一種電解鋁多功能天車(chē)軌道的優(yōu)化與改造探討

王素粉

（三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門(mén)峽 472000）

鋁電解多功能天車(chē)，是電解鋁廠的關(guān)鍵設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著電解質(zhì)結(jié)殼的破碎作業(yè)、氧化鋁添加作業(yè)、清理鏟撈渣、更換陽(yáng)極、吊運(yùn)真空抬包作業(yè)、槽上部機(jī)構(gòu)吊運(yùn)檢修、物品吊運(yùn)的多功能化作業(yè)，同時(shí)兩臺(tái)車(chē)聯(lián)動(dòng)還可進(jìn)行電解槽上部整體機(jī)構(gòu)的吊運(yùn)作業(yè)。多功能天車(chē)的實(shí)際運(yùn)行率，也就是直接影響電解生產(chǎn)能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵。

本文根據(jù)電解鋁多功能天車(chē)軌道中壓板松動(dòng)所提出的問(wèn)題，并對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改造，根據(jù)運(yùn)行情況檢驗(yàn)，該方案能達(dá)到良好的效果。

1 天車(chē)道軌緊固介紹

三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系和周邊大中小企業(yè)合作后，發(fā)現(xiàn)天元鋁業(yè)全功能電解鋁天車(chē)的狀況是：天車(chē)自身總質(zhì)量為60 t，因兩跨平行度、直線度誤差較大，又采用加固鋼筋二次抹面找平方法，壓板以每500 mm 間距用Φ 20 mm 螺栓固定在傳統(tǒng)壓板緊固QU100mm 軌道上。運(yùn)行中，長(zhǎng)期存在著壓板松動(dòng)、軌道大幅度彎曲、兩跨間距不等、二次抹面混凝土損壞與多功能天車(chē)機(jī)組無(wú)法正常行走的問(wèn)題，直接影響單位正常生產(chǎn)。

該廠成立“軌道維修班”，每次維修后，只能運(yùn)行3 天。為此，我們通過(guò)分析總結(jié)出一套有效的解決方案。圖1 為原安裝形式。

多功能天車(chē)分6 組車(chē)輪組在兩跨為QU 100 mm鋼軌上運(yùn)行。車(chē)間采用混泥土結(jié)構(gòu)梁澆注預(yù)留孔，用Φ20 mm 螺栓固定車(chē)間廠房全長(zhǎng)。

圖1 天車(chē)原安裝形式

2 受力分析

該廠采用傳統(tǒng)形式澆注預(yù)留螺栓孔，根據(jù)空口直徑，最大可以采用Φ 22 mm 螺栓。電解廠房全長(zhǎng)近500 m，無(wú)法改變混凝土結(jié)構(gòu)梁預(yù)留螺栓孔。又因多功能天車(chē)機(jī)組自身總質(zhì)量為60 t，螺栓擰緊后，最大正壓力小于車(chē)輪摩擦阻力和壓板側(cè)壓力，導(dǎo)致壓板松動(dòng)和螺栓彎曲變形，導(dǎo)軌中心距偏移，受力情況如圖2。

圖2 天車(chē)導(dǎo)軌受力情況

出現(xiàn)的問(wèn)題，主要表現(xiàn)有以下情況：

（1）混凝土結(jié)構(gòu)梁澆注預(yù)留孔設(shè)計(jì)不合理；

（2）車(chē)輪組邊緣與鋼軌摩擦阻力過(guò)大；

（3）壓板受力面積太小，二次抹面找平基礎(chǔ)松動(dòng)損壞；

（4）壓板螺栓沒(méi)有設(shè)置止退鎖片。

3 改進(jìn)方案的實(shí)施

根據(jù)上述出現(xiàn)的問(wèn)題，提出以下幾種改進(jìn)方案并對(duì)其進(jìn)行實(shí)施。

3.1 實(shí)施方案之一

混泥土結(jié)構(gòu)梁澆注預(yù)留孔直徑無(wú)法改變，只有采用填實(shí)壓板長(zhǎng)形槽，確保壓板和螺栓之間因長(zhǎng)形槽的間距改變壓板定位距離。

首先，我們采用木楔加水泥的方案，澆注壓板長(zhǎng)形槽，通過(guò)兩周后的使用，發(fā)現(xiàn)效果有所好轉(zhuǎn)。但因車(chē)組運(yùn)行震動(dòng)，造成木楔和水泥松散，一個(gè)螺栓松動(dòng)，其他螺栓隨之被擊破。根本問(wèn)題沒(méi)有得到解決，同時(shí)壓板受力面積太小，二次抹面找平基礎(chǔ)時(shí)有損壞。

3.2 實(shí)施方案之二

（1）采用鋪設(shè)厚度為8～10 mm 的廢舊鋼板，裁剪為300 mm×700 mm 的矩形墊板，增大壓板受力面積。

利用墊板螺栓孔間距，連接兩側(cè)螺栓，增加螺栓抗彎強(qiáng)度。

利用墊板可焊性，在壓板尾部焊接止退擋塊。

（2）利用墊板可焊性，在每隔兩點(diǎn)使墊板兩端焊接直角與混凝土結(jié)構(gòu)梁包裹，充分增大螺栓、墊板和壓板之間的受力混凝土結(jié)構(gòu)梁現(xiàn)象，避免了過(guò)去受力不均，各個(gè)擊破的現(xiàn)象。

多功能機(jī)組天車(chē)使用無(wú)輪緣車(chē)輪，采用在車(chē)輪組前段添加水平輪結(jié)構(gòu)，用滾動(dòng)軸承與軌道之間“S”形運(yùn)行軌跡中產(chǎn)生的純滾動(dòng)摩擦，縮小車(chē)輪邊緣與導(dǎo)軌的啟動(dòng)扭矩阻力大的摩擦。

（3）螺栓設(shè)置鎖片，涂抹“厭氧型螺紋鎖固膠”止退。

4 可行性方案分析

（1）墊板制作（根據(jù)混泥土結(jié)構(gòu)梁寬度而定），厚度δ=8～12 mm。按照混凝土梁確定兩孔間距，穿入螺栓后與墊板點(diǎn)焊。增加螺栓的抗彎強(qiáng)度，形成拉、撐為一體，使螺栓受力分解。如圖3 中的2 和5 的圖示。

圖3 墊板受力分析

圖中采用擋塊1 與墊板6 焊接定位，迫使道軌壓板不與槽型孔偏移。墊板兩端，采用鋼板δ=8 mm與混泥土結(jié)構(gòu)梁兩端焊接，防止墊板受力后偏移。

（2）制作簡(jiǎn)易鋼軌起吊器，在不影響生產(chǎn)的前提下，分組同時(shí)進(jìn)行。15 天后全部完工。

（3）安裝形式如圖4。

圖4 改進(jìn)后的天車(chē)導(dǎo)軌安裝形式

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)鋁廠現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行分析、改造后，徹底解決了多功能天車(chē)機(jī)組軌道壓板松動(dòng)的問(wèn)題。軌道每3個(gè)月進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)壓板很少有松動(dòng)，保證了企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行，為企業(yè)爭(zhēng)得了效益，同時(shí)又得到同行的紛紛采納和高度贊賞。

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