熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

何甲樞

摘 要：工廠中熔煉電爐鐵水的撈渣工作通常是由工人用一根有一定長(zhǎng)度的圓鋼直接插入爐中進(jìn)行多次打撈來(lái)完成的。這種作業(yè)方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，阻礙了生產(chǎn)效率的提升。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)一種熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)，不僅操作簡(jiǎn)單、省力，而且每次的撈渣量得到大幅提高，從而降低工人的作業(yè)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：熔煉電爐 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 大型撈渣結(jié)構(gòu) 省力 提高生產(chǎn)效率

中圖分類號(hào)：TF741.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（a）-0123-02

隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程不斷提高，各國(guó)的生產(chǎn)已由過(guò)去的人力集中型向生產(chǎn)效率型轉(zhuǎn)變，通過(guò)機(jī)械化和自動(dòng)化的方式提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為企業(yè)的不懈追求。隨著國(guó)際對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，特別是近年中國(guó)政府已采取更加有力的措施推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，努力實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)融合。在鑄造生產(chǎn)企業(yè)中，中頻感應(yīng)電爐已被廣泛用于黑色金屬和有色金屬的熔煉。眾所周知，鑄鐵熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的爐渣，打撈爐渣就成了生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的工序，如果采用傳統(tǒng)的撈渣方法，即使用一根有一定長(zhǎng)度的圓鋼直接插入爐中進(jìn)行多次打撈來(lái)完成，這項(xiàng)工作非常繁重，工作效率低，阻礙了生產(chǎn)效率的提升。針對(duì)這種情況，通過(guò)設(shè)計(jì)一種熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)，其采用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和大型撈渣結(jié)構(gòu)，不僅操作簡(jiǎn)單、省力，而且每次的撈渣量得到大幅提高，從而有效降低工人的作業(yè)強(qiáng)度，節(jié)省時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

所設(shè)計(jì)的熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)，主要需包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和大型撈渣結(jié)構(gòu)（包括支架），支架頂部設(shè)有吊耳，在支架下部?jī)蛇呫q接有對(duì)稱設(shè)置的左撈渣斗和右撈渣斗，在支架中部設(shè)有左撈渣斗和右撈渣斗張合的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接操作控制器。

綜合考慮了能實(shí)現(xiàn)該功能機(jī)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)方式，確定了以下這種結(jié)構(gòu)方式。該結(jié)構(gòu)不但制造成本低廉，而且維護(hù)維修極為方便（見圖1）。

2 具體實(shí)施方式

如圖1所示，為該熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括支架1，支架1頂部設(shè)有吊耳9，進(jìn)行鐵水撈渣作業(yè)時(shí)，吊耳9可掛在位于其上方的吊機(jī)上，使熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)的移動(dòng)十分方便；在支架1下部?jī)蛇呫q接有對(duì)稱設(shè)置的左撈渣斗2和右撈渣斗3，在支架1中部設(shè)有帶動(dòng)左撈渣斗2和右撈渣斗3張合的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4連接操作控制器5。

支架1包括上鋼板和下鋼板，上鋼板和下鋼板均呈長(zhǎng)方形，上鋼板與下鋼板之間通過(guò)4根分別垂直地焊接在兩者4個(gè)角上的槽鋼進(jìn)行固定，該4根槽鋼分為兩組，每組兩根，分別為左槽鋼組和右槽鋼組；上鋼板頂部通過(guò)螺栓固定有轉(zhuǎn)耳7，轉(zhuǎn)耳7與一扶手8前端鉸接，控制器5安裝在扶手8后端，進(jìn)行鐵水撈渣作業(yè)時(shí)，工人可在扶手8的后端對(duì)撈渣斗的張合進(jìn)行控制，其操作方便，并且可大幅降低工作人員因離鐵水和撈渣斗太近而被燙傷的風(fēng)險(xiǎn)；支架1上靠近扶手8一端的槽鋼組為右槽鋼組，其兩根槽鋼之間焊接有一根橫向布置限位槽鋼，該限位槽鋼可限制扶手8的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4為氣缸，氣缸通過(guò)螺釘固定在支架1上鋼板的下方，氣缸通過(guò)管路連接空氣動(dòng)力源，操作控制器5連接在氣缸與空氣動(dòng)力源之間的連接管路上。

左撈渣斗2由一個(gè)左轉(zhuǎn)臂21、一塊左底板22、兩塊左擋板23構(gòu)成，左底板22和兩塊左擋板23均通過(guò)第三開口插銷16固定在左轉(zhuǎn)臂21下部，其中兩塊左擋板23分別位于左底板22的兩側(cè)；右撈渣斗3由一個(gè)右轉(zhuǎn)臂31、一塊右底板32、兩塊右擋板33構(gòu)成，右底板32和兩塊右擋板33均通過(guò)第三開口插銷16固定在右轉(zhuǎn)臂31下部，其中兩塊右擋板33分別位于右底板32的兩側(cè)。

左轉(zhuǎn)臂21和右轉(zhuǎn)臂31各通過(guò)一組第二銷軸13、第二圓墊圈14、第二開口插銷15分別鉸接在支架1中的左槽鋼組和右槽鋼組。左槽鋼組和右槽鋼組中的兩根槽鋼開有同軸的圓通孔，兩根第二銷軸13分別穿過(guò)左槽鋼組與左轉(zhuǎn)臂21上的圓通孔以及右槽鋼組與右轉(zhuǎn)臂31上的圓通孔，第二銷軸兩端套上第二圓墊圈14并裝有第二開口插銷15，使左轉(zhuǎn)臂21和右轉(zhuǎn)臂31可分別繞兩根第二銷軸13的軸心做一定角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

氣缸下部的活塞桿下端與連接柱6通過(guò)螺紋聯(lián)接，連接柱6下端開有圓通孔，左轉(zhuǎn)臂21和右轉(zhuǎn)臂31上均開有長(zhǎng)通孔，第一銷軸10穿過(guò)連接柱6的圓通孔和左轉(zhuǎn)臂21、右轉(zhuǎn)臂31上的長(zhǎng)通孔，第一銷軸10兩端套有第一圓墊圈11并裝有第一開口插銷12，使第一銷軸10可在左轉(zhuǎn)臂21、右轉(zhuǎn)臂31上的長(zhǎng)通孔內(nèi)滑動(dòng)，這樣在氣缸工作時(shí)，活塞桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)左轉(zhuǎn)臂21、右轉(zhuǎn)臂31分別繞兩根第二銷軸13的軸心做一定角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)左撈渣斗2和右撈渣斗3的張合動(dòng)作，達(dá)到撈渣的目的。

3 效果驗(yàn)證

在經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，所設(shè)計(jì)的熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)，無(wú)論是在降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還是在提升效率方面，其效果都非常顯著。從使用情況來(lái)看，該設(shè)計(jì)是成功的：原來(lái)全部使用人工撈渣，需要3～4人進(jìn)行約1 h的作業(yè)；使用撈渣機(jī)后，只需安排2人進(jìn)行20 min左右即可完成撈渣工作，勞動(dòng)強(qiáng)度低，效率高。該設(shè)計(jì)達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)，直接和間接效益十分顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

此次完成了對(duì)熔煉電爐鐵水撈渣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)巧用簡(jiǎn)便、合理的機(jī)械機(jī)構(gòu)并利用動(dòng)力源，替代了原來(lái)落后而又繁重的作業(yè)工藝。

參考文獻(xiàn)

[1] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下冊(cè)）[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983.

[2] 張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008： 77.