一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构

技术领域

本发明属于冶金机械技术领域，具体涉及一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构。

背景技术

由于不同工艺需求，有时需要铸坯不放冷即送保温炉中保温，然后再送加热炉加热后轧制。而保温设备在连铸机和加热炉之间起缓冲和协调作用，以使生产工序匹配和物流管理具有更大的灵活性。为减少吊取钢坯时打开炉盖的热量损失，板坯库保温炉炉盖一般会设计成多个炉盖(一个主动炉盖和多个从动炉盖)相互牵拉的形式，不需要打开所有炉盖，而是打开需要吊取钢坯上方的炉盖即可。这就要求不同炉盖之间可以灵活连接或脱开。

现有的，如专利公告号：CN212457912U的一种炉盖及其连接装置，公开的保温炉炉盖之间连接结构包括有平衡钩、钩体转轴、挡块、配重、回复弹簧、缓冲垫、杠杆支座、杠杆、可伸缩推杆装置、滑轮；其中，牵拉式保温炉在炉顶配有主动炉盖、从动炉盖均带有滚轮，可在主动炉盖带动下沿着轨道在保温炉顶移动；主动炉盖连接有挡块，从动炉盖上一端连接有平衡钩另一端连接有挡块，从动炉盖连接平衡钩的一端连接有缓冲垫，伸缩推杆、杠杆、滑轮、支座系统与回复弹簧构成拮抗装置作用于平衡钩实现平衡钩和挡块的脱开或挂紧动作，以使主动炉盖和从动炉盖脱开或连接。但由于主动炉盖挡块作用于从动炉盖挂钩的牵引力会在钩体转轴上产生使平衡钩向脱开方向旋转的力矩，常常出现平衡钩和挡块在炉盖打开过程中脱开的现象，严重威胁到安全生产。

然而，为解决上述的脱钩问题，常常采用增加挡块接触面摩擦系数来增加摩擦力、在平衡钩一端添加额外配重、或/和使用高性能回复弹簧等方法，以增大阻力矩来平衡牵引力产生的脱钩力矩。可是，在增加接触面摩擦系数的短期会见效，但长期工作中摩擦系数会逐渐减小；而增加配重和使用高性能回复弹簧的方法则提升了配重和回复弹簧的成本。故均不能从根本上解决炉盖打开过程中的脱钩问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构，旨在解决炉盖间挂钩在牵引力下会导致钩体转轴上产生使平衡钩向脱开方向旋转力矩的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构，包括有平衡钩、挡块、钩体转轴和钩体驱动装置，平衡钩相对于钩体转轴具有与挡块配合作用的钩头端和与钩体驱动装置配合作用的非钩挂端，挡块具有均与平衡钩的钩头端相接触的底部和侧部，平衡钩的非钩挂端相对于钩体转轴圆心的重力矩大于其钩头端相对于钩体转轴圆心的重力矩；挡块的底部设置为与水平面平行的平直面、侧部设置为关于挡块水平中心线对称的柱状凸弧曲面，且钩体转轴圆心与柱状凸弧曲面弧心重合并落在挡块水平中心线上。

进一步，平衡钩的钩头端在与挡块的侧部相对应的内侧边具有同柱状凸弧曲面相适配的柱状凹弧曲面。

进一步，平衡钩所在的从动炉盖上设有用于调整该平衡钩钩头端的内侧边同与该平衡钩钩挂挡块的侧部之间接触缝隙的间隙调整垫片。

进一步，挡块的柱状凸弧曲面的弧长根据平衡钩脱开时的摆角大小及其接触面压强大小来调整。

本发明的有益效果：本发明提供的一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构，通过改变平衡钩、挡块接触面几何形状以及改变平衡钩自身重量分布结构，使得在不需要增加挡块接触面摩擦系数、及不需要使用配重和扭力弹簧下，在从动炉盖跟随主动炉盖打开过程中实现自锁，以从根本上杜绝了平衡钩与挡块在炉盖间拉动打开过程中的脱钩现象发生，有效的保证了保温炉运行安全可靠的同时减少使用额外的配重和高性能回复弹簧的成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明挂钩自锁结构的应用示意图。

图2为本发明挂钩自锁结构中平衡钩与挡块的一种非水平接触面几何形状示意图。

图3为本发明挂钩自锁结构在牵拉炉盖时的平衡钩主要受力示意图。

附图标记：1为主动炉盖、2为从动炉盖、3为平衡钩、4为挡块、5为间隙调整垫片、6为钩体转轴、7为钩体驱动装置；31为钩头端、32为非钩挂端；41为底部、42为侧部、43为挡块水平中心线。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

请参照图1所示，本实施例提及的一种牵拉式保温炉盖挂钩自锁结构，是安装在主动炉盖1与同之相邻的从动炉盖2之间、及相邻的两从动炉盖2之间，包括有平衡钩3、挡块4、钩体转轴6和钩体驱动装置7，其中：平衡钩3相对于钩体转轴6具有与挡块4配合作用的钩头端31和与钩体驱动装置7配合作用的非钩挂端32，而挡块4具有均与平衡钩3的钩头端31相接触的底部41和侧部42，钩体驱动装置7是利用杠杆原理来推动平衡钩3摆动的机构，钩体转轴6是作为平衡钩3摆动过程中的铰接点。这样，牵拉式保温炉在炉顶配有一个主动炉盖1和多个从动炉盖2，主动炉盖1带有滚轮可在电机带动下沿着轨道在保温炉顶移动；主动炉盖1连接有挡块4；从动炉盖2上一端连接有平衡钩3可钩住相邻炉盖(主动炉盖1或从动炉盖2)上的挡块4或者与挡块4脱开，另一端连接有挡块4供相邻炉盖上平衡钩3挂紧或脱开，可使特定位置的若干个(0个、1个或多个)从动炉盖2随主动炉盖1一起移动从而打开特定位置的炉盖。而平衡钩3的非钩挂端32相对于钩体转轴6圆心的重力矩大于其钩头端31相对于钩体转轴6圆心的重力矩；挡块4的底部41设置为与水平面平行的平直面、侧部42设置为关于挡块水平中心线43对称的柱状凸弧曲面，且钩体转轴6圆心与柱状凸弧曲面弧心重合并落在挡块水平中心线43上。即挡块4的底部41的平直面也可叫做水平接触面，挡块4的侧部42的圆柱凸弧曲面也可叫做非水平接触面，该非水平接触面的形状为关于过钩体转轴6圆心的挡块水平中心线43的水平面对称的一段圆柱凸弧曲面，使得该圆柱凸弧曲面(或非水平接触面)传递牵引力牵拉从动炉盖2过程中不会对钩体转轴6产生合力矩，并且在圆柱凸弧面(或非水平接触面)上合力无竖直方向分量，以保证平衡钩3与挡块4在炉盖处于关闭位置的静止状态下无阻碍脱开和挂紧。

采用上述方案，通过安装有特殊接触面形状的挡块4及特殊重量配置的平衡钩3，在主动炉盖1拉动从动炉盖2过程中，在非水平的一段圆柱凸弧曲面(或非水平接触面)上产生所有压力方向均通过挡块水平中心线43上的钩体转轴6圆心，所以不会产生额外的顺时针方向的力矩，同时圆柱凸弧面(或非水平接触面)上压力的合力提供从动炉盖2的牵引力。挡块底部41的平直面(或水平接触面)产生压力作用于钩体转轴6产生顺时针方向合力矩平衡由于平衡钩3自身重力不均衡配置产生的逆时针方向重力矩，从而实现平衡钩3与挡块4在拉动过程中的自锁。简单而言就是，以使钩体驱动装置7克服平衡钩3本身重力不均衡配置产生的重力矩而使平衡钩3绕钩体转轴6顺时针转动，实现平衡钩3与挡块4脱开动作；而在所有炉盖处于关闭状态时，钩体驱动装置7的推杆缩回缸内，平衡钩3本身重力矩大于驱动力矩，平衡钩3则绕钩体转轴6逆时针转动，实现平衡钩3与挡块4挂紧动作。

在本实施例中的从动炉盖2连接平衡钩3的一端上安装有缓冲垫(未画出)，且该缓冲垫与从动炉盖2之间设有间隙调整垫片5，在安装时可以增减间隙调整垫片5的厚度来保证平衡钩3与挡块4在挂紧状态时，其竖向上的接触面之间无缝隙。

再阐述下本实施例的工作原理：

参照图2，钩体转轴6中心为O点，过点O做圆O，过O点做水平线OC，在钩体转轴6右侧的圆上取关于OC对称的点A、点B，平衡钩3与挡块4上关于过钩体转轴6圆心的挡块水平中心线43的水平面对称的一段圆柱凸弧曲面投影即为弧ACB。而弧ACB的长短可根据平衡钩3脱开时摆角大小与非水平接触面的压强大小进行调整。在炉盖处于关闭位置的静止状态下，圆柱凸弧曲面上恰好无压力，并且平衡钩3与挡块4的这一非水平接触面为同圆心同半径的圆弧，平衡钩3绕钩体转轴6转动过程中，显然可保证平衡钩3与挡块4无阻碍脱开和挂紧。

参照图3，在主动炉盖1拉动从动炉盖2过程中，可以在非水平接触面上的各点产生作用力N1i，钩体转轴6圆心O到N1i作用线距离为L1i，其合力为N1＝∑N1i。每个N1i方向均过钩体转轴6圆心O，因此每个L1i＝0，非水平接触面上在钩体转轴6圆心O产生的使平衡钩3转动的合力矩M1＝∑L1i×N1i＝0。由于非水平接触面关于过钩体转轴6圆心的挡块水平中心线43的水平面对称，因此N1方向沿水平方向。G1为平衡钩3位于钩体转轴6左边的非钩挂端32的合重力，L3为钩体转轴6圆心O到G1作用线力臂距离，G2为平衡钩3位于钩体转轴6右边的钩头端31的合重力，L4为钩体转轴6圆心O到G2作用线力臂距离。由于平衡钩3自身重量不均衡配置，L3×G1(逆时针方向)＞L4×G2(顺时针方向)，因此在平衡钩3和挡块4的水平接触面上产生压力N2，L2为钩体转轴6圆心O到N2作用线力臂距离，同时满足L3×G1(逆时针方向)＝L4×G2(顺时针方向)+L2×N2(顺时针方向)，从而实现平衡钩3与挡块4在拉动过程中的自锁。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。