摘要：对于电解多功能天车来说，扭拔机构是非常重要和关键的部分，其主要作用就是完成自动阳极的更换作业。扭拔机构主要由阳极提升、卡具开闭、拧头升降等机构组成。本文深入探索并介绍了铝电解多功能天车扭拔机构对位系统的缺陷，针对不同的缺陷，提出了具有针对性的改进措施，取得了良好的系统优化效果。
关键词：铝电解；多功能天车；扭拔机构；对位系统；问题；改进
对于电解多功能天车来说，扭拔机构的存在可以实现阳极的自动更换作业，其主要是由阳极提升、拧头升降、卡具开闭等机构构成。本文涉及某电解分厂有10台低位多功能天车，为了代替传统的人工换级作业，在每台多功能天车上都安置了一台扭拔机构。扭拔机构在更换阳极的时候，会先用阳极卡具钩住阳极，然后缓慢的释放拧头升降机构。拧头升降机构中存在卡板，机构在下降的过程总，卡板会将卡具轴卡住，这时，拧头正好位于小盒卡具螺栓上部。启动拧头开关，系统就会自动的完成阳极卡具螺栓的拧紧或者松开，进一步实现阳极的更换工作。
1.铝电解多功能天车概述
1.1天车简介
铝电解多功能天车，也被称为铝电解多功能机组，其在预焙阳极铝电解生产的过程中，具有至关重要的作用，比如铝电解槽开展作业过程中的机械调运、打壳、出铝以及捞渣等工作的开展都离不开多功能天车，铝电解多功能天车因为自动化配置程度较高，另外环境适应能力极强，所以其在铝电解工作中的应用，极大程度的提高了铝电解工作效率的同时，有效降低了人工作业难度和劳动强度，节省了作业成本，提高了我国铝生产能力。尤其是最近几年，我国金属铝行业的发展十分迅速，国内的铝电解多功能天车的制造水平也在不断提高，铝生产技术水平取得了重大的突破。但是和其他发达国家相比，我国的铝电解多功能天车的使用性能以及制造水平仍然较为地下，需要研究人员不断的研究和改进。
1.2天车的主要功能
对于大型顶焙阳极铝电解生产过程来说，电解多功能天车属于辅助设备，该设备可以适应复杂的工作环境，满足较高的铝生产要求，在铝电解生产过程中，多功能天车具有以下功能：
（1）打壳功能：可以将电解质结壳打开，更加快速和便捷的完成残极碳块的更换；（2）加下料功能：在天车系统中存在加料系统，该系统主要分为两种形式：手动控制以及自动控制，不敢应用哪种形式的系统为电解多功能天车料箱进行加料时，都是通过下料装置向电解质页面添加氧化铝；（3）在天车系统中，清渣装置的主要作用是快速的清理结壳电解质以及阳极坑内的残极散块，为后续的更新阳极打好基础；（4）出铝：吊运并计量，实施打印；（5）将浮渣以及电解质沉淀彻底的清理干净；（6）提升阳极母线：通过对母线的吊运完成阳极母线的提升；（7）设置通道报警装置；（8）安装电解槽上部结构，下部槽壳以及其他零星部件。
1.3多功能天车管理在电解生产中的重要性
随着我国铝生产行业的快速发展，在开展铝电解生产过程中，天车的管理工作越来越重要，近年来，越来越多的企业开始意识到这个问题。在现代化的铝电解行业生产过程中，多功能天车的运行水平可以直接决定企业的铝生产质量和规律，作为铝生产企业，想要扩大经营规模，不仅需要购置高质量的天车，还需要具备良好的天车管理能力。因为即使具备质量再好的天车，如果天车管理水平较低，那么天车的性能也不能被充分的发挥出来，管理不当还可能导致天车提前报废，生产中断，使得铝生产企业的运营成本大增，不流于铝生产企业和谐健康的发展。
2.换极扭拔机构的组成及设计要点
2.1换极扭拔机构的组成
换极扭拔机构主要由扭头组件、前后护板、左右夹板、左右连杆、拔极导杆、拔极升降油缸、夹板开闭油缸、扭头组件吊座等组成。
拔极工作的完成需要拔极升降油缸驱动、左右夹板以及扭头组件的相互配合才能得以完成，通过控制夹板开闭可以完成铝导杆的夹持活松开操作，通过升降油缸驱动搬手等部件，在扭头马达的驱动作用下，就可以完成扭头工作。
2.2设计要点
在传统的天车换极扭拔机构中，导向套与花键导向轴尽仅仅可以用传递扭头所需的扭矩。在目前的扭头组件中，导向套与花键导向轴具有两个作用：提供扭头扭转的扭矩；为搬手升降提供导向作用。证明本天车换机扭拔机构结构更为简单。
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应用大母线上的夹具将铝导杆固定加紧，首先需要将两个夹具仅仅的固定住，在工作过程中保证两个夹具同时夹紧或松开，这也就决定了两套扳手的上升过程和下降过程是同步进行的，应用同一个油缸对两套搬手的升降进行驱动，不仅可以满足实际同步的需求，还极大程度的简化的设备和机构，加有效降低了制作和维护的成本。
应用导向套与花键导向轴实现搬手的升降，当两件花键导向轴上下运动时，往往会对平行度具有较高的要求，因此，在设计结构的过程中，必须严格控制马达、连接座以及固定座之间的距离误差，保证花键导向轴可以自如的完成上下运动，不会出现任何的卡阻现象，另外，为了更好的适应马达安装座安装孔、连接座以及固定座的距离差距误差，应该将万向联轴器，导向套等安装在空心导套与扭头马达之间。
因为应用两个固定的夹具对铝导杆进行夹紧，所以电解槽夹具的间距可能或多或少都会存在一定的误差，为了更好的适应这种误差，可以将万向联轴器安装在花键导向轴与搬手之间。
3.电解多功能天车扭拔机构对位系统存在的问题及改进
3.1存在问题
在开展阳极更换作业的过程中，经常会发现天车拧头机构的对位系统存在精度不够的现象，如果卡板卡住小盒卡具轴后，那么就可能会出现拧头对位不准确或者拧头座冲挤变形的问题。这些问题的产生都会对扭拔装置的正常应用产生巨大的影响，甚至在实际工作中，有的企业因为拧头出现故障或者拧头对位不够精准，放弃使用扭拔机构，改用人工结合副钩换极，降低了新设备的应用效率。
3.2问题分析
通过对整套扭拔对位系统进行分析，发现拧头结构存在以下问题：
（1）几乎所有的存在变形的拧头座的扭拔机构内部，都有立筋板变形的现象，这说明扭拔结构中的立筋板强度存在问题。
（2）几乎所有的存在变形的拧头座的扭拔机构内部，连接板也发生了变形，说明扭拔结构中中的连接板同样存在强度不够的问题。
（3）卡板缺乏定位装置，正是因为定位无法进行，导致拧头定位不够精准。
3.3改进
（1）如果卡板和小盒卡具发生了相互的碰撞，就会容易出现变形的问题，调整拧头座筋板厚度，比如可以适当的增加2mm，就可以明显提高这结构整体的抗弯强度。
（2）如果连接板强度不足，为了提高连接板的整体强度，需要在连接板增加设置加强筋。
（3）在整体系统中可以增加设置一套由定位螺栓和安装板构成的定位装置，将该装置安装在卡板两侧。将安装板焊接在连接板上，其上有两个定位螺栓。通过对定位螺栓进行调节，可以对卡板的转动角度进行调整，有效的控制卡板的转动，提高定位的精准度。
4.结语
综述所述，经过对传统的扭拔天车进行改进后，扭拔机构的对位准确率得到了大幅度的提升。基本可以实现完全应用扭拔机构更换阳极，另外阳极更换的时间有效降低，工作人员的工作强度和工作难度都得到了明显的降低，使得铝生产的效率得到了显著的提升。另外，阳极更换时间缩短，电解槽热能损失也有效降低了，保证了铝生产企业的经济收益。
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个人简介：兰海荣（1989-），男（壮族），广西河池人，助理工程师，主要从事铝电解多功能天车维护保养工作。
论文作者:兰海荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：天车论文; 多功能论文; 阳极论文; 机构论文; 铝电解论文; 卡具论文; 导向论文; 《基层建设》2019年第32期论文;