專利名稱：鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解陽極炭塊炭碗的清理工具，尤其涉及一種鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
陽極塊在焙燒過程中，為了避免陽極塊的氧化變形，在陽極炭塊周圍鋪設(shè)大量炭粒進(jìn)行保護(hù)。陽極炭塊焙燒完成后，在表面和炭碗中粘接了大量的炭粒并且有一定的粘接強(qiáng)度。在當(dāng)前生產(chǎn)中，清理炭塊粘連炭粒，主要通過特制鐵鏟將炭塊表面及炭碗內(nèi)的粘連填充料鏟掉，再用壓縮氣體吹走，致使車間廠房中彌漫大量粉塵，污染環(huán)境的同時(shí)給工作人員身體健康帶來很大危害。人工清理炭塊一般要清理2-3次才能符合使用要求。在清理炭塊之前，需要把焙燒好的炭塊放置直到炭塊處于低溫狀態(tài)，工作人員才能進(jìn)行清理工作。由此可見，目前炭塊清理工作環(huán)境惡劣、存在安全隱患、人員流動(dòng)性較大、工作量大、效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，通過具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的特殊炭碗清理工具一次性達(dá)到特定的清理效果，具有自動(dòng)化程度高、可控性能好、清理效果良好和效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明的方案是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，包括殼體，所述殼體內(nèi)支撐有主軸刀清理系統(tǒng)、斜槽刀清理系統(tǒng)、炭粒清理系統(tǒng)、浮沉回收系統(tǒng)和力反饋系統(tǒng)；所述殼體包括上端蓋、外殼體、扭矩軸架、下端蓋和軸承端蓋；所述主軸刀清理系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)、齒輪副、主軸刀；所述斜槽刀清理系統(tǒng)包括第二伺服電機(jī)、齒輪副、輸出軸、測力裝置、斜槽刀；所述炭粒清理系統(tǒng)包括主軸，所述主軸為空心結(jié)構(gòu)，上端設(shè)有壓縮氣體進(jìn)氣口，下端設(shè)有出氣口并與主軸刀連接；所述浮沉回收系統(tǒng)包括吸塵罩，所述吸塵罩上有一孔，該孔通過法蘭與外部負(fù)壓設(shè)備連接；所述力反饋系統(tǒng)包括刀具上端蓋上的力反饋裝置和斜槽刀清理系統(tǒng)上的扭矩測
量裝置。所述殼體作為整個(gè)刀具系統(tǒng)的主支撐件；所述外殼體的內(nèi)部有一隔層，外殼體上設(shè)有一窗口，所述窗口位于所述隔層下方， 所述外殼體的上端面與所述上端蓋連接，所述外殼體的中間層與所述扭矩軸架連接，所述外殼體的下端面與所述下端蓋連接，所述下端蓋的另一端面與所述軸承端蓋連接，所述軸承端蓋設(shè)有迷宮式凹槽。所述第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)分別包括伺服電機(jī)編碼器、減速器，所述減速器通過法蘭與所述上端蓋連接。
所述第一伺服電機(jī)與齒輪副通過鍵連接，所述齒輪副包括主軸輸入齒輪和主軸齒輪，所述主軸的下端與主軸刀通過鍵和螺栓連接；所述主軸的上端為壓縮氣體進(jìn)氣口，所述主軸齒輪根部均布?xì)饪?，所述主軸中部均布?xì)饪祝鰵饪资菈嚎s氣體的出氣口 ；所述主軸刀包括主軸刀架和主軸刀刃，所述主軸刀架為空心結(jié)構(gòu)，作為壓縮氣體的出口，所述主軸刀架上有鍵槽和楔形缺口，所述主軸刀架上圓周均布安裝有兩個(gè)主軸刀刃。 所述第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與扭轉(zhuǎn)輸入軸連接，所述扭轉(zhuǎn)輸入軸設(shè)有扭轉(zhuǎn)輸入齒輪，所述扭轉(zhuǎn)輸入齒輪與扭轉(zhuǎn)輸出齒輪嚙合，所述扭轉(zhuǎn)輸出齒輪與第一斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述第一斜槽刀輸出軸與扭矩測量裝置連接，所述扭矩測量裝置與第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓與斜槽刀連接；所述第一斜槽刀輸出軸的圓柱形外面設(shè)有一肋，用于連接所述扭矩輸出齒輪；所述扭矩測量裝置包括兩個(gè)扭矩傳感器安裝座和傳感器，兩扭矩傳感器安裝座面對(duì)面配置，所述傳感器位于兩個(gè)扭矩傳感器安裝座把柄中間，通過螺栓與所述扭矩傳感器安裝座連接；所述第二斜槽刀輸出軸設(shè)有一軸肩，所述第二斜槽刀輸出軸的一端面設(shè)有迷宮式凹槽；所述斜槽刀包括斜槽刀支架和斜槽刀刃，所述斜槽刀支架上均布六個(gè)爪，其分別與所述斜槽刀刃通過螺栓連接。所述第一斜槽刀輸出軸兩端分別通過深溝球軸承與所述外殼體的隔層和扭矩軸架連接，所述深溝球軸承通過第一斜槽刀軸擋圈、第二斜槽刀軸擋圈固定，所述第二斜槽刀輸出軸外側(cè)通過兩個(gè)面對(duì)面配置的圓錐滾子軸承與下端蓋連接，所述第二斜槽刀輸出軸內(nèi)側(cè)通過兩對(duì)并列的深溝球軸承與主軸連接，所述兩對(duì)并列的深溝球軸承通過第一主軸套筒、第二主軸套筒固定，所述主軸靠近軸承的一端通過圓錐滾子軸承與所述上端蓋連接。扭矩軸的密封端蓋和主軸的密封端蓋分別設(shè)有迷宮式凸槽；所述扭矩軸的密封端蓋與所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述扭矩軸的密封端蓋上的迷宮式凸槽與軸承端蓋上迷宮式凹槽間隙配置；所述主軸的密封端蓋與所述主軸通過螺栓連接，所述主軸的密封端蓋上的迷宮式凸槽與第二斜槽刀輸出軸一端面上迷宮式凹槽間隙配置。所述主軸刀架為空心結(jié)構(gòu)，壓縮氣體能通過其中心到達(dá)主軸刀刃。所述上端蓋的上表面與力傳感器安裝座連接，所述力傳感器安裝座與所述力傳感器連接，所述力傳感器另一側(cè)與所述主軸刀架連接。所述扭矩測量裝置中的傳感器能測量出所述斜槽刀刃圓周運(yùn)動(dòng)方向上受力大小。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，由于包括主軸刀清理系統(tǒng)、斜槽刀清理系統(tǒng)、炭粒清理系統(tǒng)、浮塵回收系統(tǒng)和力反饋系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)陽極炭碗中填充炭粒的清理工作、并回收清理出的炭粒，具有自動(dòng)化程度高、可控性能好、清理效果良好和效率高的特點(diǎn)，能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資源、改善工作環(huán)境。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)的外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)二維平面剖視圖；圖3為本發(fā)明中殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中內(nèi)部示意圖(沒有刀架和外殼體)；圖5為本發(fā)明中主軸刀傳動(dòng)系統(tǒng)及其該系統(tǒng)中主要零件示意圖；圖fe為本發(fā)明中主軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖恥為本發(fā)明中主軸刀架與主軸刀刃合裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖恥-1為本發(fā)明中主軸刀架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中斜槽刀傳動(dòng)系統(tǒng)及其該系統(tǒng)中主要零件示意圖；圖6a為本發(fā)明中扭矩傳感器安裝座與傳感器合裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6b為本發(fā)明中扭矩傳感器安裝座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6c為本發(fā)明中斜槽刀架與斜槽刀刃合裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明中主軸刀架傳動(dòng)系統(tǒng)和斜槽刀傳動(dòng)系統(tǒng)裝配二維平面圖；圖8為本發(fā)明中軸承端蓋示意圖；圖9為本發(fā)明中第二斜槽刀輸出軸部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明中密封端蓋部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)所要清理的炭塊示意圖。圖中0.炭塊，1.刀架，2.殼體，3.主軸刀傳動(dòng)系統(tǒng)，4.斜槽刀傳動(dòng)系統(tǒng)，5.測力系統(tǒng)(整體刀具在豎直方向上的測力裝置)，6.通氣口，7.密封端蓋，8.鉸鏈板，9.圓錐軸承，10.深溝球軸承，11.吸塵罩，12.軸擋圈；0-1.螺旋形斜槽，0-2.炭碗內(nèi)壁，0-3.炭碗底部，0-4.凸起；1-1.力傳感器安裝板，1-2.刀具裝置安裝板；2-1.上端蓋，2-2.外殼體，2-3.扭矩軸架，2_4.下端蓋，2_5.軸承端蓋；3-1.第一伺服電機(jī)，3-2.減速器I，3-3.法蘭I，3_4.主軸輸入軸，3_5.鍵，3_6. 主軸，3-7.主軸刀架，3-8.主軸刀刃，4.斜槽刀傳動(dòng)系統(tǒng)；4-1.伺服電機(jī)，4-2.減速器，4-3.法蘭，4_4.軸套，4_5.扭轉(zhuǎn)輸入軸，4_6.扭轉(zhuǎn)輸出齒輪，4-7.第一斜槽刀輸出軸，4-8.扭矩傳感器安裝座，4-9.傳感器，4-10.第二斜槽刀輸出軸，4-11.斜槽刀架，4-12.斜槽刀刃；5-1.力傳感器，5-2.力傳感器安裝座；6-1.壓縮氣體進(jìn)口，6-2.負(fù)壓口 ；7-1.扭矩軸密封端蓋，7-2.主軸密封端蓋；9-1.第一圓錐軸承，9-2.第二圓錐軸承，9-3.第三圓錐軸承，9_4.第四圓錐軸承， 9-5.第五圓錐軸承；
10-1.第一球形軸承，10-2.第二球形軸承，10-3.第三球形軸承，10-4.第四球形軸承；12-1.第一主軸套筒，12-2.第二主軸套筒，12-3.第一斜槽刀軸擋圈，12-4.第二斜槽刀軸擋圈；2-2-1.傳感器安裝口 ；2-5-1.軸承端蓋密封槽；3-6-1.鍵槽，3-6-2.螺紋孔，3_6_3.螺紋孔(主軸密封端蓋)，3_6_4.通氣孔， 3-6-5.通氣孔，3-6-6.齒輪；3-7-1.鍵槽，3-7-2.通氣孔，3-7-3.減重孔，3-7-4.楔形缺口 ；4-10-1.迷宮式凹槽；7-1-1.迷宮式凸槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1 至圖11所示通過具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的特殊炭碗清理工具一次性達(dá)到特定的清理效果，具有自動(dòng)化程度高、可控性能好、清理效果良好和效率高的特點(diǎn)。能實(shí)現(xiàn)在較高溫度下對(duì)陽極表面和陽極炭碗中填充炭粒的清理工作、并回收清理出的炭粒，以提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資源、 改善工作環(huán)境。該系統(tǒng)中兩種刀的自由工作，是通過兩個(gè)伺服電機(jī)分別控制主軸刀和斜槽刀，達(dá)到刀具具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。其中內(nèi)層旋轉(zhuǎn)自由度用于為炭碗內(nèi)壁表面和底面清理的主軸刀傳遞動(dòng)力，外層旋轉(zhuǎn)自由度用于為炭碗內(nèi)壁上具有螺旋形狀的斜槽清理的斜槽刀傳遞動(dòng)力。為適應(yīng)高溫作業(yè)環(huán)境，同時(shí)避免浮沉浸入刀具傳動(dòng)系統(tǒng)，還要達(dá)到清理出炭碗中的顆粒，本設(shè)計(jì)采用在旋轉(zhuǎn)軸與殼體處用迷宮式密封，并且壓縮氣體通過殼體。具體包括圓筒狀殼體，所述圓筒狀殼體支撐有主軸刀清理系統(tǒng)，斜槽刀清理系統(tǒng)， 力反饋系統(tǒng)，炭粒清理與浮沉回收系統(tǒng)。所述圓筒狀殼體包括上端蓋，外殼，扭矩軸架，下端蓋和軸承端蓋，殼體作為主支撐件；所述外殼體，其內(nèi)部有一隔層，其殼體上有一窗口，所述窗口位于所述隔層下方，用作安裝斜槽刀清理系統(tǒng)上的傳感器，所述外殼體上端面與上端蓋連接，所述殼體中間層與扭矩軸架連接，所述殼體下端面與下端蓋連接，所述下端蓋另一端面與軸承端蓋連接，所述軸承端蓋，有迷宮式凹槽；所述上端蓋上面連接有兩個(gè)伺服電機(jī)，壓縮氣體通氣口，傳感器和刀架；上端蓋，兩個(gè)傳感器和刀架配置，測量整體刀具在豎直方向受力情況，通過外部控制系統(tǒng)，對(duì)由所述刀架連接的刀具的位置進(jìn)行控制；所述主軸刀清理系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)，齒輪副，主軸刀；所述第一伺服電機(jī)與齒輪副通過鍵連接，所述齒輪副包括主軸輸入軸和主軸，所述主軸輸入軸為主軸輸入齒輪，所述主軸齒輪與所述主軸輸入齒輪配置組成齒輪副，所述主軸另一端與主軸刀通過鍵和螺栓連接；所述主軸，主軸為空心結(jié)構(gòu)，作為壓縮氣體通道，所述主軸一端為壓縮氣體進(jìn)氣口， 靠近進(jìn)氣口一端有主軸齒輪，所述主軸齒輪根部均布?xì)饪?，所述主軸中部(第一斜槽刀軸擋圈、第二斜槽刀軸擋圈之間的縫隙處)均布?xì)饪?，所述氣孔是壓縮氣體的通通道，保持刀具殼體內(nèi)部具有一定壓力，保證刀具殼體內(nèi)部氣流流動(dòng)，所述主軸與主軸刀鍵和螺栓連接， 確保主軸刀相對(duì)主軸靜止；所述主軸刀包括主軸刀架和主軸刀刃，所述主軸刀架為空心結(jié)構(gòu)，作為壓縮氣體的出口，所述主軸刀架上有鍵槽和楔形缺口，所述主軸刀架上圓周均布安裝有兩個(gè)主軸刀刃，所述主軸刀刃為成型刀，可清理炭碗底部凸起部位。所述的斜槽刀清理系統(tǒng)所述第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與扭轉(zhuǎn)輸入軸連接，所述扭轉(zhuǎn)輸入軸為扭轉(zhuǎn)輸入齒輪，其與扭轉(zhuǎn)輸出齒輪配置組成齒輪副，所述扭轉(zhuǎn)輸出齒輪與第一斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述第一斜槽刀輸出軸與扭矩測量裝置連接，所述扭矩測量裝置與第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓與斜槽刀連接；所述第一斜槽刀輸出軸的圓柱形外面有一肋，用于連接扭矩輸出齒輪；所述扭矩測量裝置包括扭矩傳感器安裝座和傳感器，所述扭矩傳感器安裝座面對(duì)面配置，所述傳感器位于兩個(gè)扭矩傳感器安裝座把柄中間，通過螺栓與扭矩傳感器安裝座連接；所述第二斜槽刀輸出軸有一軸肩，所述第二斜槽刀輸出軸一端面設(shè)有迷宮式凹槽；所述斜槽刀，包括斜槽刀支架和斜槽刀刃，所述斜槽刀支架上均布六個(gè)爪，其分別與所述斜槽刀刃通過螺栓連接。所述的刀具殼體、主軸刀清理系統(tǒng)和斜槽刀清理系統(tǒng)整體配置，第一斜槽刀輸出軸兩端分別通過深溝球軸承與所述外殼體隔層和扭矩軸架連接，所述深溝球軸承通過第一斜槽刀軸擋圈、第二斜槽刀軸擋圈固定，所述第二斜槽刀輸出軸外側(cè)兩個(gè)圓錐滾子軸承通過面對(duì)面配置與下端蓋連接，所述第二斜槽刀輸出軸內(nèi)側(cè)通過兩對(duì)并列的深溝球軸承與主軸連接，所述兩對(duì)并列的深溝球軸承通過第一主軸套筒、第二主軸套筒固定，所述主軸靠近軸承一端通過圓錐滾子軸承與上端蓋連接。所述的迷宮式密封密封端蓋端蓋上有迷宮式凸槽，所述密封端蓋包括扭矩軸密封端蓋和主軸密封端蓋；所述扭矩軸密封端蓋與所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述扭矩軸密封端蓋上的迷宮式凸槽與軸承端蓋上迷宮式凹槽間隙配置；所述主軸密封端蓋與所述主軸通過螺栓連接，所述主軸密封端蓋上的迷宮式凸槽與第二斜槽刀輸出軸一端面上迷宮式凹槽間隙配置；由于刀具殼體內(nèi)部氣體有一定的壓力，氣流經(jīng)過所述的兩處迷宮式密封間隙吹到外界環(huán)境，可避免外界環(huán)境中的浮沉侵入殼體，造成原件損壞、降低是使用壽命ο所述的炭粒清理系統(tǒng)和浮沉回收系統(tǒng)所述主軸和主軸刀架都為空心，壓縮氣體可通過其中心，到達(dá)主軸刀刃，能把主軸刀刃和斜槽刀清理掉的顆粒吹出炭碗，所述吸塵罩的負(fù)壓口能把清理時(shí)的浮沉吸走。所述力反饋系統(tǒng)包括刀具上端蓋上力反饋系統(tǒng)和斜槽刀清理系統(tǒng)測力裝置上的扭矩測量系統(tǒng)；所述上端蓋與鉸鏈、傳感器安裝座板通過螺栓連接，所述鉸鏈板與所述刀架通過鉸鏈連接，所述傳感器安裝座與傳感器通過螺栓連接，所述刀具與所述傳感器通過螺栓連接，當(dāng)所述主軸刀在豎直方向受力時(shí)，所述鉸鏈連接處會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上端蓋上力反饋系統(tǒng)中的傳感器會(huì)被壓縮或拉伸，所述的傳感器產(chǎn)生信號(hào)輸送到外部系統(tǒng)；第一斜槽刀輸出軸上連接的所述傳感器安裝座與所述第二斜槽刀輸出軸上連接的所述傳感器安裝座面對(duì)面，中間裝夾著傳感器，所述斜槽刀清理系統(tǒng)在工作工程中，所述斜槽刀受到圓周方向的力，通過第二斜槽刀輸出軸反饋到所述的扭矩測量裝置，傳感器得出數(shù)據(jù)輸出到外部系統(tǒng)。具體實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)與齒輪副通過鍵連接，齒輪副中的主軸與主軸刀通過鍵和螺栓連接，這樣第一伺服電機(jī)把動(dòng)力傳到主軸刀；第二伺服電機(jī)與齒輪副通過軸套和鍵連接，第一斜槽刀輸出軸與扭矩測量裝置連接，扭矩測量裝置又與第二斜槽刀輸出軸連接，第二斜槽刀輸出軸與斜槽刀連接，第二伺服電機(jī)把動(dòng)力傳遞到斜槽刀；刀具殼體、主軸刀清理系統(tǒng)和斜槽刀清理系統(tǒng)通過軸承連接，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)巧妙，傳動(dòng)效果好；刀具在工作時(shí)(通過外部系統(tǒng)，已調(diào)節(jié)好主軸中心與待清理炭碗中心重合，斜槽刀的位置與炭碗內(nèi)壁螺旋形斜槽位置一致)，刀具在下降過程中，主軸刀在安全情況下360°不停地旋轉(zhuǎn)對(duì)炭碗內(nèi)壁和底部進(jìn)行清理，斜槽刀隨斜槽的旋轉(zhuǎn)角度(約15° )旋轉(zhuǎn)，它由外部系統(tǒng)根據(jù)扭矩測量裝置反饋的信號(hào)經(jīng)分析后進(jìn)行控制，避免斜槽刀切到炭塊本體，如斜槽刀刃將要切到炭塊斜槽中的本體，扭矩測量裝置受力，傳感器把測量到的信號(hào)傳送到外部系統(tǒng)，經(jīng)外部系統(tǒng)分析，發(fā)送信號(hào)給伺服電機(jī)調(diào)II，伺服電機(jī)調(diào)II調(diào)整斜槽刀的位置和運(yùn)動(dòng)情況；上端蓋上的力反饋系統(tǒng)把清理過程中的數(shù)據(jù)輸送到外部系統(tǒng)，外部系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定參數(shù)判斷主軸刀是否清理到炭碗底部，如主軸刀到達(dá)炭碗底部，上端蓋上的力傳感器受到的拉力減小、甚至受到壓力，炭碗清理完畢，刀具整體上升，斜槽刀反方向旋轉(zhuǎn)；在整個(gè)刀具清理炭碗過程中，壓縮氣體經(jīng)過主軸中心，從主軸刀吹出來，把炭碗中的炭渣吹出炭碗，負(fù)壓設(shè)備經(jīng)過吸塵罩上的吸塵口把浮沉吸走。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
1.一種鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，包括殼體，所述殼體支撐有主軸刀清理系統(tǒng)、斜槽刀清理系統(tǒng)、炭粒清理系統(tǒng)、浮沉回收系統(tǒng)和力反饋系統(tǒng)；所述殼體包括上端蓋、外殼體、扭矩軸架、下端蓋和軸承端蓋； 所述主軸刀清理系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)、齒輪副、主軸刀； 所述斜槽刀清理系統(tǒng)包括第二伺服電機(jī)、齒輪副、輸出軸、測力裝置、斜槽刀； 所述炭粒清理系統(tǒng)包括主軸，所述主軸為空心結(jié)構(gòu)，上端設(shè)有壓縮氣體進(jìn)氣口，下端設(shè)有出氣口并與主軸刀連接；所述浮沉回收系統(tǒng)包括吸塵罩，所述吸塵罩上有一孔，該孔通過法蘭與外部負(fù)壓設(shè)備連接；所述力反饋系統(tǒng)包括刀具上端蓋上的力反饋裝置和斜槽刀清理系統(tǒng)上的扭矩測量裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體作為整個(gè)刀具系統(tǒng)的主支撐件；所述外殼體的內(nèi)部有一隔層，外殼體上設(shè)有一窗口，所述窗口位于所述隔層下方，所述外殼體的上端面與所述上端蓋連接，所述外殼體的中間層與所述扭矩軸架連接，所述外殼體的下端面與所述下端蓋連接，所述下端蓋的另一端面與所述軸承端蓋連接，所述軸承端蓋設(shè)有迷宮式凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)分別包括伺服電機(jī)編碼器、減速器，所述減速器通過法蘭與所述上端蓋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述第一伺服電機(jī)與齒輪副通過鍵連接，所述齒輪副包括主軸輸入齒輪和主軸齒輪，所述主軸的下端與主軸刀通過鍵和螺栓連接；所述主軸的上端為壓縮氣體進(jìn)氣口，所述主軸齒輪根部均布?xì)饪?，所述主軸中部均布?xì)饪?，所述氣孔是壓縮氣體的出氣口 ；所述主軸刀包括主軸刀架和主軸刀刃，所述主軸刀架為空心結(jié)構(gòu)，作為壓縮氣體的出口，所述主軸刀架上有鍵槽和楔形缺口，所述主軸刀架上圓周均布安裝有兩個(gè)主軸刀刃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述第二伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與扭轉(zhuǎn)輸入軸連接，所述扭轉(zhuǎn)輸入軸設(shè)有扭轉(zhuǎn)輸入齒輪，所述扭轉(zhuǎn)輸入齒輪與扭轉(zhuǎn)輸出齒輪嚙合，所述扭轉(zhuǎn)輸出齒輪與第一斜槽刀輸出軸通過螺栓連接， 所述第一斜槽刀輸出軸與扭矩測量裝置連接，所述扭矩測量裝置與第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓與斜槽刀連接；所述第一斜槽刀輸出軸的圓柱形外面設(shè)有一肋，用于連接所述扭矩輸出齒輪； 所述扭矩測量裝置包括兩個(gè)扭矩傳感器安裝座和傳感器，兩扭矩傳感器安裝座面對(duì)面配置，所述傳感器位于兩個(gè)扭矩傳感器安裝座把柄中間，通過螺栓與所述扭矩傳感器安裝座連接；所述第二斜槽刀輸出軸設(shè)有一軸肩，所述第二斜槽刀輸出軸的一端面設(shè)有迷宮式凹槽；所述斜槽刀包括斜槽刀支架和斜槽刀刃，所述斜槽刀支架上均布六個(gè)爪，其分別與所述斜槽刀刃通過螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述第一斜槽刀輸出軸兩端分別通過深溝球軸承與所述外殼體的隔層和扭矩軸架連接，所述深溝球軸承通過第一斜槽刀軸擋圈、第二斜槽刀軸擋圈固定，所述第二斜槽刀輸出軸外側(cè)通過兩個(gè)面對(duì)面配置的圓錐滾子軸承與下端蓋連接，所述第二斜槽刀輸出軸內(nèi)側(cè)通過兩對(duì)并列的深溝球軸承與主軸連接，所述兩對(duì)并列的深溝球軸承通過第一主軸套筒、第二主軸套筒固定，所述主軸靠近軸承的一端通過圓錐滾子軸承與所述上端蓋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，扭矩軸的密封端蓋和主軸的密封端蓋分別設(shè)有迷宮式凸槽；所述扭矩軸的密封端蓋與所述第二斜槽刀輸出軸通過螺栓連接，所述扭矩軸的密封端蓋上的迷宮式凸槽與軸承端蓋上迷宮式凹槽間隙配置；所述主軸的密封端蓋與所述主軸通過螺栓連接，所述主軸的密封端蓋上的迷宮式凸槽與第二斜槽刀輸出軸一端面上的迷宮式凹槽間隙配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述主軸刀架為空心結(jié)構(gòu)，壓縮氣體能通過其中心到達(dá)主軸刀刃。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述上端蓋的上表面與力傳感器安裝座連接，所述力傳感器安裝座與所述力傳感器連接，所述力傳感器另一側(cè)與所述主軸刀架連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，其特征在于，所述扭矩測量裝置中的傳感器能測量出所述斜槽刀刃圓周運(yùn)動(dòng)方向上受力大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解陽極炭塊炭碗清理裝置刀具系統(tǒng)，包括主軸刀清理系統(tǒng)，用于清理圓柱孔狀炭碗的內(nèi)壁和底面；斜槽刀清理系統(tǒng)，用于清理炭碗內(nèi)壁上的螺旋槽；力反饋系統(tǒng)包括刀具豎直方向受力的反饋?zhàn)酉到y(tǒng)和斜槽刀刃受力的反饋?zhàn)酉到y(tǒng)；炭粒清理與浮塵回收系統(tǒng)包括壓縮氣體通道和安裝在下軸座上的吸塵罩。該系統(tǒng)主要用于清理鋁電解陽極炭塊炭碗的刀具，解決了帶有螺旋形斜槽的圓柱孔清理(加工)，實(shí)現(xiàn)了一次性清理(加工成型)的目的，具有自動(dòng)化程度高，可控性能好，清理速度快的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B08B1/04GK102198448SQ20111005378
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者何廣平, 李士明, 杭祖全, 王利超, 袁俊杰, 黃昔光 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)