一种钢水取样探头样块分离装置的制作方法

1.本发明属于炼钢设备技术领域，具体涉及一种钢水取样探头样块分离装置。


背景技术：

2.钢厂测温取样完成后，需要将样块从取样探头上分离，并对样块进行收集受检。传统的分离、回收工作主要由人工完成，但是由于现场环境差，导致人工操作具有一定的危险性；且分离过程不是连续的过程，有一定的时间间隔，由人工跟踪分离比较浪费时间，人力资源得不到充分利用，需要一种自动化设备代替人工操作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种钢水取样探头样块分离装置，以解决钢厂测温取样完成后，由人工完成样块与取样探头分离工作，存在人工操作具有一定的危险性，且人工跟踪分离比较浪费时间，人力资源得不到充分利用的问题。
4.本发明的一种钢水取样探头样块分离装置，用自动化设备代替人工操作，取样结束后立即由机器人带动取样探头进入装置，装置自动将取样探头敲碎，分离出取样块以及样块的模具，取样块送检，样块的模具回收。自动化程度较高，避免了人力资源浪费，也避免了人员操作造成的损伤。
5.本发明为实现上述目的，采取的技术方案如下：
6.一种钢水取样探头样块分离装置，包括：设备架体、夹紧装置、破碎装置、接料翻转器、筛选滚筒装置及过渡料槽；
7.所述夹紧装置和破碎装置均固定在设备架体内的上方，且夹紧装置位于破碎装置的后侧，夹紧装置的夹爪的夹口与破碎装置的破碎桶的探头入口位于同一水平线上且相对设置，所述破碎装置的破碎桶的出料口下方对应设置有接料翻转器的接料板，所述接料翻转器与设备架体固定连接，所述接料翻转器的接料板前方设置有过渡料槽，所述过渡料槽与设备架体固定连接，过渡料槽与筛选滚筒装置的滚筒一端的轴向入口相对应，所述筛选滚筒装置与设备架体的底板固定连接。
8.本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的一种钢水取样探头样块分离装置，该装置由plc系统控制运行，完成取样探头破碎、非金属物质分离、金属物质卸料、样块分离回收等作业，自动化程度高；无需人工等待，避免了人力资源浪费；无需人员近距离接触高温炉，保证人员安全性。
附图说明
9.图1是本发明的一种钢水取样探头样块分离装置的轴测图；
10.图2是本发明的一种钢水取样探头样块分离装置的左视图；
11.图3是本发明的一种钢水取样探头样块分离装置的主视图；
12.图4是夹紧装置的轴测图；
13.图5是夹紧装置的主视图；
14.图6是夹爪座的轴测图；
15.图7是夹爪气缸闭合状态示意图；
16.图8是夹爪气缸张开状态示意图；
17.图9是破碎装置的轴测图；
18.图10是破碎装置的主视图；
19.图11是破碎桶的内部示意图；
20.图12是接料翻转器的轴测图；
21.图13是接料翻转器的主视图；
22.图14是接料板的旋转角度示意图，其中m表示初始接料位置；n表示铁质物料卸料位置；p表示非铁质物料倾倒位置，工作原理中有具体的旋转角度，按照装置实际需求，在设计过程中根据实际情况以及各零部件的大小位置设定的；
23.图15是磁铁架的轴测图；
24.图16是筛选滚筒装置的轴测图；
25.图17是筛选滚筒装置的主视图；
26.图18是图1的a处局部放大图；
27.图19是图3的b处局部放大图；
28.图20是图9的c处局部放大图；
29.图21是图17的d处局部放大图；
30.图22是接近开关安装板46的主视图。
31.上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
32.设备架体1、夹紧装置2、伺服电机21、导杆22、丝杠23、夹爪安装板24、丝杠支座25、夹爪座26、丝母座261、滑座262、盖板263、夹爪气缸27、夹爪28、电机座29、破碎装置3、破碎电机31、主动带轮321、同步带322、同步带轮323、破碎桶支架33、破碎桶34、探头入口341、出料口342、插板35、插板气缸36、破碎杆37、破碎轴38、挡块39、接料翻转器4、翻转电机41、翻转电机座42、接料板43、磁铁架44、耳朵441、轴头442、翻斗轴承座45、接近开关安装板46、长弧孔一461、长弧孔二462、长弧孔三463、中心定位孔464、接近开关47、指针48、电磁铁49、筛选滚筒装置5、滚筒支架51、滚筒轴承52、滚筒53、滚筒通孔531、滚筒电机54、电机支架55、滚筒主动带轮561、滚筒同步带562、滚筒同步带轮563、过渡料槽6、废料挡架7、废料桶二8、废料桶一9、料桶10、料斗11、取样探头12、测温取样复合探头13。
具体实施方式
33.具体实施方式一：如图1
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图5、图9
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图13、图16
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图21所示，本实施方式披露了一种钢水取样探头样块分离装置，包括：设备架体1、夹紧装置2、破碎装置3、接料翻转器4、筛选滚筒装置5及过渡料槽6；
34.所述夹紧装置2和破碎装置3均(通过螺栓)固定在设备架体1内的上方，且夹紧装置2位于破碎装置3的后侧，夹紧装置2的夹爪28的夹口与破碎装置3的破碎桶34的探头入口341位于同一水平线上且相对设置，所述破碎装置3的破碎桶34的出料口342下方对应设置有接料翻转器4的接料板43，所述接料翻转器4与设备架体1(通过螺栓)固定连接，所述接料
翻转器4的接料板43前方设置有过渡料槽6(接料板43沿水平位置向前侧旋转30
°
可将物料倒入过渡料槽6)，所述过渡料槽6与设备架体1(通过螺栓)固定连接，过渡料槽6与筛选滚筒装置5的滚筒53一端的轴向入口相对应，所述筛选滚筒装置5与设备架体1的底板(通过螺栓)固定连接。
35.具体实施方式二：如图1
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图8所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述夹紧装置2包括：伺服电机21、丝杠23、夹爪安装板24、丝杠支座25、夹爪座26、夹爪气缸27、电机座29、两个夹爪28及两根导杆22；
36.所述伺服电机21与电机座29(通过螺栓)固定连接，所述电机座29(通过螺栓)固定在夹爪安装板24上，所述夹爪安装板24与设备架体1(通过螺栓)固定连接，伺服电机21的输出轴通过联轴器一与水平设置的丝杠23的一端传动连接(伺服电机21的输出轴穿过电机座29的两相对侧板的其中一个侧板设有的通孔一，丝杠23的一端穿过电机座29的另一侧板设有的通孔二)，丝杠23的另一端转动安装在丝杠支座25上(丝杠23的另一端通过轴承一转动安装在丝杠支座25设有的通孔三内)，所述丝杠支座25与夹爪安装板24(通过螺栓)固定连接；所述两根导杆22两端各固定有一个轴座(每根导杆22的两端各设有一圈凹槽，螺栓拧入轴座并深入凹槽中，顶固导杆22)，四个所述轴座均与夹爪安装板24(通过螺栓)固定连接，两根导杆22均与丝杠23平行设置并分别设置在丝杠23的上方及下方；所述夹爪座26的丝母座261与丝杠23螺纹连接(所述丝母座261内部设有螺纹孔，丝杠23螺纹旋进丝母座261的螺纹孔中)，夹爪座26两端的滑座262与两根导杆22滑动连接(夹爪座26两端的滑座262内均设有导向孔，每个所述导向孔内均装有滑动轴承，两根导杆22滑动穿入两个所述滑动轴承，丝杠23随伺服电机21输出轴旋转，使夹爪座26沿两根导杆22滑动)；所述夹爪气缸27固定端与夹爪座26(通过螺栓)固定连接，所述夹爪气缸27两侧伸缩端与两个夹爪28(通过螺栓)固定连接，夹爪气缸27带动两个夹爪28打开或夹紧。
37.效果：运用导杆22与丝杠23相结合的方式，伺服电机21带动丝杠23旋转，利用螺纹传动使夹爪气缸27带动带个夹爪28运动，导杆22比较光滑、阻力小使运动更顺畅；两个夹爪28的夹紧部位采用双齿型设计，靠近端部的单齿用于夹持取样探头12(圆形截面)，双齿用于夹持测温取样复合探头13(圆槽形截面)，增加了夹爪28的夹取范围。取样探头12和测温取样复合探头13不能同时夹持。
38.夹爪座26包括盖板263、丝母座261及两个滑座262；所述两个滑座262并列设置，两个滑座262之间设置有丝母座261，所述丝母座261及两个滑座262均与盖板263固定连接。
39.具体实施方式三：如图1
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图3、图9
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图11所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述破碎装置3包括：破碎电机31、破碎桶支架33、破碎桶34、插板35、插板气缸36、破碎轴38、带轮传动机构及多个破碎杆37；
40.所述破碎电机31与设备架体1(通过螺栓)固定连接，破碎电机31的输出轴通过带轮传动机构与破碎轴38一端传动连接，所述破碎轴38两端(分别通过轴承二)转动安装在破碎桶轴承座上，两个所述破碎桶轴承座(分别通过螺栓)与破碎桶34两相对侧板固定连接，所述破碎桶支架33与设备架体1(通过螺栓)固定连接，破碎桶支架33与破碎桶34的靠近破碎桶支架33侧的侧板(通过螺栓)固定连接，破碎桶34的一侧板上设有探头入口341，破碎桶34的底板上设有出料口342，取样探头12或测温取样复合探头13从破碎桶34的探头入口341伸入，碎料从破碎桶34的出料口342滑出并通过过渡料槽6进入筛选滚筒装置5，所述插板35
插入破碎桶34出料口342处的开槽中(插板35用于阻挡碎料下落)，插板35一侧与插板气缸36的伸缩端(通过螺栓)固定连接，插板气缸36的固定端与设备架体1(通过螺栓)固定连接(通过插板气缸36控制插板35插入、移出破碎桶34的出料口342，实现控制物料冷却时间的作用)，破碎轴38位于同一圆周上均布固定有多个耳座，所述多个破碎杆37分别(通过螺栓)固定连接在破碎轴38的多个耳座上(耳座的数量与破碎杆37的数量相同，优选破碎杆37的数量为三个)。
41.所述带轮传动机构包括主动带轮321、同步带322及同步带轮323；所述主动带轮321与破碎电机31的输出轴(通过键一)传动连接，主动带轮321与同步带轮323通过同步带322传动连接(两个带轮同向转动)，所述同步带轮323(通过键二)与破碎轴38一端传动连接。
42.效果：带轮传动结构能有效缓和载荷冲击，运行平稳、结构简单、调整方便，保证破碎杆37的破碎力度；多个破碎杆37轴向均衡分布，在保证破碎力度的同时，给取样探头12或测温取样复合探头13留出了更大的伸入空间。插板气缸36控制插板35开闭出料口342，达到控制物料冷却时间的作用。
43.具体实施方式四：如图1
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图3、图10、图11所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，所述破碎装置3还包括：挡块39；所述挡块39通过销可摆动连接在破碎桶34与所述探头入口341相对的侧板内壁上(挡块39用于区分取样探头12和测温取样复合探头13，防止取样探头12发生水平偏移)。
44.效果：当夹爪28夹持取样探头12进行破碎时，由于夹爪28齿内有一定的水平移动空间，在破碎过程中容易产生偏移，挡块39起到了防止偏移的作用；当夹爪28夹持测温取样复合探头13进行破碎时，并且当测温取样复合探头13伸入探头入口341时，挡块39被测温取样复合探头13的测温端驱动摆开，不影响破碎杆37破碎测温取样复合探头13的取样端。
45.具体实施方式五：如图1
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图5、图12
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图15所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述接料翻转器4包括：翻转电机41、翻转电机座42、接料板43、磁铁架44、翻斗轴承座45、接近开关安装板46、指针48、电磁铁49及三个接近开关47；
46.所述翻转电机41与翻转电机座42(通过螺栓)固定连接(翻转电机41的输出轴穿入翻转电机座42两个相对侧板的其中一个侧板设有的通孔四中)，所述翻转电机座42(通过螺栓)与设备架体1固定连接，所述接料板43与磁铁架44(的四个耳朵441通过螺栓)固定连接，接料板43与磁铁架44同角度翻转，所述磁铁架44上(通过螺栓)固定连接有一块电磁铁49，磁铁架44的两相对侧面各固定有一个轴头442，两个所述轴头442同轴设置，磁铁架44的其中一个轴头442通过联轴器二与翻转电机41的输出轴传动连接(磁铁架44的所述其中一个轴头442穿过翻转电机座42的另一个侧板设有的通孔五)，磁铁架44的另一个轴头442(通过轴承)转动安装在翻斗轴承座45上，所述翻斗轴承座45和接近开关安装板46均(通过螺栓)与设备架体1固定连接，磁铁架44所述另一个轴头442与指针48固定连接(指针48与接料板43翻转方向一致)，接近开关安装板46上开有一个中心定位孔464及三个长弧孔，所述中心定位孔464与磁铁架44的另一个轴头442同心，如图22所示，三个长弧孔分别是长弧孔一461、长弧孔二462及长弧孔三463，所述长弧孔一461的中心与中心定位孔464中心的连线与竖直方向成顺时针α角，所述α角＝20
°
；所述长弧孔二462的中心与中心定位孔464中心的连线与竖直方向成逆时针β角，所述β角＝60
°
；所述长弧孔三463的中心与中心定位孔464中心
的连线与竖直方向成逆时针γ角，所述γ角＝120
°
，所述三个接近开关47分别通过螺栓可调节连接在三个长弧孔的中心位置，三个接近开关47用于感应接料板43的三个不同的翻转位置。
47.效果：接近开关安装板46上开长弧孔，可以留给接近开关47一定的位置调整空间，如果后期需要调整接近开关47的安装角度，可以在长弧孔的范围内调整，无需重新设计接近开关安装板46。
48.具体实施方式六：如图13、图15所示，本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，所述磁铁架44的另一个轴头442端面上设有方型凸起，所述指针48上设有方形开孔，所述另一个轴头442的方型凸起匹配插入指针48的方形开孔中，指针48与另一个轴头442的方型凸起通过螺栓固定。
49.效果：指针48运用方形开孔连接结构，能够保证指针48随磁铁架44转动(指针48的中心线与另一个轴头442中心线所构建的平面与磁铁架44上表面平行)，避免圆形结构的松脱打滑现象。
50.具体实施方式七：如图1
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图3、图16、图17所示，本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，所述筛选滚筒装置5包括：滚筒支架51、滚筒53、滚筒电机54、电机支架55、滚筒带传动机构及两个滚筒轴承52；
51.所述滚筒支架51与设备架体1的底板(通过螺栓)固定连接，所述两个滚筒轴承52的轴承座与滚筒支架51(通过螺栓)固定连接，所述滚筒53的轴向入口一端架设在两个滚筒轴承52上(两个滚筒轴承52作为滚筒53的导向轮，确保滚筒53轴向旋转平稳)，滚筒53另一端向下倾斜设置，滚筒53另一端中部焊接有滚筒输出轴，所述滚筒输出轴(穿过电机支架55上设有的通孔六并通过轴承三)转动安装在电机支架55上，所述电机支架55(通过螺栓)固定连接在设备架体1上，所述滚筒电机54(通过螺栓)固定连接在电机支架55上，滚筒电机54输出轴(穿过电机支架55上设有的通孔七并通过轴承四)转动安装在电机支架55上，滚筒电机54输出轴通过滚筒带传动机构与滚筒输出轴传动连接；滚筒53的筒壁上设有两组不同孔径的滚筒通孔，每组滚筒通孔包括多个均匀分布在滚筒53筒壁上的且孔径一致的滚筒通孔531，两组滚筒通孔中靠近滚筒轴承52侧的一组滚筒通孔直径小于靠近滚筒输出轴侧的另一组滚筒通孔直径，所述靠近滚筒轴承52侧的一组滚筒通孔用于筛分废料，所述靠近滚筒输出轴侧的另一组滚筒通孔用于筛分样块，直径大于样块的模具则沿滚筒53另一端的轴向出口滑出，落入废料桶二8内，靠近滚筒轴承52侧的一组滚筒通孔的下方设置有废料桶一9，靠近滚筒输出轴侧的另一组滚筒通孔下方设置有料桶10，所述废料桶一9、废料桶二8及料桶10分别(通过螺栓)固定在设备架体1的底板上。
52.所述滚筒带传动机构包括滚筒主动带轮561、滚筒同步带562及滚筒同步带轮563；所述滚筒主动带轮561(通过键三)安装在滚筒电机54的输出轴上，滚筒主动带轮561与滚筒同步带轮563通过滚筒同步带562传动连接(两个带轮同向转动)，所述滚筒同步带轮563(通过键四)安装在滚筒输出轴上。
53.效果：滚筒带传动机构能有效缓和载荷冲击，运行平稳、结构简单、调整方便；滚筒轴承52作为滚筒53的导向轮，确保滚筒53轴向旋转平稳；滚筒53上分布有两组孔径不同的滚筒通孔(本发明装置主要用于打碎取样探头12或测温取样复合探头13的取样端，分离回收样块，探头除样块以及样块模具外均为非铁质物料，容易被破碎杆37敲碎成较小的物料
(如图11)，样块以及样块模具为金属材质，不会被破碎杆37敲碎而保持原来大小)，靠近滚筒轴承52侧为滚筒通孔孔径小于样块直径，用于回收筛分出的废料，靠近滚筒输出轴侧的滚筒通孔孔径适用于筛分样块，直径大于样块的模具则沿滚筒53的轴向出口滑出，落入废料桶二8中。
54.具体实施方式八：如图1
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图3及图12所示，本实施方式是对具体实施方式七作出的进一步说明，所述钢水取样探头样块分离装置还包括：料斗11；所述设备架体1内固定有料斗11，所述料斗11设置在废料桶一9的上方及接料板43的下方。
55.具体实施方式九：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述钢水取样探头样块分离装置还包括：废料挡架7；所述废料挡架7(通过螺栓)固定在设备架体1内的左右两侧。
56.本发明的工作原理：本发明的一种钢水取样探头样块分离装置，可以完成以下操作：
57.探头破碎：外部机器人控制取样探头12或测温取样复合探头13伸入夹紧装置2，气动设备控制夹爪气缸27收缩，夹爪28夹紧取样探头12或测温取样复合探头13；控制系统(外部设备)启动伺服电机21，伺服电机21旋转带动丝杠23旋转，夹爪座26在螺纹作用下带动夹爪28向破碎桶34靠近，从破碎桶34的探头入口341伸入；仅需破碎取样探头12或测温取样复合探头13带有样块的头部即可，挡块39用于区分取样探头12和测温取样复合探头13，防止取样探头12发生水平偏移；破碎电机31启动，在带轮传动机构的作用下破碎轴38旋转，破碎杆37将取样探头12或测温取样复合探头13带有样块的头部敲碎。伺服电机21反向旋转带动丝杠23旋转，夹爪座26在螺纹作用下带动夹爪28抽出破碎桶34，掉落的废料可通过废料挡架7滑入废料桶一9中，夹爪气缸27伸长，夹爪28张开，外部机器人取走剩余的探头废料。
58.非金属物质分离、金属物质卸料：控制系统启动翻转电机41，使接料板43旋转至初始接料位置m(接料板43上表面与竖直方向夹角为120
°
)，带动指针48旋转至逆时针60
°
处设置的接近开关47的感应区域，接近开关47向控制系统反馈信号，电磁铁49通电充磁；插板气缸36收缩，插板35从破碎桶34的出料口342处抽出，被敲碎的物料下落至接料板43上；翻转电机41继续旋转，接料板43从初始位置顺时针旋转约80
°
，旋转至非铁质物料倾倒位置p，带动指针48旋转至顺时针20
°
处设置的接近开关47的感应区域，接近开关47向控制系统反馈信号，翻转电机41暂停旋转一定时间倾倒废料，金属物质被吸住，非金属物质倾倒进入料斗11，滑入废料桶一9中；接料板43吸附着金属物料在翻转电机41作用下逆时针旋转140
°
，旋转至铁质物料卸料位置n，带动指针48旋转至逆时针120
°
处设置的接近开关47的感应区域，接近开关47向控制系统反馈信号，然后电磁铁49断电消磁，金属物质通过过渡料槽6进入滚筒53。
59.样块分离回收：滚筒电机54启动，滚筒53旋转，进入滚筒53内的金属物质先通过靠近滚筒轴承52侧的一组滚筒通孔，将小于样块直径的废料筛分出去落入废料桶一9内；样块穿过靠近滚筒输出轴侧的另一组滚筒通孔落入料桶10，由人工回收；直径大于样块的模具则沿滚筒53的轴向出口滑出，落入废料桶二8中。
60.以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。