一种高温钢坯存取转运设备的制作方法

本发明涉及物料转运，具体而言，涉及一种高温钢坯存取转运设备，尤其适用于热处理车间中高温钢坯存取和转运作业。

背景技术：

1、在钢坯热处理车间作业中，涉及从高温炉存取钢坯并在不同工位间转运的连续操作过程。主要环节包括抓取原料钢坯送入高温炉、从炉内抓取高温钢坯、快速转运至下道工序投料口并完成移交。但由于原料存放处、高温炉与投料口不仅分属不同地点，且存取工位的高度相差悬殊，加之炉门狭小、炉温极高，导致作业环境十分苛刻。

2、具体而言，单个钢坯重量约71kg，其平放时外形尺寸约为宽380mm、高154mm，而高温炉门入口尺寸约为宽550mm、高350mm，导致宽度方向上炉门与钢坯单边间隙仅为85mm左右，高度方向间隙为196mm左右，留给设备进出炉膛的操作空间极为有限；再加上高温炉内深度达1300mm，炉膛横截面与入口尺寸相同，进一步限制了可伸入炉内作业的执行机构的外形尺寸。而且，经高温炉加热后的钢坯温度高达1200℃，在从出炉到投料口的转运过程中，钢坯表面温度会因与周围环境的热交换而快速下降。若钢坯温度降至工艺要求温度以下，将直接影响后续轧制或锻造工序的加工质量，导致产品出现内部组织缺陷或表面裂纹；这要求转运设备不仅需要具有较好的耐高温性能和热稳定性，还需具备一定的保温功能，以减少转运过程中的温降，确保钢坯在进入后道工序时仍能满足工艺温度要求。此外，高温炉入口距地面约810mm，而其他工位距地面最大高度达1600mm，且各工位分布不规则，要求转运设备必须具备大范围的高度调节与多方位转向能力。

3、目前，生产现场中主要采取人工手持加长臂钳子的方式完成钢坯存取和转运作业过程。然而，人工手持加长臂钳子进行取料的方式劳动强度大，且存在夹持力不足、钢坯易掉落以及高温辐射伤人等安全风险。为此业界尝试采用自动化设备替代人工操作，但常见的仿生多关节臂机器人，其机械手多为铰接式杠杆结构，涉及杠杆、销轴、油缸、油管等附属控制零件，在深入高温炉内部存取高温钢坯时，高温环境易造成这些零件的损坏，还容易导致复杂机械手结构因热应力产生卡滞，且高温炉入口与钢坯之间过小的间隙限制了机械手的结构设计，易导致其零件强度不足。

4、为此，本领域已有相关技术尝试解决上述问题。例如，现有专利cn119702991a公开了一种连铸机的钩钢机构，其通过中空夹料箱、带齿铲料块及夹料隔板配合气动撑料杆来夹取并支撑钢坯。然而，该方案仍依赖复杂的夹取和气动顶撑结构，在1200℃的极高温和狭小间隙的炉膛内工作时，气动伸缩杆及夹紧机构极易因高温热应力卡滞而失效，且其无法满足一次性推送多个钢坯的高效需求。

5、又如，现有专利cn120232272a公开了一种热轧前用推钢装置，其采用液压缸驱动带有内部隔板的推板推送钢坯。尽管该方案带有隔板，但其隔板仅用于分割推板内部的降温空间，无法对钢坯形成物理隔断约束，推板推料入炉后无法在转运过程中锁定钢坯防止掉落；同时，该装置为固定式结构，无法在不同工位之间移动，难以适应高度悬殊且地点设置不规则的工位转运需求。

6、为了解决工位高度和方位变化的问题，现有专利cn220591468u公开了一种多车轮升降回转运输车，其通过剪式升降装置和回转v型槽实现了物料的升降与回转。但该方案仅依靠v型槽进行托举，无法深入高温炉内部进行存取作业，更无法应对炉门极小间隙下一次抓取多个钢坯的工况，且缺乏针对重载大悬臂推出时的防掉落锁定和防翻倒设计。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种高温钢坯存取转运设备，以解决现有技术中存在的以下技术问题：

2、（1）因采用夹持式机械手或人工操作，导致高温狭小空间内钢坯存取困难、转运过程中钢坯易掉落的问题；

3、（2）现有设备难以适应多工位高度和方位变化、无法深入炉膛安全高效地实现多根钢坯的批量存取与转运，作业效率低的问题；

4、（3）高温钢坯从炉内取出后，在转运过程中热量散失过快、温度下降显著，从而影响后续轧制或锻造工序加工质量的问题。

5、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

6、本发明公开了一种高温钢坯存取转运设备，包括转运车、备料台和滑架；

7、转运车设置于滑架上，其包括：

8、行走装置，用于驱动转运车沿滑架移动；

9、升降转向装置，嵌套于行走装置内，其上方设置的回转部穿出行走装置与送取料装置连接，能够带动送取料装置升降及水平回转；

10、送取料装置，用于批量存取和转运钢坯；

11、备料台上设有定位件，能够将多个钢坯按预设间距定位摆放；

12、滑架上设有防翻组件，其能够和行走装置配合防止转运车倾覆。

13、可选的，送取料装置包括托料架、推料臂和推料传动机构，推料臂设置在托料架上，其一端设有推料箱；推料箱内部分隔成多个容纳腔，每个容纳腔用于容纳一个钢坯；且推料箱能够与托料架配合，形成周向封闭的容纳空间；推料传动机构与推料臂传动连接，用于驱动推料臂相对于托料架进行直线往复运动。

14、可选的，推料箱的下端敞口，其内部通过隔断件分隔为多个独立的容纳腔，每个容纳腔的尺寸与单个钢坯相适配，能够使送取料装置一次转运多个钢坯。

15、可选的，推料传动机构上还设有第一锁定结构，驱动源断开动力输入后，第一锁定结构能够锁定推料臂，保持其位置固定。

16、可选的，推料传动机构设置于托料架上远离推料箱的另一端，还包括驱动源以及和驱动源连接的传动组件；传动组件包括主动传动件和从动配合件，驱动源及主动传动件设置于托料架上，从动配合件设置在推料臂上，驱动源能够驱动主动传动件和从动配合件传动配合，使推料臂相对于托料架往复移动。

17、可选的，推料臂上设有导引件，托料架上设有导向件，导引件能够和导向件配合，使推料臂沿导向件相对于托料架进行直线往复运动；托料架上还设有行程限位件，其能够和导引件配合，限定推料臂直线往复运动时的行程极限位置。

18、可选的，升降转向装置包括固定基座、回转支承和回转驱动件；回转支承设置于固定基座上，其安装部与固定基座连接，其回转部与送取料装置连接，回转驱动件与回转支承传动连接，用于驱动回转支承带动送取料装置水平回转。

19、可选的，行走装置包括机架本体、车架本体、行走动力源和行走轮组；机架本体套设于车架本体内，其内部设有升降驱动组件；升降驱动组件的固定部与车架本体连接，其活动部与回转支承的安装部连接；行走轮组设置于车架本体上，能够与滑架上的行走配合结构配合；行走动力源用于驱动行走轮组，以带动转运车沿滑架移动。。

20、可选的，升降转向装置与行走装置之间设有导向结构，升降驱动组件活动部竖向伸缩时能够带动机架本体升降，使升降转向装置沿导向结构相对于行走装置进行升降。

21、可选的，滑架包括用于支撑行走轮组的行走轨道和用于与行走轮组啮合传动的行走齿条；且滑架上设置的防翻组件能够与行走轮组中的支承轮配合，限制行走装置的竖向位移。

22、可选的，备料台设置于滑架旁侧，定位件活动安装于备料台上且具有多个定位部，且定位件能够在定位状态与避让状态之间切换；当其处于定位状态时，定位部用于将多个钢坯按预定间距定位摆放于备料台上；当其处于避让状态时，定位件转离平台，以使推料臂能够一次取走钢坯。

23、可选的，高温钢坯存取转运设备还包括管线约束组件，管线约束组件设置于滑架与转运车之间，其一端与滑架连接，另一端与转运车连接，用于约束转运车的管线。

24、相对于现有技术，本发明所述的一种高温钢坯存取转运设备具有以下优势：

25、（1）本发明的高温钢坯存取转运设备中，其核心取料执行机构为简洁的推料臂与托料架配合结构，替代了复杂的铰接式机械手，无需携带液压管路或铰接附件深入炉内，能够有效避免高温热应力卡滞和零件强度不足的问题；且其整体结构紧凑、占用空间小，能够满足高温炉门入口尺寸小、炉腔深度大、炉内温度高达1200℃的苛刻工况。

26、（2）本发明的高温钢坯存取转运设备通过推料臂前端下方敞口的推料箱及其内部隔板形成的独立隔断结构，在推送和收回过程中对多根钢坯形成物理分隔与约束，配合推料传动机构的自锁功能，能够在转运全过程中可靠锁定钢坯位置，有效消除了高温钢坯掉落的安全隐患。

27、（3）本发明的高温钢坯存取转运设备通过推料箱内部隔板将多个钢坯同时分隔并推送，实现了一次操作完成多根钢坯的批量存取与转运，大幅提高了热处理车间的生产效率，满足了规模化连续生产作业的需求。

28、（4）本发明的高温钢坯存取转运设备在转运钢坯的过程中，能够通过推料箱与托料架的托料箱共同围合成相对封闭的箱型容纳空间，高温钢坯被完全容纳于其中并与外界空气有效隔离，能够显著减缓钢坯表面的热辐射散热和对流散热速率，从而在转运过程中对高温钢坯起到保温作用，减少钢坯从出炉到投料口之间的温降，保证钢坯进入后道工序时仍能满足轧制或锻造等后续加工的工艺温度要求，避免因温降过快导致的加工质量缺陷。

29、（5）本发明的高温钢坯存取转运设备通过将行走装置、升降转向装置与送取料装置集成为一体，实现了设备在多个分散工位之间的自主移动，以及对不同高度和方位工位的灵活适应，无需依赖外部转移设备或人工干预即可完成从备料、入炉、出炉到投料的全流程作业。

30、（6）本发明的高温钢坯存取转运设备在滑架上设置了防撬板，当推料臂携带多根钢坯以重载大悬臂状态伸出时，防撬板能够压靠在转运车的支承轮上方，通过约束支承轮的垂向位移，有效限制转运车车体发生翘起或倾覆趋势，从而防止设备在重载大悬臂工况下发生倾翻，保证了设备在高负载、长伸出行程作业时的整体稳定性和安全性。

31、（7）本发明的高温钢坯存取转运设备中，送取料装置的推料传动机构及线缆均设置于托料架的后端，远离高温炉的炉口区域，且行走装置及升降转向装置的驱动部件及管线均设置于滑架远离高温炉的一侧，使得设备在靠近高温炉作业时，各动力源、传动机构及线缆均避开高温辐射区域，有效降低了高温热辐射对驱动元件和管线的影响。。