技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于电渣熔炼用
自耗电极与假电极焊接的装置，属于机械设备领域。
背景技术
[0002] 电渣熔炼炉，以
电流通过作为
电阻体的电渣使
电能转化为
热能来熔炼金属或
合金的火法精炼设备，因多采用经
电弧炉、
感应炉及其他熔炼炉熔铸的锭坯为自耗电极，或其碎
块废料作
炉料，以CaF2-Al2O3基电渣为熔剂，在
水冷
铜质
坩埚中和电渣保护下进行
重熔，故又常称为
电渣重熔。
[0003] 电渣熔炼可以获得纯度较高的金属坯材，故被广泛应用在模具
钢等特种钢的
冶炼生产中。其中需要用到大量的自耗电极来实施熔炼；为了提高自耗电极的材料利用率，一般将其焊接在一假电极上，由假电极实施导电、夹持的功能，而自耗电极尽可能的伸入到电渣熔炼炉内实施熔炼；假电极可充分
回收利用。而假电极与自耗电极需要通过焊接的方式连接在一起。
[0004] 目前市场上有多种自耗电极的焊接方式，如中国
专利公开号为CN106312298A的一种电渣炉自耗电极的焊接装置及焊接手，将自耗电极竖直放置在旋转台上，然后实施焊接；但由于自耗电极一般都较长，故将其竖直吊装难度较大，且焊接设备整体高度需要很高，相应的焊接手需要随时大范围的调整高度，甚是不便。相应的，也有水平焊接对中装置，如中国专利公开号为CN109128445A的一种重熔设备电极炉外自动对中焊接装置及其方法，通过一系列高度微调机构，特别是激光对中装置来实现对中，视图通过自动化的机构来实现高效对中，但相应的设备负重程度大大增加，不利于炼钢厂这样的复杂生产环境内实施。还有中国专利公开号为CN103691908A的一种电渣重熔炉自耗电极与假电极的快速互
熔焊接方法，直接在自耗电极浇铸过程中实施与假电极的互熔焊接，将生产过程上延到了自耗电极的
铸造过程中去。
[0005] 上述公开文献，均为了能够有效解决自耗电极与假电极的对中、焊接问题；因为目前大都采用人工对中，费时费
力，大大影响了生产进度。在此情况下，确有必要开发出专
门的电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置，来提高自耗电极与假电极的对中效率，同时为后续的焊接作业提供更多便利。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提一种电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置，以期解决自耗电极与假电极的快速对中，同时为两者的焊接提供辅助动力，便于焊接作业的实施。
[0007] 为达到上述发明目的，提供了一种电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置，其特征在于，包括自耗电极随动夹持机构、自耗电极驱动夹持机构、假电极夹持机构；所述自耗电极随动夹持机构、自耗电极驱动夹持机构、假电极夹持机构相互平行布置在设备底座上；所述自耗电极随动夹持机构安装在设备底座的一端，所述设备底座的中间固定安装有所述自耗电极驱动夹持机构，所述假电极夹持机构可水平移动的安装在所述设备底座上，水平驱动
液压缸安装在所述设备底座的另一端，所述水平驱动液压缸的缸体固定在所述设备底座上，所述水平驱动液压缸的
活塞杆端部与所述假电极夹持机构相连接；
[0008] 所述自耗电极随动夹持机构，包括第一上随动夹持机构、下随动夹持机构、第一竖直驱动液压缸；所述第一上随动夹持机构与所述下随动夹持机构竖直安装在对夹驱动机构上；所述第一竖直驱动液压缸的
活塞杆输出端与所述下随动夹持机构相连接；所述第一上随动夹持机与所述下随动夹持机构上均设有一对可以自由旋转的夹持轮；
[0009] 所述自耗电极驱动夹持机构，包括第二上随动夹持机构、下驱动夹持机构、第二竖直驱动液压缸；所述第二上随动夹持机构与所述下驱动夹持机构竖直安装在对夹驱动机构上，所述下驱动夹持机构与所述第二竖直驱动液压缸的活塞杆输出端相连接；所述第二上随动夹持机构上设有一对可以自由旋转的夹持轮；所述下驱动夹持机构上设有与所述第二上随动夹持机构上的夹持轮相对的轮对，所述下驱动夹持机构上安装有驱动
马达，所述驱动马达与
驱动轮相连接，所述下驱动夹持机构的轮对中起码一个轮子为驱动轮；
[0010] 所述假电极夹持机构,包括第三上随动夹持机构、下可调夹持机构、第三竖直驱动液压缸；所述第三上随动夹持机构与所述下可调夹持机构竖直安装在对夹驱动机构上，所述下可调夹持机构与所述第三竖直驱动液压缸的活塞杆输出端相连接；所述第三上随动夹持机构上设有一对可以自由旋转的夹持轮；所述下可调夹持机构上设有一对相对间距可调的轮对，所述轮对中的一对为固定安装
位置的可自由旋转的夹持轮，所述轮对中的另一对为位置可调的
支撑托轮；
[0011] 所述对夹驱动机构，包括竖直
机架，所述竖直机架的两端分别安装有下滚轮、上滚轮，所述下滚轮与所述上滚轮之间设有柔性连接件，所述柔性连接件被所述下滚轮与所述上滚轮分隔为上下运动方向相反的两个区间；所述第一上随动夹持机构、下随动夹持机构、第二上随动夹持机构、下驱动夹持机构、第三上随动夹持机构、下可调夹持机构均包括一轮组架，所述轮组架的一侧通过
夹板固定在所述柔性连接件上；所述第一上随动夹持机构与所述下随动夹持机构的夹板分别固定在所述柔性连接件的两个运动方向区间内；所述第二上随动夹持机构与所述下驱动夹持机构的夹板分别固定在所述柔性连接件的两个运动方向区间内；所述第三上随动夹持机构与所述下可调夹持机构的夹板分别固定在所述柔性连接件的两个运动方向区间内；
[0012] 所述自耗电极随动夹持机构的所述第一上随动夹持机构与所述下随动夹持机构所构成的夹持中
心轴线，所述自耗电极驱动夹持机构的所述第二上随动夹持机构与所述下驱动夹持机构所构成的夹持中心轴线，所述假电极夹持机构的所述第三上随动夹持机构与所述下可调夹持机构所构成的夹持中心轴线，3条夹持中心轴线在同一水平直线上。
[0013] 作为本发明的进一步改进，每个轮组架上设置的所述夹板的数量为两组，竖直安装在所述柔性连接件上。
[0014] 作为本发明的进一步改进，在所述轮组架上还固定有直线滑块，在所述竖直机架上竖直设有直线滑道，所述直线滑块套设在所述直线滑道内。
[0015] 进一步的，每个竖直机架上设有2个以上所述直线滑道，所述直线滑道之间相互平行，所述轮组架上设有2组以上的所述直线滑块。
[0016] 更进一步的，所述轮组架上的直线滑块每组设有2个以上，竖直安装在所述直线滑道上。
[0017] 进一步的，所述柔性连接件为链条；所述下滚轮、上滚轮均为
链轮。
[0018] 作为本发明的进一步改进，所述驱动马达为带有减速箱的减速
电动机；所述驱动马达设有2个，分别安装在所述下驱动夹持机构的2个驱动轮上，所述2个驱动马达同步同向旋转。
[0019] 作为本发明的进一步改进，所述下可调夹持机构的轮组架的一端设有固定轮架，其内设有一对可自由旋转的夹持轮，其与所述第三上随动夹持机构上的夹持轮相对设置；与所述固定轮架平行设有一可调轮架，所述可调轮架内设有一对可自由旋转的支撑托轮；
所述可调轮架通过直线驱动机构与所述固定轮架平行设置。
[0020] 进一步的，所述直线驱动机构包括直线滑轨，其设置在所述下可调夹持机构的架体的水平面上，或竖直面上；在所述可调轮架上设有与之配套的直线滑块；在所述下可调夹持机构的架体上设有调节
丝杠，所述可调轮架上设有与之配套的
螺母；在所述调节丝杠的末端设有与之固定连接的调整手轮。
[0021] 进一步的，本发明的所述自耗电极随动夹持机构同样可通过一水平驱动液压缸可水平运动的安装在所述设备底座上，从而方便调节所述自耗电极随动夹持机构与所述自耗电极驱动夹持机构之间的间距，以适应不同长度的自耗电极。
[0022] 为了方便作业，本发明的电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置上还包括排烟集尘装置，用来将焊接过程中的
烟尘收集、排出，防止污染作业环境，所述排烟集尘装置一般包括有排
风机及烟雾处理装置。
[0023] 本发明的所述自耗电极随动夹持机构、所述自耗电极驱动夹持机构、所述假电极夹持机构均采用对夹驱动机构实现对待焊接的自耗电极或假电极进行夹持。通过调整夹板在所述柔性连接件上的位置，使所述自耗电极随动夹持机构的所述第一上随动夹持机构与所述下随动夹持机构所构成的夹持中心轴线，所述自耗电极驱动夹持机构的所述第二上随动夹持机构与所述下驱动夹持机构所构成的夹持中心轴线，所述假电极夹持机构的所述第三上随动夹持机构与所述下可调夹持机构所构成的夹持中心轴线，3条夹持中心轴线在同一水平直线上，从而确保夹持到位后，所述待焊接的自耗电极与假电极的中心轴线对齐，实现快速、可靠的
定位。而且，在此情况下，即使所述自耗电极为锥形电极，亦可实现在所述自耗电极随动夹持机构、所述自耗电极驱动夹持机构夹持到位后，使其锥体的中心轴线位于预设的水平轴线上。
[0024] 当所述自耗电极随动夹持机构、所述自耗电极驱动夹持机构、所述假电极夹持机构在各自竖直驱动液压缸的驱动下，夹持到位后，所述待焊接的自耗电极与假电极的中心轴线对齐；进一步的，驱动所述水平驱动液压缸，使所述假电极夹持机构带动所述假电极向所述自耗电极靠拢，直至贴合在所述自耗电极的待焊接平面上；然后借由手持焊接设备或自动焊接设备，对贴合面进行焊接；此时，所述驱动马达动作，带动所述自耗电极驱动夹持机构夹持的待焊接假电极的端部进行缓慢旋转，方便焊接作业的实施，通过合理的调配，可以实现全自动焊接。
[0025] 本发明的电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置，采用了3组自适应轴线中心的夹持机构对自耗电极与假电极进行夹持，并通过驱动
电机来驱动自耗电极旋转，从而方便焊接作业。本发明与
现有技术相比具有以下优点：
[0026] (1)可对圆柱形或圆锥形的电极加持后，使中心轴自动出于预设的水平轴线上，提高了对中作业效率；
[0027] (2)为焊接作业提供了主动旋转动力，通过调节
焊枪位置，即可实现自动焊接；
[0028] (3)机械结构简单，可靠性高，便于推广实施。
附图说明
[0029] 图1为本发明电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置的使用状态示意图；
[0030] 图2为本发明电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置的整体结构示意图；
[0031] 图3为本发明的自耗电极随动夹持机构的整体结构示意图；
[0032] 图4为本发明的对夹驱动机构的结构示意图；
[0033] 图5为本发明的随动夹持轮组的结构示意图；
[0034] 图6为本发明的对夹驱动机构的局部示意图；
[0035] 图7为本发明的自耗电极驱动夹持机构的整体结构示意图1；
[0036] 图8为本发明的自耗电极驱动夹持机构的整体结构示意图2；
[0037] 图9为本发明的假电极夹持机构的整体结构示意图1；
[0038] 图10为本发明的假电极夹持机构的整体结构示意图2；
[0039] 图11为本发明的下可调夹持机构的整体结构示意图；
[0040] 附图标记：
[0041] 自耗电极11、假电极12；自耗电极随动夹持机构2、自耗电极驱动夹持机构3、假电极夹持机构4，及水平驱动液压缸5；对夹驱动机构6；
[0042] 第一上随动夹持机构21、下随动夹持机构22、第一竖直驱动液压缸23；
[0043] 第二上随动夹持机构31、下驱动夹持机构32、第二竖直驱动液压缸33；驱动马达34；
[0044] 第三上随动夹持机构41、下可调夹持机构42、第三竖直驱动液压缸43；固定轮架44、可调轮架45、直线滑轨46、调节丝杠47、调整手轮48；
[0045] 竖直机架61、下滚轮62、上滚轮63、柔性连接件64、夹板65、直线滑块66、直线滑道67；
[0046] 夹持轮71、驱动轮72、支撑托轮73。
具体实施方式
[0047] 以下结合附图和具体
实施例，对本发明做进一步说明。
[0048] 本发明电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置，主要作用是将待焊接的自耗电极11与供夹持的假电极12中心对齐，然后通过焊接设备将两者连接处焊接在一起。本发明主要目的是将2个待焊接的零件中心对齐、夹持住，如图1、图2所示，主要设备包括自耗电极随动夹持机构2、自耗电极驱动夹持机构3、假电极夹持机构4，及水平驱动液压缸5；所述自耗电极随动夹持机构2、自耗电极驱动夹持机构3、假电极夹持机构4相互平行布置在设备底座上；所述自耗电极随动夹持机构2固定安装在设备底座的一端，所述设备底座的中间固定安装有所述自耗电极驱动夹持机构3，由于一般自耗电极升入到电渣熔炼炉内，其长度与电渣熔炼炉的高度尺寸相匹配，故可根据需求，固定调整好所述自耗电极随动夹持机构2与所述自耗电极驱动夹持机构3之间的间距，方便放置待焊接的自耗电极11；所述假电极夹持机构
4可水平移动的安装在所述设备底座上，所述水平驱动液压缸5安装在所述设备底座的另一端，所述水平驱动液压缸5的缸体固定在所述设备底座上，所述水平驱动液压缸5的活塞杆端部与所述假电极夹持机构4相连接，所述假电极夹持机构4在所述水平驱动液压缸5的驱动下，可以调整其与所述自耗电极驱动夹持机构3的间距。
[0049] 如图3所示，为本发明的自耗电极随动夹持机构2的整体机构示意图，其包括第一上随动夹持机构21、下随动夹持机构22、第一竖直驱动液压缸23；所述第一上随动夹持机构21与所述下随动夹持机构22竖直安装在一对夹驱动机构6上，所述第一竖直驱动液压缸23的活塞杆输出端与所述下随动夹持机构22相连接；所述对夹驱动机构6如图4、图6所示，包括竖直机架61，所述竖直机架61的两端分别安装有下滚轮62、上滚轮63，所述下滚轮62与所述上滚轮63之间设有柔性连接件64；所述下滚轮62、上滚轮63、柔性连接件64可根据具体需要情况进行选择，如链条驱动机构、
同步带驱动机构；如图5所示，为所述下随动夹持机构22的随动夹持轮组结构示意图，而所述第一上随动夹持机构21结构与所述下随动夹持机构22基本一致，包括一轮组架，其中间安装有一对轮对，均为可以自由旋转的夹持轮71；所述轮组架的一侧通过夹板65固定在所述柔性连接件64上，所述夹板65设有两组，间隔一定距离竖直安装在所述柔性连接件64上，以便使所述轮组架可靠的连接在所述柔性连接件64上；
为了确保所述第一上随动夹持机构21与所述下随动夹持机构22能够竖直运动，在所述轮组架上还固定有若干直线滑块66，在所述竖直机架61上竖直设有直线滑道67，所述直线滑块
66套设在所述直线滑道67内；为了确保稳定可靠，所述直线滑块66沿所述直线滑道67的竖直方向，在所述轮组架上固定有2个以上；再进一步的，所述直线滑道67设有2个或2个以上，如图6所示，所述直线滑道67设有2个，所述2个直线滑道67之间相互平行，所述直线滑块66也设有2组，相互平行分别固定在所述轮组架上，如图5所示。
[0050] 作为本发明的创新之处在于，所述第一上随动夹持机构21上的夹板65，与所述下随动夹持机构22上的夹板65分别固定在所述柔性连接件64的两侧，由所述下滚轮62、上滚轮63进行隔离，如图4所示；当所述下随动夹持机构22在所述第一竖直驱动液压缸23的驱动下向上运动时，所述柔性连接件64在所述下滚轮62、上滚轮63的约束下，顺
时针运动，进而带动所述柔性连接件64另一侧连接的所述第一上随动夹持机构21向下运动，即所述下随动夹持机构22与所述第一上随动夹持机构21相向运动，实现夹紧；当所述第一竖直驱动液压缸23反向运动时，则所述下随动夹持机构22与所述第一上随动夹持机构21相背运动，实现松开。通过一个驱动机构(此处即为所述第一竖直驱动液压缸23)，即可实现上下2个夹持机构(此处即为所述第一上随动夹持机构21、所述下随动夹持机构22)同步运动。当所述第一上随动夹持机构21与所述下随动夹持机构22协同运动夹持圆柱形的自耗电极11时，不管所述自耗电极11的直径多少，都能将自耗电极11的轴线保持在某一固定的轴线高度上。
[0051] 为了确保所述第一上随动夹持机构21与所述下随动夹持机构22能够稳定可靠的同步运动，所述柔性连接件64宜采用链条；进一步，可采用双排
滚子链，进一步提高可靠性；相应的所述下滚轮62、上滚轮63为链轮。
[0052] 如图7、图8所示，为发明的自耗电极驱动夹持机构3的整体结构示意图，其包括第二上随动夹持机构31、下驱动夹持机构32、第二竖直驱动液压缸33；所述第二上随动夹持机构31与所述第一上随动夹持机构21结构一致；所述第二上随动夹持机构31与所述下驱动夹持机构32同样竖直安装在对夹驱动机构6上，所述下驱动夹持机构32与所述第二竖直驱动液压缸33的活塞杆输出端相连接，在所述对夹驱动机构6的限位下，所述第二上随动夹持机构31与所述下驱动夹持机构32在所述第二竖直驱动液压缸33的驱动下同步相对运动或者同步相背运动。所述自耗电极驱动夹持机构3与所述自耗电极随动夹持机构2的区别之处在于，所述下驱动夹持机构32上安装有驱动马达34，所述驱动马达34优选为带有减速箱的减速电动机；所述下驱动夹持机构32上的轮对中起码一个轮子为驱动轮72，所述驱动轮72与所述驱动马达34的
输出轴相连，在所述驱动马达34的驱动下进行主动旋转。进一步的，所述驱动马达34设有2个，分别安装在所述下驱动夹持机构32的2个驱动轮72上，所述2个驱动马达34同步同向旋转，使所述2个驱动轮72实现同步旋转，带动由所述自耗电极驱动夹持机构3所夹持的所述待焊接假电极11进行主动旋转。
[0053] 如图9、图10所示，为发明的假电极夹持机构4的整体结构示意图，其包括第三上随动夹持机构41、下可调夹持机构42、第三竖直驱动液压缸43；所述第三上随动夹持机构41与所述第一上随动夹持机构21结构基本一致；所述第三上随动夹持机构41与所述下可调夹持机构42同样竖直安装在对夹驱动机构6上，所述下可调夹持机构42与所述第三竖直驱动液压缸43的活塞杆输出端相连接，在所述对夹驱动机构6的限位下，所述第三上随动夹持机构41与所述下可调夹持机构42在所述第三竖直驱动液压缸43的驱动下同步相对运动或者同步相背运动。所述假电极夹持机构4与所述自耗电极随动夹持机构2的区别之处在于，所述下可调夹持机构42上设有一对相对间距可调的轮对，具体如图11所示，所述下可调夹持机构的架体的一端设有固定轮架44，其内设有一对可自由旋转的夹持轮71，其与所述第三上随动夹持机构41上的夹持轮71相对设置，对所述待焊接的假电极进行夹持固定；与所述固定轮架44平行设有一可调轮架45，所述可调轮架45内设有一对可自由旋转的支撑托轮73；
所述可调轮架45通过直线驱动机构，与所述固定轮架44平行设置，通过调节所述直线驱动机构，即可调整所述固定轮架44与所述可调轮架45之间的间距，进而使所述待焊接假电极平稳的放置在所述下可调夹持机构42上。所述直线驱动机构包括直线滑轨46，其根据需要设有一根以上，可设置在所述下可调夹持机构的架体的水平面上，或竖直面上；在所述可调轮架45上设有与之配套的直线滑块；进一步的，在所述下可调夹持机构的架体上设有调节丝杠47，所述可调轮架45上设有与之配套的螺母，通过旋转所述调节丝杠47可带动与之配套的螺母，进而带动所述可调轮架45进行位置调整；进一步的，在所述调节丝杠47的末端设有与之固定连接的调整手轮48，方便工人进行调整操作。
[0054] 本发明的所述自耗电极随动夹持机构2、所述自耗电极驱动夹持机构3、所述假电极夹持机构4均采用对夹驱动机构6实现对待焊接的自耗电极11或假电极12进行夹持。进一步的，通过调整夹板65在所述柔性连接件64上的位置，使所述自耗电极随动夹持机构2的所述第一上随动夹持机构21与所述下随动夹持机构22所构成的夹持中心轴线，所述自耗电极驱动夹持机构3的所述第二上随动夹持机构31与所述下驱动夹持机构32所构成的夹持中心轴线，所述假电极夹持机构4的所述第三上随动夹持机构41与所述下可调夹持机构42所构成的夹持中心轴线，3条夹持中心轴线在同一水平直线上，从而确保夹持到位后，所述待焊接的自耗电极11与假电极12的中心轴线对齐，实现快速、可靠的定位。
[0055] 当所述自耗电极随动夹持机构2、所述自耗电极驱动夹持机构3、所述假电极夹持机构4在各自竖直驱动液压缸的驱动下，夹持到位后，所述待焊接的自耗电极11与假电极12的中心轴线对齐；进一步的，驱动所述水平驱动液压缸5，使所述假电极夹持机构4带动所述假电极12向所述自耗电极11靠拢，直至贴合在所述自耗电极11的待焊接平面上；然后借由手持焊接设备或自动焊接设备，对贴合面进行焊接；此时，所述驱动马达34动作，带动所述自耗电极驱动夹持机构3夹持的待焊接假电极12的端部进行缓慢旋转，方便焊接作业的实施，通过合理的调配，可以实现全自动焊接。
[0056] 进一步的，为了方便实施，本发明的所述自耗电极随动夹持机构2同样可通过一水平驱动液压缸可水平运动的安装在所述设备底座上，从而方便调节所述自耗电极随动夹持机构2与所述自耗电极驱动夹持机构3之间的间距，以适应不同长度的自耗电极。
[0057] 为了方便作业，本发明的电渣熔炼用自耗电极与假电极焊接装置上还包括排烟集尘装置，用来将焊接过程中的烟尘收集、排出，防止污染作业环境，所述排烟集尘装置一般包括有排风机及烟雾处理装置。
[0058] 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不仅限于所述的的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本
申请权利要求所限定的范围内。
