铝电解多功能机组20t出铝小车起升机构设计计算_李福俊

铝电解多功能天车双速起重电动机控制方式的研究与改进摘要本文结合中孚实业股份有限公司铝业一分公司铝电解多功能天车DEMAG电葫芦应用和维修的生产实践，分析了双速电动机的运行过程中的各种数据，通过对其控制方式的优化与改进，提高了各控制元件和电机的性能与寿命，达到了改善双速电机运行可靠性和安全性的效果，并取得了良好的经济效益。

关键词双速电动机；控制方式；制动；软件化0 引言中孚实业股份有限公司铝业一分公司多功能天车出铝钩和附钩所使用升降设备为进口DEMAG电动葫芦，该电动葫芦采用双速电动机实现钩升降速度的快慢切换与快速制动，具有结构先进，性能优异，控制独立等优点。

但由于其控制系统的复杂性也使其在运行过程中出现了许多问题，比如，控制方式精度低，控制元件寿命等。

这样不仅对其性能受到了很大的影响，也增加了设备的维护成本，对其控制方式的改进将产生良好的经济效益。

1 改造前双速电动机控制方式和分析1.1 DEMAG电葫芦双速电动机需要实现的动作和控制顺序正向慢速转动；正向快速转动；反向慢速转动；反向快速转动；快速制动。

1）正向启动→绳盘制动器打开→延时2秒→电机正向慢速转动→加速→正向快速转动→停止→正向慢速转动→电机停止运行→电机锥形制动器制动→停止→延时2秒→绳盘制动器闭合；2）反向启动→绳盘制动器打开→延时2秒→电机反向慢速转动→加速→反向快速转动→停止→反向慢速转动→电机停止运行→电机锥形制动器制动→停止→延时2秒→绳盘制动器闭合；3）4个动作有3个输入控制，中间有一逻辑分析器转换；4）升盘制动器属于棘轮构造，出现溜钩时，绳盘制动器会卡死制动。

当绳盘制动器卡死后，绳盘制动器卡死限位动作，电机只能上升不能进行下降动作，需要先进行上升后，方能在进行下降动作。

1.2 双速电动机控制方式DEMAG电动葫芦的双速电动机采用独立时序控制。

延时部分主要用于控制绳盘制动器的提前打开和延后闭合，由空气阻尼式延时继电器来实现。

1 引言1.1 塔式起重机特点说明塔式起重机是一种塔身竖立、起重臂回转的起重机械。

在工业与民用建筑施工中塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。

在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。

由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧地减少。

因此，塔式起重机在高层工业与民用建筑施工的使用中一直处于领先地位。

应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。

同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点：1)起升高度和工作幅度较大，起重力矩大；2)工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能；3)要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地之需要1.2 塔式起重机发展及机构介绍塔式起重机是在第二次世界大站后才真正获得发展的，战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程最迫切需要大量性能良好的塔式起重机。

在我国，塔式起重机的生产与应用已有40多年的历史，经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。

塔式起重机不论其技术性能还是构造上有什么差异，总可以将其分解为金属结构、工作机构和驱动控制系统三个部分。

金属结构是塔式起重机的骨架，它承受着起重机自重以及作业时的各种外载荷，是塔式起重机的主要组成部分，由塔身、塔头或塔帽、起重臂架、平衡臂架、回装支撑架、底架、台车架等主要部件组成，其重量通常占整机重量的一半以上。

工作机构是为实现塔式起重机不同的机械运动要求而设置的各种机械部分的总称。

QTZ400塔式起重机的工作机构有起升机构、变幅机构、回转机构和顶升机构等。

其各机构功能：起升机构主要实现物品的上升与下降；变幅机构改变吊钩的幅度位置；回转机构使起重臂架作3600的回转，改变吊钩在工作平面内的位置；顶升机构使塔机的回转部分升降，从而改变塔式起重机的工作高度。

新型通用型铝电解多功能机组的设计研发身份证：******************摘要：随着经济社会的发展和能源的日益减少，全社会逐渐形成了节能环保的发展理念，铝电解生产行业相较于其他行业能耗更高、污染更重，越来越多的工作人员开始思考如何实现铝电解生产过程的节能发展。

针对当前铝行业的发展需求，本文分析了现有铝电解多功能机组在实际应用中存在的问题和不足，重点序言了新型通用铝电解多功能机组的结构特点和工作原理、新型结构的突出特点是可以满足铝电解多功能吊车在不同电解车间的通用性，对缩短多功能吊车设备的维护周期，提高多功能吊车的运行效率，从而提高铝电解生产效率，具有重要意义，是一种极具推广价值的新型设备。

关键词：铝电解；生产工艺；节能途径前言电解铝多功能机组是大型电解铝生产的机械化专用作业设备，承担着辅助预焙阳极电解槽规模化生产的任务。

该机组是集剥壳、装料、更换阳极及测高装置、清理阳极铲、出铝等功能于一体的机械、液压、气动、电气控制的高科技产品，可使电解铝生产从根本上摆脱繁重的体力劳动。

它可以大大改善操作环境和工作条件，减少设备种类和数量，提高设备使用效率，实现高效、安全、人性化的现代化生产。

随着有色金属行业电解铝技术的飞速发展，为确保预焙阳极电解铝的现代化、高效化、智能化，要求电解铝多功能机组在功能上必须有大的突破。

1新型通用型铝电解多功能机组的主要特点新型车设计为通用型，以双梁车为主要特征，在工具车上安置出铝卷扬，优化了整体结构。

设计新型支架，加大操作室回转装置半径，更换阳极、打壳、清理铲、下料装置等均放置在支架上。

下料可参与整个小车的回转，提高了设备在不同电解车间的通用性。

整套设备最终实现了操作方便、机构简化，并可在两个不同的电解车间互换使用，大大提高了通用性。

如图（图1）2新型通用型铝电解多功能机组主要存在问题(1）现有铝电解多功能吊车在卸料系统中是固定在工具小车的车架上，不参与整个工具的回转，其结构布置在不同的电解车间（注：不同电解车间厂气一固两输送电解液卸料口位置不同）的通用性较差，考虑到电解车间使用的方便性，铝电解多功能起重机采用的机械结构分为I型、II型铝电解多功能起重机的机械结构分为I型和II型，不具有通用性； (2）原铝电解多功能天车的双仓卸料系统采用两套独立的卸料装置（包括下料阀、旋转装置、垂直升降系统等）分别添加和覆盖氧化铝和氟化盐的添加覆盖料作业，性能较好，但生产制造成本较高，占用空间较大；(3）目前应用的多功能起重机在其工具架上只有两个工具（打壳和更换阳极机构），而清渣装置则固定在工具小车的一侧，这种结构不能满足部分用户对集中控制、操作、维护方便的需求；（4）四个工具（打壳、换极、加料、清理铲)和出铝分为两个小车，即工具小车和出铝小车，机构过于分散，维护不便，机械结构布局不合理。

铝电解多功能机组变幅四连杆打壳机构设计改进摘要:铝电解多功能机组是大型铝电解生产的机械化专业操作设备，打壳机构是铝电解多功能机组中的主要工具之一，结构非常复杂。

本文通过对旧式连杆打壳机构在实际应用中产生问题的分析及缺陷的设计改进，重点介绍了一种结构相对简单、工作效率高、可将电解槽中缝的氧化铝结壳打碎的新型变幅四连杆打壳结构，经过实践运用，效果良好，是一种极具推广价值的新型结构。

关键词:铝电解多功能机组电解槽打壳机构变幅四连杆打壳机构Design improvement of four bar mechanism for crust breaker unit on PTM(abstracts) PTM is special designed machine for Large scale Aluminium smelt plant, Crust breaker is one of tools mechanism plays important role among others with rather complicated structures, this paper analyse the fault of troditional style crust breakers met during practical uses, consequently ,bring up the idea of improvement in designation. The new designed crust breaker featured with four bar mechanism has simpler stucture, higher efficency compare to the old ones, and more, it can even break off the alumina crust clamped in gaps of electrolytic cell. By many times of testing, it is approved to be reliable and effictive.(keywords) PTM, electrolytic cell, crust breaker, amplitude variation four bar mechanism1 前言铝电解多功能机组是大型预焙阳极铝电解生产的关键设备，主要由大车、工具小车、出铝小车、气动、液压系统和电控系统等部分组成，是集打壳、加料、更换阳极及测高装置、清理阳极铲、出铝等功能为一体的机械、液压、气动、电气控制的高科技产品。

专利名称：一种铝电解生产的多功能起重吊运机组专利类型：实用新型专利
发明人：屈小章,邓乐安,郑正国,刘德春
申请号：CN201220243094.1
申请日：20120528
公开号：CN202558494U
公开日：
20121128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种铝电解生产的多功能起重吊运机组，包括大车、工具小车、固定葫芦装置和出铝小车，所述大车为三主梁桥架门式起重机结构，所述三主梁之间的间距与工具小车和出铝小车适配，三主梁包括中间梁与两条侧梁，中间梁的两侧和两条侧梁的内侧上设置有与工具小车和出铝小车适配的导轨，所述工具小车、出铝小车分别安装在中间梁与侧梁的两条轨道上，所述的固定葫芦装置安装在侧梁上，本实用新型综合集电解槽打壳、加料、更换阳极、出铝提升与运移、吊运阳极框架及捞渣功能于一身，是集机、电、液、气一体化的大型成套设备，保证了机组高效节能、运行平稳、安全可靠、维修方便。

申请人：株洲天桥起重机股份有限公司
地址：412001 湖南省株洲市石峰区田心北门
国籍：CN
代理机构：上海硕力知识产权代理事务所
代理人：王法男
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文章编号：１００７－９６７Ｘ（２０２１）０１－３０－０４铝电解多功能机组工具小车结构优化设计陈鹏程［中国有色（沈阳）冶金机械有限公司，辽宁沈阳１１００２７］摘　要：铝电解多功能工具小车及其中的各项工具是电解铝生产中所必需的核心部分，针对其结构的改进、优化是非常重要的，简单介绍了工具小车及其各项工具的主要功能及结构特点，重点阐述了工具小车各部分结构的改进、优化，包括工具小车运行装置轨道刷及支架、工具小车回转装置的驱动装置、下料装置检修平台、下料装置仓体、下料装置旋转装置、更换阳极装置夹子、打壳装置活动框架、清渣装置导向架的改进和优化。

结构改进优化后对保证设备安全性、进一步完善机构的功能及提高生产运行效率都具有十分重要的意义。

关键词：铝电解多功能机组；工具小车；结构优化中图分类号：ＴＨ２１１ 文献标识码：Ａ１　引　言随着新型行业对铝材料的广泛应用，制铝企业不断壮大，同时大型预焙阳极电解槽发展迅速，电解槽型的不断扩大。

对铝电解多功能机组的要求也越来越高，这种发展带来了机遇与挑战，所以铝电解多功能机组的功能急需不断完善。

铝电解多功能机组是大型预焙阳极电解槽进行电解铝生产的关键辅助操作设备，承担着铝电解生产的主要工艺作业。

工具小车是电解多功能机组的核心，所有工作机构：运行装置、回转装置、打壳装置、下料装置、更换阳极装置、捞渣装置、液压装置及操纵室都安装在工具小车上。

随着设备不断的交付用户使用，工具小车尤其是各项工作机构在工作时，发现许多结构可以改进优化的地方。

为了保证设备安全性、完善机构的功能性、提高生产效率、满足用户个性化设计要求，对工具小车各部分进行结构优化设计。

２　工具小车所有工作机构功能的简单介绍 工具小车行走轨道为起重钢轨ＱＵ８０，主要包括小车运行、小车回转、下料装置、更换阳极装置、打壳装置和清渣装置。

降低了加工成本，提高了生产率；运行装置：驱动整个工具小车在主梁上完成行走；回转装置：驱动各项工具机构绕回转中心旋转；打壳装置：打开电解质结壳；下料装置：向操作电解槽加氧化铝及氟化盐等电解质；更换阳极装置：拧开提起及落下拧紧螺旋夹具，吊走残极，更换新阳极，并测量高度；捞渣装置：把阳极坑内的残极散块及结壳电解质清理出去，以便安放新阳极；操作室：便于从各个角落观察机构动作，所有机构动作均可在操作室里控制。

铝电解多功能机组轻量化发展思路探讨
李福俊
【期刊名称】《有色矿冶》
【年(卷),期】2017(033)006
【摘要】铝电解多功能机组属于专用设备,只应用于电解铝生产企业,辅助完成电解铝生产过程中的各项工序.文中重点从铝电解多功能机组的工作级别选择、设计方法和设计理念、新材料新技术的应用、加工工艺的改进及结构的优化等方面入手,分析了铝电解多功能机组能实现轻量化关键技术,为铝电解多功能机组的选型、设计、制造和使用提供了参考.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】李福俊
【作者单位】中国有色(沈阳)冶金机械有限公司 ,辽宁沈阳 110027
【正文语种】中文
【中图分类】TH218
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