一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置的制作方法

本技术涉及电解铝阳极钢爪摩擦焊接，具体为一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置。

背景技术：

1、电解铝工业现使用的结构型阳极钢爪由一个横梁与四个爪头组合而成，阳极钢爪制作工艺目前主要有铸造和手工电弧焊接两种。铸造阳极钢爪由于铸造工艺原因铸件里面存在气孔砂眼等缺陷，在铝电解生产过程中，出现局部电压降值较高，电流损耗较大；手工电弧焊接阳极钢爪制作过程存在焊缝质量不稳定，工人劳动强度大、环境差、效率低等问题，人工成本极高。

2、鉴于以上问题，迫切需要新工艺新方法提高阳极钢爪的导电性能和制作效率从而达到节能降耗目的。

3、惯性摩擦焊接技术一般经常使用在航天领域或石油领域，主要用于焊接截面较小的零件，针对大截面的阳极钢爪摩擦焊接设备规模化生产较少。

4、由于阳极钢爪由直径150mm-200mm的实心圆钢和截面100mm×100mm-200mm×200mm的方钢焊接而成，因此要实现大截面阳极钢爪焊接需要摩擦焊机设备承受大的顶锻力和大惯量。

5、目前结构型阳极钢爪在惯性摩擦焊接过程中，由于爪头外圆为轧制表面，存在有尺寸偏差，易出现夹紧面积小，夹紧力分布不均现象，会造成焊接过程中的振动，影响焊接质量和效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，对阳极钢爪提供均匀的夹紧力，使阳极钢爪夹紧牢固可靠，减小焊接时的振动，提高阳极钢爪摩擦焊接的质量。

2、现有技术的阳极钢爪包括有横梁和爪头，横梁为方钢，爪头为圆钢，爪头设有多个，多个爪头均焊接在横梁底面上，本实用新型一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置包括有夹紧套、卡爪、外套和飞轮，夹紧套外壁包括有外锥段和直筒段，外锥段设在直筒段前端，直筒段远离外锥段的一端设有底面，底面封堵夹紧套后端，夹紧套前端设有内孔ⅰ，内孔ⅰ侧壁上设有多个梯形槽，梯形槽在厚度方向上贯穿内孔ⅰ侧壁，梯形槽前端贯穿夹紧套前端，多个梯形槽以内孔ⅰ轴线为中心圆周均布，外套中心设有内锥孔和直孔，内锥孔设在外套前端，内锥孔和直孔连通，内锥孔和直孔同轴，内锥孔和直孔贯穿外套，夹紧套插接在内锥孔和直孔内，外锥段连接在内锥孔内，直筒段连接在直孔内，外锥段的锥度与内锥孔的锥度相同，飞轮前端设有内孔ⅱ，外套后端连接在飞轮前端面上，直筒段后端伸出直孔并插接在内孔ⅱ内，所述的卡爪设有多个，多个卡爪均连接在内孔ⅰ内壁上，多个卡爪沿内孔ⅰ轴线为中心圆周均布，多个梯形槽与多个卡爪交错设置，每个梯形槽均设在两个卡爪之间，爪头后端夹持在多个卡爪内。

3、进一步的，所述的卡爪包括有直段和扇形凸块，扇形凸块设在直段前端，扇形凸块设在直段外壁上，扇形凸块上设有两个螺栓孔ⅰ，两个螺栓孔ⅰ对称，所述的夹紧套前端设有多个卡爪槽，多个卡爪槽以内孔ⅰ轴线为中心圆周均布，每个卡爪槽底面均设有两个螺孔ⅱ，两个螺孔ⅱ对称，多个卡爪的扇形凸块一一连接在多个卡爪槽内，多个卡爪的直段外壁连接在内孔ⅰ内壁上，每个卡爪的两个螺栓孔ⅰ分别与每个卡爪槽的两个螺孔ⅱ同轴，螺栓孔ⅰ与螺孔ⅱ通过螺钉连接，多个梯形槽与多个卡爪槽交错设置，每个梯形槽均设在两个卡爪槽之间，每个直段内壁均为圆弧，爪头外壁连接在多个直段内壁之间，每个直段内壁上均设有多个v形槽。

4、进一步的，所述的扇形凸块上设有凹槽ⅰ，凹槽ⅰ设在两个螺栓孔ⅰ中间，所述的夹紧套前端设有多个矩形槽，每个矩形槽每个卡爪槽的中间，每个矩形槽底面上均设有螺孔ⅲ，多个矩形槽与多个卡爪的凹槽ⅰ一一对应，每个矩形槽内均连接有连接块，连接块上设有螺栓孔ⅱ，螺栓孔ⅱ与螺孔ⅲ同轴，螺栓孔ⅱ与螺孔ⅲ通过螺钉连接，每个连接块下端均伸出矩形槽，连接块伸出矩形槽的一端连接在一个卡爪的凹槽ⅰ内。

5、进一步的，所述的外套前端设有多个凹槽ⅱ，多个凹槽ⅱ设在内锥孔内壁上，多个凹槽ⅱ沿内锥孔轴线圆周均布，多个凹槽ⅱ与多个矩形槽一一对应，所述的每个连接块上端均伸出矩形槽，连接块伸出矩形槽的一端连接在一个凹槽ⅱ内。

6、进一步的，所述的外套后端圆周均布有多个螺栓孔ⅲ，所述的前端面上圆周均布有多个螺孔ⅳ，多个螺孔ⅳ与多个螺栓孔ⅲ一一同轴，每个螺孔ⅳ与每个螺栓孔ⅲ均用过螺钉连接。

7、进一步的，所述的底面中心设有螺孔ⅰ，螺孔ⅰ与内孔ⅰ同轴，螺孔ⅰ与内孔ⅰ连通，所述的飞轮后端面上设有底孔ⅰ，底孔ⅰ与内孔ⅱ同轴，底孔ⅰ与内孔ⅱ连通，螺孔ⅰ内连接有拉杆，拉杆外壁上设有外螺纹，外螺纹连接在螺孔ⅰ内，拉杆远离螺孔ⅰ的一端连接在底孔ⅰ内。

8、进一步的，所述的内孔ⅰ内连接有顶柱，顶柱底面上设有底孔ⅱ，顶柱后端连接在底面上，爪头后端顶接在顶柱上，拉杆前端连接在底孔ⅱ内。

9、进一步的，所述的直筒段外壁上设有圆弧槽，圆弧槽内连接有减震套，减震套外壁连接在内孔ⅱ内壁上，减震套材料为聚四氟乙烯。

10、进一步的，所述的外锥段的锥度和内锥孔的锥度均为25°-35°。

11、进一步的，所述的螺栓孔ⅰ、螺栓孔ⅱ和螺栓孔ⅲ均为沉孔，螺钉头部沉入在沉孔内部。

12、本实用新型的有益效果是：包括有夹紧套、卡爪、外套和飞轮，夹紧套外壁包括有外锥段和直筒段，外套中心设有内锥孔和直孔，夹紧套插接在内锥孔和直孔内，外锥段连接在内锥孔内，直筒段连接在直孔内，外锥段的锥度与内锥孔的锥度相同，飞轮前端设有内孔ⅱ，外套后端连接在飞轮前端面上，直筒段后端伸出直孔并插接在内孔ⅱ内，多个卡爪均连接在内孔ⅰ内壁上，爪头后端夹持在多个卡爪内；本实用新型能够使阳极钢爪摩擦焊接时爪头夹紧力分布均匀，夹紧牢固可靠，同时减小焊接振动，为完成阳极钢爪的惯性摩擦焊接提供条件，摩擦焊接技术应用在钢爪制作中实现了阳极钢爪的全截面焊接提高了焊缝强度和导电性、实现了焊接的自动化、实现了绿色焊接。

技术特征：

1.一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，阳极钢爪（1）包括有横梁（2）和爪头（3），横梁（2）为方钢，爪头（3）为圆钢，爪头（3）设有多个，多个爪头（3）均焊接在横梁（2）底面上，其特征在于：包括有夹紧套（4）、卡爪（5）、外套（7）和飞轮（8），夹紧套（4）外壁包括有外锥段（401）和直筒段（402），外锥段（401）设在直筒段（402）前端，直筒段（402）远离外锥段（401）的一端设有底面（404），底面（404）封堵夹紧套（4）后端，夹紧套（4）前端设有内孔ⅰ（403），内孔ⅰ（403）侧壁上设有多个梯形槽（405），梯形槽（405）在厚度方向上贯穿内孔ⅰ（403）侧壁，梯形槽（405）前端贯穿夹紧套（4）前端，多个梯形槽（405）以内孔ⅰ（403）轴线为中心圆周均布，外套（7）中心设有内锥孔（701）和直孔（702），内锥孔（701）设在外套（7）前端，内锥孔（701）和直孔（702）连通，内锥孔（701）和直孔（702）同轴，内锥孔（701）和直孔（702）贯穿外套（7），夹紧套（4）插接在内锥孔（701）和直孔（702）内，外锥段（401）连接在内锥孔（701）内，直筒段（402）连接在直孔（702）内，外锥段（401）的锥度与内锥孔（701）的锥度相同，飞轮（8）前端设有内孔ⅱ（801），外套（7）后端连接在飞轮（8）前端面上，直筒段（402）后端伸出直孔（702）并插接在内孔ⅱ（801）内，所述的卡爪（5）设有多个，多个卡爪（5）均连接在内孔ⅰ（403）内壁上，多个卡爪（5）沿内孔ⅰ（403）轴线为中心圆周均布，多个梯形槽（405）与多个卡爪（5）交错设置，每个梯形槽（405）均设在两个卡爪（5）之间，爪头（3）后端夹持在多个卡爪（5）内。

2.根据权利要求1所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的卡爪（5）包括有直段（501）和扇形凸块（502），扇形凸块（502）设在直段（501）前端，扇形凸块（502）设在直段（501）外壁上，扇形凸块（502）上设有两个螺栓孔ⅰ（504），两个螺栓孔ⅰ（504）对称，所述的夹紧套（4）前端设有多个卡爪槽（407），多个卡爪槽（407）以内孔ⅰ（403）轴线为中心圆周均布，每个卡爪槽（407）底面均设有两个螺孔ⅱ（408），两个螺孔ⅱ（408）对称，多个卡爪（5）的扇形凸块（502）一一连接在多个卡爪槽（407）内，多个卡爪（5）的直段（501）外壁连接在内孔ⅰ（403）内壁上，每个卡爪（5）的两个螺栓孔ⅰ（504）分别与每个卡爪槽（407）的两个螺孔ⅱ（408）同轴，螺栓孔ⅰ（504）与螺孔ⅱ（408）通过螺钉连接，多个梯形槽（405）与多个卡爪槽（407）交错设置，每个梯形槽（405）均设在两个卡爪槽（407）之间，每个直段（501）内壁均为圆弧，爪头（3）外壁连接在多个直段（501）内壁之间，每个直段（501）内壁上均设有多个v形槽（505）。

3.根据权利要求2所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的扇形凸块（502）上设有凹槽ⅰ（503），凹槽ⅰ（503）设在两个螺栓孔ⅰ（504）中间，所述的夹紧套（4）前端设有多个矩形槽（409），每个矩形槽（409）每个卡爪槽（407）的中间，每个矩形槽（409）底面上均设有螺孔ⅲ（410），多个矩形槽（409）与多个卡爪（5）的凹槽ⅰ（503）一一对应，每个矩形槽（409）内均连接有连接块（6），连接块（6）上设有螺栓孔ⅱ（601），螺栓孔ⅱ（601）与螺孔ⅲ（410）同轴，螺栓孔ⅱ（601）与螺孔ⅲ（410）通过螺钉连接，每个连接块（6）下端均伸出矩形槽（409），连接块（6）伸出矩形槽（409）的一端连接在一个卡爪（5）的凹槽ⅰ（503）内。

4.根据权利要求3所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的外套（7）前端设有多个凹槽ⅱ（703），多个凹槽ⅱ（703）设在内锥孔（701）内壁上，多个凹槽ⅱ（703）沿内锥孔（701）轴线圆周均布，多个凹槽ⅱ（703）与多个矩形槽（409）一一对应，所述的每个连接块（6）上端均伸出矩形槽（409），连接块（6）伸出矩形槽（409）的一端连接在一个凹槽ⅱ（703）内。

5.根据权利要求4所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的外套（7）后端圆周均布有多个螺栓孔ⅲ（704），所述的前端面上圆周均布有多个螺孔ⅳ（803），多个螺孔ⅳ（803）与多个螺栓孔ⅲ（704）一一同轴，每个螺孔ⅳ（803）与每个螺栓孔ⅲ（704）均用过螺钉连接。

6.根据权利要求5所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的底面（404）中心设有螺孔ⅰ（406），螺孔ⅰ（406）与内孔ⅰ（403）同轴，螺孔ⅰ（406）与内孔ⅰ（403）连通，所述的飞轮（8）后端面上设有底孔ⅰ（802），底孔ⅰ（802）与内孔ⅱ（801）同轴，底孔ⅰ（802）与内孔ⅱ（801）连通，螺孔ⅰ（406）内连接有拉杆（11），拉杆（11）外壁上设有外螺纹（1101），外螺纹（1101）连接在螺孔ⅰ（406）内，拉杆（11）远离螺孔ⅰ（406）的一端连接在底孔ⅰ（802）内。

7.根据权利要求6所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的内孔ⅰ（403）内连接有顶柱（9），顶柱（9）底面上设有底孔ⅱ（901），顶柱（9）后端连接在底面（404）上，爪头（3）后端顶接在顶柱（9）上，拉杆（11）前端连接在底孔ⅱ（901）内。

8.根据权利要求7所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的直筒段（402）外壁上设有圆弧槽（411），圆弧槽（411）内连接有减震套（10），减震套（10）外壁连接在内孔ⅱ（801）内壁上，减震套（10）材料为聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的外锥段（401）的锥度和内锥孔（701）的锥度均为25°-35°。

10.根据权利要求8所述的一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，其特征在于：所述的螺栓孔ⅰ（504）、螺栓孔ⅱ（601）和螺栓孔ⅲ（704）均为沉孔，螺钉头部沉入在沉孔内部。

技术总结本技术涉及电解铝阳极钢爪摩擦焊接技术领域，具体为一种电解铝阳极钢爪摩擦焊机用爪头夹紧装置，夹紧套外壁包括有外锥段和直筒段，外套中心设有内锥孔和直孔，夹紧套插接在内锥孔和直孔内，外锥段连接在内锥孔内，直筒段连接在直孔内，外锥段的锥度与内锥孔的锥度相同，飞轮前端设有内孔Ⅱ，直筒段后端伸出直孔并插接在内孔Ⅱ内，多个卡爪均连接在内孔Ⅰ内壁上，爪头后端夹持在多个卡爪内；本技术能够使阳极钢爪摩擦焊接时爪头夹紧力分布均匀，夹紧牢固可靠，同时减小焊接振动，为完成阳极钢爪的惯性摩擦焊接提供条件，实现了阳极钢爪的全截面焊接，提高了焊缝强度和导电性、实现了焊接的自动化和绿色焊接。技术研发人员：边明茹,程宝军受保护的技术使用者：甘肃酒钢集团西部重工股份有限公司技术研发日：20231031技术公布日：2024/8/5