自动升降装置和区域感应熔炼设备的制作方法

本实用新型涉及金属熔炼技术领域，特别涉及一种自动升降装置和应用该自动升降装置的区域感应熔炼设备。

背景技术：

区域熔炼是一种制备高纯度金属的熔炼方法，目前此类熔炼设备存在以下缺点：控制耐热管在熔炼过程移动的机构存在平稳性差的缺点，导致金属材料受热不均匀，熔炼效果不佳。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种自动升降装置，旨在提供一种传动精度高、平稳性高的自动升降装置。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种自动升降装置，设于机箱内部，用于带动耐热管上下移动，所述自动升降装置包括：

滑轨，所述滑轨设于机箱；

夹持机构，用于夹持耐热管，所述夹持机构与所述滑轨滑动配合；和

滑动驱动组件，所述滑动驱动组件与所述夹持机构连接，用于驱动所述夹持机构相对所述滑轨滑动，所述滑动驱动组件包括：

伺服电机，所述伺服电机设于所述滑轨的一端；

丝杆，所述丝杆与所述滑轨并行设置，所述丝杆与所述伺服电机的输出轴连接；和

滑块，所述滑块与所述丝杆螺纹连接且与所述滑轨滑动配合，所述夹持机构与所述滑块固定连接。

在一实施例中，所述滑动驱动组件还包括减速器，所述减速器连接所述伺服电机和所述丝杆，所述减速器与所述伺服电机的输出轴连接，所述丝杆与所述减速器的输出轴连接。

在一实施例中，所述夹持机构包括：

夹持座，所述夹持座与所述滑块固定连接；和

卡盘，所述卡盘用于夹持耐热管，所述卡盘设于所述夹持座。

在一实施例中，所述卡盘包括：

卡盘体，所述卡盘体设于所述夹持座；和

活动卡爪，所述活动卡爪有三个，所述活动卡爪径向活动设于所述卡盘体。

在一实施例中，所述活动卡爪包括铝合金软爪和耐热硅胶垫，所述铝合金软爪可拆卸设于所述卡盘体，所述耐热硅胶垫设于所述铝合金软爪朝向耐热管的夹持面。

在一实施例中，所述自动升降装置还包括垂直定位机构，所述垂直定位机构包括：

垂直定位板，所述垂直定位板设于所述夹持座且位于所述卡盘下方，所述垂直定位板间隔开设有两排定位孔，所述定位孔包括多个圆形孔，两排所述定位孔相对于所述卡盘轴对称且呈一角度设置；和

两个定位轴承，所述定位轴承包括滚珠轴承和与所述滚珠轴承过盈配合连接的定位轴，每一定位轴与每一定位孔上的任一圆形孔卡紧连接。

在一实施例中，所述卡盘还包括连接法兰，所述连接法兰与所述卡盘体固定连接，所述连接法兰背向所述卡盘体一侧设有连接轴，所述夹持机构还包括旋转驱动组件，所述旋转驱动组件包括：

步进电机，所述步进电机设于所述夹持座上；和

联轴器，所述联轴器的一端与所述步进电机的输出轴连接、所述联轴器的另一端与所述连接轴连接；

所述步进电机通过所述联轴器与所述卡盘连接，所述步进电机驱动所述卡盘进而带动耐热管同轴转动。

在一实施例中，所述旋转驱动组件还包括推力轴承，所述推力轴承设于所述夹持座，所述连接轴与所述推力轴承的内孔过盈配合连接。

在一实施例中，所述旋转驱动组件还包括：

轴承盖板，所述轴承盖板穿过所述连接轴设于所述夹持座；和

固定螺母，所述固定螺母与所述连接轴螺纹连接且与所述轴承盖板抵接。

本实用新型还提出一种区域感应熔炼设备，用于熔炼金属，所述区域感应熔炼设备包括机箱，在所述机箱内部设有如上述所述的自动升降装置。

本实用新型技术方案通过在机箱设有滑轨、与滑轨滑动配合的夹持机构以及驱动夹持机构相对滑轨滑动的滑动驱动组件，其中滑动驱动组件包括伺服电机、丝杆和滑块，丝杆与滑轨并行设置，丝杆与伺服电机的输出轴连接，滑块与丝杆螺纹连接且与滑轨滑动配合，夹持机构与滑块固定连接，即本实用新型采用直线导轨和滚珠丝杆相配合的方式实现传动，传动精度高，保证了夹持机构在移动过程中的平稳性和连续性，使得在熔炼过程中受热均匀，耐热管的每一区域都可得到充分熔炼，熔炼效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型自动升降装置一实施例的结构示意图；

图2为实用新型卡盘的结构示意图；

图3为垂直定位机构的结构示意图；

图4为本实用新型旋转驱动组件的拆分结构示意图；

图5为本实用新型区域感应熔炼设备的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种自动升降装置100，设于机箱内部，用于带动耐热管200上下移动，使耐热管200在熔炼过程中平稳移动且受热均匀。

请参照图1，在本实用新型实施例中，该自动升降装置100包括滑轨1、夹持机构2和滑动驱动组件3，其中，滑轨1设于机箱；夹持机构2用于夹持耐热管，夹持机构2与滑轨1滑动配合；滑动驱动组件3与夹持机构2连接，用于驱动夹持机构2相对滑轨1滑动，滑动驱动组件3包括伺服电机31、丝杆和滑块33，伺服电机31设于滑轨1的一端；丝杆与滑轨1并行设置，丝杆与伺服电机31的输出轴连接；滑块33与丝杆螺纹连接且与滑轨1滑动配合，夹持机构2与滑块33固定连接。

本实用新型技术方案通过直线导轨和滚珠丝杆相配合的方式实现传动，传动精度高，保证了夹持机构在移动过程中的平稳性和连续性，使得在熔炼过程中受热均匀，耐热管的每一区域都可得到充分熔炼，熔炼效果好。

为了提供慢速进给量，在本实施例中，滑动驱动组件3还包括减速器32，减速器32连接伺服电机31和丝杆，减速器32与伺服电机31的输出轴连接，丝杆与减速器32的输出轴连接。

伺服电机31通过减速器32输出丝杆所需的转速，并可以通过调节伺服电机脉冲以得到不同的输出转速，最低可达6mm/h。丝杆与滑块33为滚珠丝杆结构，滑块33与滑轨1为直线导轨结构，通过伺服电机31的驱动，减速器32带动丝杆同轴转动，与丝杆螺纹连接的滑块33沿着滑轨1直线移动进而带动夹持机构2同步运动。夹持机构2沿着滑轨1上下移动保证了耐热管200内每一区域的金属粉末都可处于相同熔炼条件，减速器32提供的慢速进给量保证了每一区域的金属粉末有足够的熔炼时间。

如图1所示，夹持机构2包括夹持座21和卡盘22，其中，夹持座21与滑块33固定连接；卡盘22用于夹持耐热管，卡盘22设于夹持座21。

如图2所示，在本实施例中，卡盘22采用三爪卡盘，通过三个活动卡爪222的径向移动将耐热管200夹持，具体地，卡盘22包括卡盘体221和活动卡爪222，卡盘体221设于夹持座21；活动卡爪222有三个，活动卡爪222径向活动设于卡盘体221。

在本实施例中，活动卡爪222包括铝合金软爪222a和耐热硅胶垫222b，其中，铝合金软爪222a可拆卸设于卡盘体221，耐热硅胶垫222b设于铝合金软爪222a朝向耐热管的夹持面。软合金软爪222a能与被夹持耐热管200的表面最大程度的贴合，通过在软合金软爪222a与耐热管200的夹持面上设有耐热硅胶垫222b，通过耐热硅胶垫222b的弹性变形实现夹紧固定，进一步提高了活动卡爪222对耐热管200的夹持力。

如图3所示，在本实施例中，自动升降装置还包括垂直定位机构4，垂直定位机构4包括垂直定位板41和两个定位轴承42，其中，垂直定位板41设于夹持座21且位于卡盘22下方，垂直定位板41间隔开设有两排定位孔411，定位孔411包括多个圆形孔，两排定位孔411相对于卡盘22轴对称且呈一角度设置，定位轴承42包括滚珠轴承421和与滚珠轴承421过盈配合连接的定位轴422，每一定位轴422与每一定位孔411上的任一圆形孔卡紧连接。垂直定位机构4是利用两个定位轴承42的圆柱侧面与耐热管200的圆柱侧面线接触实现定位的，根据不同的耐热管200管径将定位轴承42卡接到不同的圆形孔，耐热管200的管径范围为ф15～ф60mm，且一般每增加5mm为一个规格，因此，每一定位孔411包括十个圆形孔以配合管径范围在ф15～ф60mm的耐热管200。

在本实施例中，定位孔411包括10个圆形孔，相邻圆形孔的圆心距为2.5mm。相邻圆形孔的圆心距设为2.5mm，即耐热管200的管径每增加5mm，两个定位轴承42分别与远离耐热管200方向的相邻圆形孔卡接。因此可配合管径范围在ф15～ф60mm的耐热管200。

在本实施例中，所述卡盘22还包括连接法兰223，连接法兰223与卡盘体221固定连接，连接法兰223背向卡盘体221一侧设有连接轴223a，夹持机构还包括旋转驱动组件5，旋转驱动组件5包括步进电机51和联轴器52，其中，步进电机51设于夹持座21上；联轴器52的一端与步进电机51的输出轴连接、联轴器52的另一端与连接轴223a连接；步进电机51通过联轴器52与卡盘22连接，步进电机51驱动卡盘22进而带动耐热管同轴转动。由于定位轴承42采用滚珠轴承421，在步进电机51驱动卡盘22进而带动耐热管200同轴转动的同时，滚珠轴承421本身也可以转动，不影响步进电机51的旋转效率。在滑动驱动组件3带动耐热管200上下移动的时候，旋转驱动组件5同时带动耐热管200旋转，使熔炼更加均匀。

如图4所示，在本实施例中，旋转驱动组件5还包括推力轴承53，推力轴承53可承受轴向力和径向力，推力轴承53设于夹持座21，连接轴223a与推力轴承53的内孔过盈配合连接。

在本实施例中，旋转驱动组件5还包括轴承盖板54和固定螺母55，其中，轴承盖板54穿过连接轴223a设于夹持座21；固定螺母55与连接轴223a螺纹连接且与轴承盖板54抵接。固定螺母55与连接轴223a螺纹连接并与轴承盖板54的上端面抵接，即将连接法兰223进行限位，限制了连接法兰223的轴向运动，避免了连接法兰223以及与连接法兰223连接的卡盘22从夹持座21脱落，进而保证了自动升降装置100的稳定性。

本实用新型还提出一种区域感应熔炼设备300，如图5所示，所述区域感应熔炼设备300用于熔炼金属，包括机箱，在所述机箱内部设有如上述所述的自动升降装置100。由于自动升降装置100采用了上述所述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。