，所述调节螺母(5)螺纹定位于所述第一套筒外侧的滑动杆表面螺纹上。

也进一步，所述手柄(4)的一端焊接于所述抱爪驱动杆(220)上。

优选的，所述通孔(82)为圆孔。

本发明提供的开口机抱爪自动锁紧装置，利用弹簧的弹力来增加前抱爪的抓紧力，运用两个不同心的圆周运动来增加弹簧的压力，运用加力连杆和加力套筒组合形式来驱动弹簧压缩，解决了因手柄旋转引起的弹簧力损失问题，使前抱爪的抓紧力在弹簧弹力的作用下始终保持夹紧状态，可使开口机钻杆牢固地固定在抱爪内，能确保钻杆准确对准铁口中心。本装置抱爪的夹紧力可通过调节螺母的位置来进行弹簧力的调整，装置整体结构简单，安装方便，操作简易。

附图说明

图1为现有技术中开口机前抱爪固定钻杆示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明开口机抱爪锁紧装置的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为图3的俯视图；

图6为图3的立体图；

图7为图3的剖视图；

图8为本发明弹簧套筒与底座相互结合的结构示意图；其中图8a为分解图，图8b为组装图；

图9为本发明加力套筒的结构示意图；其中图9a为正视图，图9b为剖视图，图9c为立体图；

图10为本发明开口机抱爪锁紧装置的变化结构示意图；

图11为图10中F-F剖视图；

图12为本发明底座、加力套筒和加力连杆的安装结构示意图，其中图12a为分解图，图12b为组装图；

图13为本发明开口机抱爪锁紧装置与开口机大梁及驱动杆的安装连接示意图；

图14为图13中抱爪关闭后的弹簧力锁紧示意图；

图中：101——抱爪驱动杆 102——开口机钻杆 103——前抱爪 104——抱爪驱动油缸

1——弹簧套筒 11——耳轴 2——底座 21——开口轴孔 22——耳轴孔

3——滑动杆 4——手柄 5——调节螺母 6——插销 7——弹簧 8——加力套筒81——耳轴 82——通孔 83——筒底 9——加力连杆

210——开口机大梁 220——抱爪驱动杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细说明。

参照图3至图14，本发明的开口机抱爪自动锁紧装置，主要由弹簧套筒1、底座2、滑动杆3、手柄4、调节螺母5、插销6、弹簧7、加力套筒8和加力连杆9等组成。

本发明的工作原理如下

利用了曲柄连杆机构旋转后可改变力的传递方向技术原理，利用了弹簧可以储存弹力这一功能，将这二个特征有机地组合在一起，形成了一套开口机抱爪自动锁紧装置。

各组件的结构及连接关系如下：

通过对开口机大梁安装位置进行测量，开口机大梁宽度为425mm，我们选用线径6mm，外径52mm，自由长度180mm的弹簧7，该弹簧压紧后可产生120kg的驱动力。

手柄4的长度选用230mm，一端焊接在抱爪驱动杆A上，另一端设计有d16mm的圆孔，通过插销6与滑动杆3进行铰连接(参见图10和图11)。

滑动杆3上设计有螺纹，调节螺母5安装在滑动杆3上。

所述滑动杆3的一端与手柄4经插销6铰链连接在一起，滑动杆3的另一端插在弹簧套筒1的内圈(筒圈内侧)并可沿弹簧套筒1的内圈进行前后滑动(参见图10和图11)。

所述弹簧套筒1的底部制作有二个耳轴11，按180°角度分别安装在底部二侧。弹簧套筒1上的两耳轴11分别插到底座2上的两开口轴孔21内，并可以以轴孔为圆心进行转动(参见图12)。

所述加力套筒8的底部开有直径40mm的圆孔(通孔82)，上部外侧按180°角度分别安装有两个耳轴81(参见图9)。

一个外径为50mm的弹簧7，可插入到加力套筒8的内部(参见图7和图11)，一端抵靠在套筒的筒底83内侧，另一端接调节螺母5。通过旋转调节螺母5可进行弹力调整。

所述弹簧套筒1的外圈(筒状体外侧)依次安装(套设)有弹簧7和加力套筒8。加力套筒8安装在弹簧套筒1的外部并可沿弹簧套筒1的轴向移动，同时也带动弹簧7沿弹簧套筒1轴向移动(参见图10和图11)。

所述底座2的上方设计有二个内嵌式开口轴孔21，将弹簧套筒1上的耳轴11沿底座2的该轴孔开口方向插入到开口轴孔21内(参见图12)。

所述底座2的中间二侧制作有外凸的耳轴孔22，用于安装加力连杆9。

所述加力连杆9的一端与加力套筒8上的一个耳轴81相铰接，另一端与底座2上的中间外凸的耳轴孔22相铰接(参见图12)。

所述底座2焊接在开口机大梁210上(图13)。

该弹簧锁紧装置的安装要求和原理如下：

弹簧锁紧装置安装时先要将开口机前抱爪打开，将手柄4的一端焊接在抱爪驱动杆220上，底座2焊接在开口机大梁210上(图13)，然后我们顺时针旋转弹簧力调节螺母5，将弹簧压缩到140mm长度，这时可产生120kg的弹力，这时弹簧力的作用方向(图13中箭头示意的弹簧力方向)可以使手柄4以抱爪驱动杆220的轴芯为圆心进行逆时针旋转，弹簧力可以锁定抱爪在打开的位置。关闭抱爪时液压油缸带动抱爪驱动杆220旋转，抱爪驱动杆220又带动手柄4以抱爪驱动杆220的轴芯为圆心进行顺时针旋转25度，通过铰接插销轴(即插销6)带动滑动杆3以底座2上方的内嵌式开口轴孔(即开口轴孔21)为圆心进行逆时针旋转，当抱爪关到位后由于滑动杆3的转动，弹簧作用力方向发生了改变，弹簧作用力可以使手柄4以抱爪驱动杆220的轴芯为圆心进行顺时针旋转，达到弹簧力通过手柄4和抱爪驱动杆220作用到抱爪上，可以锁定抱爪使抱爪无法自行打开。

在滑动杆3以底座2上方的内嵌式开口轴孔(即开口轴孔21)为圆心进行逆时针旋转的同时也带动了加力套筒8以底座2上方的内嵌式开口轴孔为圆心进行逆时针旋转，而加力套筒8上部外侧两个耳轴81在两根加力连杆9的作用下以底座2的中间二侧外凸的耳轴孔22为圆心进行逆时针旋转，由于两个圆心存在30mm距离，故加力套筒8在作逆时针旋转的同时又沿滑动杆3轴向向前滑移了15mm，同时加力套筒8也带动弹簧7的一端向内压缩了15mm,增加了弹簧作用力，弥补了因手柄4顺时针旋转角度偏大引起的弹簧力的损失(参见图14)。

在实际应用中我们可以通过调整弹簧力调节螺母5使抱爪夹紧力达到最佳状态(图13)。该发明装置已在三高炉开口机上得到了应用，经过实际检验证明效果良好，开口机开铁口的响应时间大大缩短，降低了生产操作工的劳动强度。

该弹簧锁紧技术经过实际使用和检验效果非常好，应用了弹簧锁紧技术后，消除了钻杆从抱爪中脱落的问题，大大提高了开口机开口的响应速度，本弹簧锁紧技术具有生产作业效率高。采用了本弹簧锁紧技术后各种备件资材消耗也明显减少，特别是前抱爪驱动油缸的备件消耗显著降低，节约新品采购和备件修复费用约6万元。该弹簧装置的技术也可以在其它高炉的开口机上进行推广使用，具有较广阔的推广应用前景。