摘? 要：針對目前電解鋁企業(yè)鋁錠裝卸生產線中的鋁錠夾具要求，設計了一種新型鋁錠夾鉗，本設計所要解決的技術問題是提供一種鋁錠夾鉗，采用反向夾鉗及四連桿原理，通過起重機的外力輔助，就可實現(xiàn)鋁錠垛的夾持，且夾持可靠穩(wěn)定，動作靈活，吊運安全可靠。開閉器采用高強度耐磨的合金鋼制造，使用壽命長。

關鍵詞：鋁錠垛;鋁錠夾鉗;反剪臂;旋轉軸

中圖分類號：TP241? ? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）23-0100-03

Abstract： According to the requirements of aluminum ingot clamp in aluminum ingot loading and unloading production line of electrolytic aluminum enterprise， a new type of aluminum ingot clamp is designed. The technical problem to be solved in this design is to provide an aluminum ingot clamp， which adopts reverse clamp and four-link principle. With the help of the external force of the crane， the clamping of the aluminum ingot stack can be realized， and the clamping is reliable and stable， the action is flexible， and the lifting is safe and reliable. The opening and closing device is made of high strength and wear-resistant alloy steel with long service life.

Keywords： aluminum ingot stack; aluminum ingot clamp; reverse shearing arm; rotation axis

1 鋁錠裝卸現(xiàn)狀及問題

重熔用鋁錠成品為11層54塊規(guī)格為20±2kg的單塊鋁錠堆垛而成，并采用鍍鋅鋼帶，呈井字型捆扎、固定。在鋁錠轉運過程中，傳統(tǒng)方式是由地面司索工人工利用吊鉤吊具，鉤掛住鋁錠垛最上層鋁錠邊緣，再通過起重機起吊完成裝、卸車作業(yè)。該模式存在3個問題：

一是由于僅鉤掛上層鋁錠，起吊過程中，鋁錠打包鋼帶將承受剩余50塊鋁錠重量，且起吊動作瞬間重量將超過鋁錠重量數倍，極易造成打包鋼帶斷裂而導致鋁錠垛散捆，對地面人員、設備設施存在較大的安全威脅;二是利用吊鏈裝卸鋁錠，地面至少需2名司索工配合起重機作業(yè)，勞動效率低，且由于散捆隱患的存在，地面作業(yè)人員越多風險越大;三是吊鏈裝、卸的鋁錠整齊度較低，裝車后需要再調整位置，如出現(xiàn)散捆，需重新對鋁錠進行打捆，屬重復作業(yè)，作業(yè)效率較低。

針對現(xiàn)有技術的不足，本設計所要解決的技術問題是提供一種鋁錠夾鉗，采用反向夾鉗及四連桿原理，通過起重機的外力輔助，就可實現(xiàn)鋁錠垛的夾持，且夾持可靠穩(wěn)定，動作靈活，吊運安全可靠。開閉器采用高強度耐磨的合金鋼制造，使用壽命長。

2 解決其技術問題采用的技術方案

該夾鉗包括起吊機構、自動轉鎖式啟閉機構、夾體機構、加強筋，起吊機構下部固定有自動轉鎖式啟閉機構，兩個夾體機構分別設置在起吊機構的兩端，且彼此平行，兩個夾體機構均與起吊機構軸連接，兩個夾體機構之間設置至少兩個加強筋，且加強筋的兩端分別于兩個夾體機構固定連接，夾體機構兩側分別以A和B來表示。包括鉸接桿A、鉸接桿B、反剪臂A、反剪臂B、傳動臂A、傳動臂B、鉗臂A、鉗臂B、支板，鉸接桿A的一端和鉸接桿B的一端同時與起吊機構軸連接連接，鉸接桿A和鉸接桿B對稱設置在起吊機構左右兩側，鉸接桿A的另一端與反剪臂A軸連接，鉸接桿B的另一端與反剪臂B軸連接，反剪臂A和反剪臂B相互交叉，反剪臂A的另一端先與支板的一端軸連接，然后再向下延伸一段后與傳動臂A軸連接，鉗臂A包括動力端和夾鉗端，動力端向下彎折延伸為夾鉗端，動力端的上部與支板軸連接，動力端的下部與傳動臂A的另一端軸連接，反剪臂B的另一端先與支板的另一端軸連接，然后再向下延伸一段后與傳動臂B軸連接，鉗臂B包括動力端和夾鉗端，動力端向下彎折延伸為夾鉗端，動力端的上部與支板軸連接，動力端的下部與傳動臂B的另一端軸連接，起吊機構帶動鉸接桿A和鉸接桿B向上運動，即帶動反剪臂A和反剪臂B的一端向上運動，反剪臂A的另一端帶動傳動臂A向內運動，傳動臂A帶動鉗臂A向內夾合，反剪臂B的另一端帶動傳動臂B向內運動，傳動臂B帶動鉗臂B向內夾合。

所述自動轉鎖式啟閉機構包括啟閉機、旋轉軸和卡槽板，啟閉機設置在起吊機構內，旋轉軸位于起吊機構下部，啟閉機與旋轉軸通過銷軸形成線接觸，旋轉銷的另一端是形狀為T形鉤的自由端，啟閉機驅動旋轉銷每次旋轉90度，固定在支板上的卡槽板上設置有長行貫穿槽，貫穿槽與旋轉銷自由端的形狀相匹配，自由端穿過貫穿槽后，啟閉機驅動旋轉銷90度旋轉，T形鉤狀的自由端與卡槽板鎖合。

所述反剪臂A包括水平段、延伸段和轉角段，鉸接桿A與水平段的一端軸連接，水平段另一端向下鈍角彎折延伸為延伸段，延伸段的末端與支板軸連接，延伸段的末端向下銳角彎折延伸為轉角段，轉角段的末端與傳動臂軸連接;所述反剪臂B包括水平段、延伸段和轉角段，鉸接桿B與水平段的一端軸連接，水平段另一端向下鈍角彎折延伸為延伸段，延伸段的末端與支板軸連接，延伸段的末端向下銳角彎折延伸為轉角段，轉角段的末端與傳動臂軸連接。

還包括防滑鋼墊A、防滑鋼墊B、加強筋板A和加強筋板B，加強筋板A的一端與一個夾體機構的鉗臂A夾鉗端側壁固定連接，且加強筋板的另一端與另一個夾體機構的鉗臂A夾鉗端側壁固定連接，防滑鋼墊A與加強筋板A內側固定連接;加強筋板B的一端與一個夾體機構的鉗臂A夾鉗端側壁固定連接，且加強筋板的另一端與另一個夾體機構的鉗臂A夾鉗端側壁固定連接，防滑鋼墊B與加強筋板B內側固定連接。

還包括主把手和側把手，兩個主把手固定安裝在支板表面，鉗臂A的夾鉗端與支板同一側的一面固定安裝側把手，鉗臂B的夾鉗端與支板同一側的一面固定安裝側把手。

所述起吊機構包括穿孔板、箱體，自動轉鎖式啟閉機構設置在箱體中，箱體的上部固定有穿孔板，穿孔板上設置有兩個并排的安裝孔，穿孔板與夾體機構所在平面相互垂直。

3 鋁錠夾鉗設計原理

該鋁錠夾鉗，從根本上解決了鋁錠垛在裝卸過程中散捆的問題，有效降低了安全風險;在利用鋁錠夾鉗作業(yè)時，地面只需一名司索工協(xié)助天車工調整夾鉗位置，降低了人力成本，也進一步降低了安全風險;因鋼帶斷裂導致鋁錠散捆的情況杜絕后，消除了重復打捆的作業(yè)需求，且由于鋁錠夾鉗為剛性夾取，裝、卸過程中不會造成鋁錠垛錯位，故裝車后碼垛整齊劃一，消除了二次調整碼垛作業(yè)，有效提高了勞動效率。

具體實施方式結合本設計圖，對技術方案做進一步的詳細闡述。

圖1所示，該夾鉗包括起吊機構10、自動轉鎖式啟閉機構20、夾體機構30、加強筋、防滑膠墊A40、防滑膠墊B、加強筋板A50、加強筋板B、主把手60和側把手70。

參起吊機構10包括穿孔板11、箱體12，自動轉鎖式啟閉機構20設置在箱體12中，箱體12的上部固定有穿孔板11，穿孔板11上設置有兩個并排的安裝孔，穿孔板11與夾體機構30所在平面相互垂直。按圖2所示，自動轉鎖式啟閉機構20包括啟閉機、旋轉軸21和卡槽板22，啟閉機設置在起吊機構10內，旋轉軸21位于起吊機構10下部，啟閉機與旋轉軸21一端連接，旋轉軸21的另一端是形狀為T形鉤的自由端，啟閉機驅動旋轉軸21每次旋轉90度，固定在支板39上的卡槽板22上設置有貫穿槽，貫穿槽與旋轉銷21自由端的形狀相匹配，自由端穿過貫穿槽后，啟閉機驅動旋轉軸21呈90度旋轉，旋轉軸21與卡槽板22鎖合。

兩個夾體機構30分別設置在起吊機構10的兩端，且彼此平行，兩個夾體機構30均與起吊機構10軸連接，兩個夾體機構30之間設置至少兩個加強筋，且加強筋的兩端分別于兩個夾體機構30固定連接，夾體機構30包括鉸接桿A31、鉸接桿B32、反剪臂A33、反剪臂B34、傳動臂A35、傳動臂B36、鉗臂A37、鉗臂B38、支板39，鉸接桿A31的一端和鉸接桿B32的一端同時與起吊機構10軸連接連接，鉸接桿A31和鉸接桿B32對稱設置在起吊機構10左右兩側，鉸接桿A31的另一端與反剪臂A33軸連接，鉸接桿B32的另一端與反剪臂B34軸連接，反剪臂A33和反剪臂B34相互交叉，反剪臂A33包括水平段、延伸段和轉角段，鉸接桿A31與水平段的一端軸連接，水平段另一端向下鈍角彎折延伸為延伸段，延伸段的末端與支板39軸連接，延伸段的末端向下銳角彎折延伸為轉角段，轉角段的末端與傳動臂軸連接，鉗臂A37包括動力端370和夾鉗端371，動力端370向下彎折延伸為夾鉗端371，動力端370的上部與支板39軸連接，動力端370的下部與傳動臂A35的另一端軸連接，反剪臂B34包括水平段、延伸段和轉角段，鉸接桿B32與水平段的一端軸連接，水平段另一端向下鈍角彎折延伸為延伸段，延伸段的末端與支板39軸連接，延伸段的末端向下銳角彎折延伸為轉角段，轉角段的末端與傳動臂軸連接，鉗臂B38包括動力端370和夾鉗端371，動力端370向下彎折延伸為夾鉗端371，動力端370的上部與支板39軸連接，動力端370的下部與傳動臂B36的另一端軸連接。

加強筋板A50的一端與一個夾體機構30的鉗臂A37夾鉗端371側壁固定連接，且加強筋板的另一端與另一個夾體機構30的鉗臂A37夾鉗端371側壁固定連接，防滑鋼墊A40與加強筋板A50內側固定連接;加強筋板B的一端與一個夾體機構30的鉗臂A37夾鉗端371側壁固定連接，且加強筋板的另一端與另一個夾體機構30的鉗臂A37夾鉗端371側壁固定連接，防滑鋼墊B與加強筋板B內側固定連接。

兩個主把手60固定安裝在支板39表面，鉗臂A37的夾鉗端371與支板39同一側的一面固定安裝側把手70，鉗臂B38的夾鉗端371與支板39同一側的一面固定安裝側把手70。

起吊機構10帶動鉸接桿A31和鉸接桿B32向上運動，即帶動反剪臂A33和反剪臂B34的一端向上運動，反剪臂A33的另一端帶動傳動臂A35向內運動，傳動臂A35帶動鉗臂A37向內夾合，反剪臂B34的另一端帶動傳動臂B36向內運動，傳動臂B36帶動鉗臂B38向內夾合。

4 鋁錠夾鉗的實踐應用及推廣

該鋁錠夾鉗從根本上解決了鋁錠垛在裝卸過程中散捆的問題，有效降低了安全風險;在利用鋁錠夾鉗作業(yè)時，地面只需一名司索工協(xié)助天車工調整夾鉗位置，降低了人力成本，也進一步降低了安全風險;因鋼帶斷裂導致鋁錠散捆的情況杜絕后，消除了重復打捆的作業(yè)需求，且由于鋁錠夾鉗為剛性夾取，裝、卸過程中不會造成鋁錠垛錯位，故裝車后碼垛整齊劃一，消除了二次調整碼垛作業(yè)，有效提高了勞動效率。

該鋁錠夾鉗已于2017年10月份在國家電投寧夏能源鋁業(yè)集團公司寧東鋁業(yè)分公司投入使用至今，取得良好的經濟效益和安全效益，減少了用工人數，提高轉運效率，每年節(jié)約費用約15萬元，至今使用未再發(fā)生鋁錠墜落散捆現(xiàn)象。同時該鋁錠夾鉗推廣使用于國家電投其它鋁業(yè)分公司。

參考文獻：

[1]喬榮來.一種新型鋁錠夾鉗[P].實用新型專利：201721252660.4，2017-9-27.

[2]馬占義，芮執(zhí)元.一種新型鋁錠碼垛機械手的研究設計[J].新技術新工藝，2009（8）：22.