一种电渣炉自耗电极的焊接装置及焊接手的制作方法

本发明涉及电渣炉电极焊接技术领域，具体的说是一种电渣炉自耗电极的焊接装置及焊接手。

背景技术：

电渣炉是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源来重熔自耗电极的二次精炼法，电渣重熔的主要目的是提纯金属并获得洁净组织均匀致密的钢锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。

目前电渣炉假电极与自耗电极母材的连接多采用人工焊接方式，采用人工焊接方式的缺点主要体现在焊接操作时产生的粉尘及有害气体对人体的危害方面，例如：（1）烟尘能导致焊工尘肺；（2）锰中毒；（3）金属烟热；（4）产生的有毒气体对人体的危害等。此外还有高频电磁场磁辐射和弧光辐射（紫外线、红外线）以及放射性物质和放射性射线危害等。

技术实现要素：

针对上述现有的电渣炉假电极与自耗电极母材的连接多采用人工焊接方式，在焊接操作时产生的粉尘及有害气体对人体存在危害的问题，本发明提供一种电渣炉自耗电极的焊接装置及焊接手。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电渣炉自耗电极的焊接手，所述焊接手包括电机传动部分、焊把位置手动升降部分、焊把位置水平调整部分和立柱，所述焊把位置手动升降部分和焊把位置水平调整部分通过升降架可移动的设置在立柱上；所述电机传动部分设置在立柱的顶端，可驱动升降架沿立柱上下移动；

所述焊把位置手动升降部分包括升降架、升降丝杆、升降手轮、竖直导向键块、螺母轴、大伞齿轮和小伞齿轮轴，所述螺母轴套设在升降丝杆上，大伞齿轮固定设置在螺母轴上，螺母轴通过轴承与升降架连接，所述小伞齿轮轴与大伞齿轮啮合，升降手轮安装在小伞齿轮轴上，所述竖直导向键块设置在升降架上，升降架可在竖直导向键块的导引下，沿立柱键槽做上下直线运动；

所述焊把位置水平调整部分包括水平接筒、水平移动手轮、水平丝杆、水平滑杆、水平螺母、水平导向键块、轴承、水平轴承压盖及把持板，水平移动手轮安装在水平丝杆上，水平丝杆通过轴承与水平接筒相连，轴承和水平丝杆由水平轴承压盖轴向定位，水平螺母套设在水平丝杆上，且与水平滑杆固定连接，水平滑杆上设有键槽，可通过安装在升降架上的水平导向键块沿水平方向移动，所述的把持板与水平滑杆的端部固定连接；

所述电机传动部分设有变频电机、上连接架、小圆柱齿轮及大圆柱齿轮，小圆柱齿轮套设在变频电机的输出轴上，大圆柱齿轮套设在升降丝杆的顶部，小圆柱齿轮与大圆柱齿轮啮合，可驱动升降丝杆旋转，进而可使升降架沿立柱上下移动。

所述把持板的竖直行程为1500mm，水平行程为350mm。

一种安装有如上所述焊接手的焊接装置，所述的焊接装置包括焊接手、自动焊把及焊接工装，所述的焊接工装包括自耗电极焊接平台、固定机构、回转支承、回转支承安装墩、小齿轮及减速机，所述回转支承安装墩固定在地基上，回转支承安装在回转支承安装墩的上端，自耗电极焊接平台安装在回转支承上，所述减速机立式安装在回转支承安装墩的侧面，小齿轮安装在减速机的扭矩输出端，并与回转支承啮合，所述固定机构安装在自耗电极焊接平台上，且固定套设在自耗电极母材外，焊接手固定设置在焊接手支撑架上，自动焊把固定在焊接手上。

所述固定机构为多个均布在自耗电极母材外部的千斤顶。

所述的千斤顶为8个，分两层均布在自耗电极母材的外部。

所述的减速机为无级变速摆线针轮减速机。。

本发明的有益效果：

本发明提供的电渣炉自耗电极的焊接装置及焊接手，通过设置能竖直、水平方向上自由调节把持板位置的焊接手，配合可自动旋转的自耗电极焊接平台，可实现自动焊把不动，而由自耗电极焊接平台拖动自耗电极母材进行旋转焊接，从而能较大地减轻焊接人员的劳动强度和粉尘及有害气体对人体的危害，并在一定程度上提高工作效率、提高焊接质量和改善焊接人员的工作环境；本发明通过设置电机传动部分进行快速调节和手动升降及手动水平调整相结合的调节方式，可实现对安装在焊接手把持板上的自动焊把的焊接位置快速精准调节，大大提高工作效率。

附图说明

图1 本发明电渣炉自耗电极的焊接装置结构示意图；

图2 本发明焊接手整体结构示意图一；

图3 本发明焊接手整体结构示意图二；

图4 本发明焊把位置手动升降部分结构示意图；

图5 本发明焊把位置水平调整部分结构示意图；

图6 本发明焊接手局部结构示意图一；

图7 本发明焊接手局部结构示意图二；

图8 本发明焊接手去除升降架后局部结构立体图一；

图9 本发明焊接手去除升降架后局部结构立体图二；

图10 本发明上连接架轴测图；

图11 本发明升降架轴测图一；

图12 本发明升降架轴测图二；

附图标记：1.混凝土地基，2.梯子，3.平台护栏，4.焊接手支撑架，5.焊接手，6.自动焊把，7.假电极，8.自耗电极母材，9.千斤顶，10.设备维护平台，11.自耗电极焊接平台，12.千斤顶，13.回转支承，14.小齿轮，15.无级变速摆线针轮减速机，16.回转支承安装墩，17.台阶，501.上连接架，502.大圆柱齿轮，503.上连接架轴承压盖，504.22207/W33轴承，505.上连接架端盖，506. 立柱，507.升降丝杆，508. 变频电机，509. 小圆柱齿轮，5010. 电机下压板，5011.立柱键槽，5012.立柱铜套，5013. 竖直导向键块，5014. 立柱铜套压盖，5015. 升降架，5016. 水平接筒，5017. 水平移动手轮，5018. 水平轴承压盖，5019. 水平丝杆，5020. 6205E轴承，5021.6205E轴承，5022.水平螺母，5023.脚板，5024.底板，5025. 限位开关， 5026. 限位开关安装架，5027. 限位开关配件 ，5028. 水平丝杆挡板， 5029.把持板，5030.水平滑杆，5031. 限位开关配件 ，5032. 水平导向键块，5033. 升降架丝杆轴承压盖，5034. 32007轴承，5035. 螺母轴，5036.大伞齿轮，5037.32007轴承，5038.小伞齿轮轴，5039.轴承隔圈，5040.2007106轴承，5041.升降手轮，5042.小伞齿轮轴承压盖，5043.升降手把装配，5044. 2007106轴承。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。

如图所示：一种电渣炉自耗电极的焊接手，所述焊接手包括电机传动部分、焊把位置手动升降部分、焊把位置水平调整部分和立柱506，所述焊把位置手动升降部分和焊把位置水平调整部分通过升降架5015可移动的设置在立柱506上，所述电机传动部分设置在立柱506的顶端，通过升降丝杆507可驱动升降架5015沿立柱506上下移动；

所述焊把位置手动升降部分设有升降架5015、升降丝杆507、升降手轮5041、竖直导向键块5013、螺母轴5035、大伞齿轮5036和小伞齿轮轴5038、轴承隔圈5039和轴承5040，所述升降架5015通过立柱铜套5012滑动套设在立柱506上，所述螺母轴5035套设在升降丝杆507上，大伞齿轮5036固定设置在螺母轴5035上，螺母轴5035通过轴承与升降架5015连接，所述小伞齿轮轴5038与大伞齿轮5036啮合，升降手轮5041安装在小伞齿轮轴5038上，所述竖直导向键块5013设置在升降架5015上，升降架5015可在竖直导向键块5013的导引下，沿立柱506上的立柱键槽5011做上下直线运动；所述焊把位置手动升降部分的工作职能是通过升降手轮5041带动小伞齿轮轴5038旋转，小伞齿轮轴5038驱动大伞齿轮5036转动，然后大伞齿轮5036通过螺母轴5035驱动升降丝杆507旋转，在竖直导向键块5013的导引下升降架5015沿立柱506上的键槽作竖直移动以达到调整焊把上下位置的目的，位置调整好后，升降手轮5041上有固定装置可将升降架5015位置固定。

所述焊把位置水平调整部分设有水平接筒5016、水平移动手轮5017、水平丝杆5019、水平滑杆5030、水平螺母5022、水平导向键块5032、轴承、水平轴承压盖5018及把持板5029，水平移动手轮5017安装在水平丝杆5019上，水平丝杆5019通过轴承与水平接筒5016相连，轴承和水平丝杆5019由水平轴承压盖5018轴向定位，水平螺母5022套设在水平丝杆5019上，且与水平滑杆5030固定连接，水平滑杆5030上设有键槽，可通过安装在升降架5015上的水平导向键块5032沿水平方向移动，所述的把持板5029与水平滑杆5030的端部固定连接；所述焊把位置水平调整部分的工作职能是手动调整焊把的水平位置，也就是说它可以伸出和回缩，以达到最佳工作位置，其工作原理是转动水平移动手轮5017，通过水平丝杆5019驱动水平螺母5022旋转，水平螺母5022通过螺丝和水平滑杆5030固定为一体，由于水平导向键块5032的固定作用，水平滑杆5030只能在水平螺母5022的带动下作直线运动，随之带动把持板5029水平前后移动，把持板5029用于安装焊把。

所述立柱506的底部和顶部均设有用于限制升降架移动的限位开关5025。

所述立柱506的顶端设有电机传动部分，该部分设有变频电机508、上连接架501、小圆柱齿轮509及大圆柱齿轮502，所述上连接架501固定设置在升降丝杆507的顶端，且与立柱506的顶部固定连接，小圆柱齿轮509套设在变频电机508的输出轴上，大圆柱齿轮502套设在升降丝杆507的顶部，小圆柱齿轮509与大圆柱齿轮502啮合，当大圆柱齿轮502旋转驱动升降丝杆507旋转时，可使升降架5015沿立柱快速上下移动，从而可使把持板上安装的自动焊把快速接近焊接位置。电机传动部分的工作职能是传递动力，驱动升降丝杆507旋转，进而带动升降架5015上下移动，以达到使固定在把持板5029上的焊把迅速达到指定位置的目的，移动的上下极限位置由限位开关5025控制。

所述把持板5029的竖直行程为1500mm，水平行程为350mm。

所述的升降架5015通过立柱铜套5012套设在立柱506上。

一种利用如上所述的焊接手的焊接装置，所述的焊接装置包括焊接手5、自动焊把6及焊接工装，所述的焊接工装由混凝土地基1、梯子2、平台护栏3、焊接手支撑架4、假电极7、自耗电极母材8、4个千斤顶9、设备维护平台10、自耗电极焊接平台11、4个千斤顶12、回转支承13、小齿轮14、无级变速摆线针轮减速机15、回转支承安装墩16和台阶17构成。所述回转支承安装墩16固定在地基上，回转支承13安装在回转支承安装墩16的上端，自耗电极焊接平台11安装在回转支承13上，所述无级变速摆线针轮减速机15立式安装在回转支承安装墩16的侧面，小齿轮14安装在无级变速摆线针轮减速机15的扭矩输出端，并与回转支承13啮合，无级变速摆线针轮减速机15具有输出扭矩大并能实现低转速旋转，调速范围宽、调速方便且具有变速连续、运行平稳等特点；4个千斤顶和4个千斤顶安装在自耗电极焊接平台11上，且分两层均布套设在自耗电极母材8的外部。所述焊接手5底部固定设置在焊接手支撑架4上，自动焊把6固定在焊接手5上。所述自耗电极焊接平台11外设有设备维护平台10，设备维护平台10的四周设有平台护栏3，所述焊接手支撑架4固定设置在设备维护平台10上。

首先，设备维护平台10固定在混凝土地基1上，回转支承安装墩16也建在混凝土地基1上，并位于设备维护平台10中心位置，在回转支承安装墩16上安装有回转支承13，自耗电极焊接平台11就安装在回转支承13上，并随之转动。无级变速摆线针轮减速机15立式安装在回转支承安装墩16的侧面，小齿轮14安装在无级变速摆线针轮减速机15的扭矩输出端，并与回转支承13啮合，从而驱动回转支承13旋转，自耗电极焊接平台11上安装有上下两层8台千斤顶，上面4台均布安装，下面4台均布安装，采用手动操作调整自耗电极母材8的位置。焊接手支撑架4安装在设备维护平台10上，其上安装有焊接手5，焊接手的作用就是固定焊把，并使其位置上下前后移动，从而把焊把焊嘴送到指定焊接位置。自耗电极焊接平台11的作用就是安装、固定自耗电极母材8，并使其配合焊把进行旋转焊接操作。

焊前准备：首先将自耗电极母材8吊装到自耗电极焊接平台11上，然后通过千斤顶将自耗电极母材8调整到自耗电极焊接平台11的中心位置，将假电极7吊装到自耗电极母材8上，并对中摆放。然后，由无级变速摆线针轮减速机15通过小齿轮14和回转支承13驱动自耗电极焊接平台11旋转，在确认假电极7和自耗电极母材8的中心与自耗电极焊接平台11的中心对齐后，调整焊接手5上自动焊把6的位置，以便令自动焊把6焊嘴靠近假电极7和自耗电极母材8的焊接位置，焊接位置找正及自耗电极焊接平台11转速调好后就可进行焊接操作了。焊接方式是自动焊把6不动，而由自耗电极焊接平台11拖动自耗电极母材8进行旋转焊接的。焊接手上自动焊把的位移调整范围为：竖直行程为1500mm，水平行程为350mm，本发明适合于双柱双横臂交替式电渣炉的自耗电极的焊接。