淺談新型焙燒多功能起重機(jī)在應(yīng)用中的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)

毛洪利

(中國有色(沈陽)冶金機(jī)械有限公司，遼寧 沈陽 110027)

1 技術(shù)背景

焙燒多功能起重機(jī)是碳素車間的最重要組成設(shè)備[1]，其現(xiàn)場環(huán)境惡劣、粉塵濃度大、煙氣中含有很多有害氣體，不利于操作人員的身體健康，供電條件為交流380 V/220 V±10%，物料煅燒石油焦粉塵顆粒1～8 mm，密度0.88 t/m3，焙燒陽極炭塊在焙燒爐室內(nèi)立裝，一般為7塊，最小為5塊，最大為9塊，焙燒多功能起重機(jī)的陽極夾具為雙聯(lián)夾具，可單獨(dú)夾持，也可兩個夾具同時夾持，焙燒后的陽極由多功能起重機(jī)雙聯(lián)夾具從爐內(nèi)每次取出2×(5～9)塊/次(夾持?jǐn)?shù)量主要根據(jù)炭塊大小規(guī)格而決定)。

2 焙燒多功能起重機(jī)組成

大車是焙燒多功能起重機(jī)的橋架，并配置有10噸電葫蘆用來承擔(dān)專門的吊運(yùn)任務(wù)，可沿車間的縱向軌道運(yùn)行。

小車是焙燒多功能起重機(jī)的核心，小車可沿大車主梁頂面的軌道橫向運(yùn)行，小車架、吸卸料系統(tǒng)、雙聯(lián)夾具、操縱室及電氣控制系統(tǒng)均配置在小車上。

3 焙燒多功能起重機(jī)創(chuàng)新點(diǎn)

(1)可采用兩種吸料風(fēng)源羅茨風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)

焙燒多功能起重機(jī)吸卸料系統(tǒng)的主要動力來源是由位于上部平臺的羅茨風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的，由于近年來客戶對于現(xiàn)場工況和環(huán)境的要求，已經(jīng)開發(fā)出羅茨真空泵、離心風(fēng)機(jī)兩種動力源來滿足工作要求；但兩者的工作原理不同，羅茨風(fēng)機(jī)是恒流量變壓力[2]，而離心風(fēng)機(jī)是恒壓力變流量；羅茨風(fēng)機(jī)在外部不加隔音罩的情況下，噪音非常大，而離心風(fēng)機(jī)不需要增加隔音罩就可以滿足工況要求，噪音小；兩者啟動方式不同，離心風(fēng)機(jī)啟動時必須保證一定負(fù)壓。可根據(jù)用戶的不同需求采用不同的動力源。

(2)新增進(jìn)氣機(jī)構(gòu)

在羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)口管路上增加進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，進(jìn)氣機(jī)構(gòu)由管路和閥門組成。當(dāng)空載狀態(tài)，即吸卸料管處于上限位時，短時吸卸料不工作，該機(jī)構(gòu)工作閥打開，系統(tǒng)外常壓空氣進(jìn)入羅茨風(fēng)機(jī)，形成回路，不通過整個煙氣凈化系統(tǒng)，降低羅茨風(fēng)機(jī)的負(fù)荷。增加此結(jié)構(gòu)會提高羅茨風(fēng)機(jī)的安全性，而且為用戶節(jié)約很大的電能成本。

(3)大料倉倉體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在大料倉上設(shè)置擋料板，改變倉體內(nèi)物料流動方向，避免物料進(jìn)入抽風(fēng)管到旋風(fēng)除塵器；出風(fēng)口是從料倉的上部出風(fēng)，設(shè)置四個出風(fēng)管路，降低抽風(fēng)口風(fēng)速，這種形式大顆粒料有自然沉降的過程，大顆粒料不容易被抽出，如圖1所示。

圖1 倉體結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖

(4)增加清理吸塵裝置

由于碳素車間環(huán)境惡劣、粉塵嚴(yán)重，在布袋除塵器引出一個收塵管，收塵管里有過濾功能，該功能現(xiàn)階段國內(nèi)廠家均未設(shè)置，增設(shè)此功能方便用戶清理天車的表面灰塵。同時不讓灰塵揚(yáng)在車間中，吸收的灰塵可以重新處理干凈。

(5)卸料收塵結(jié)構(gòu)改進(jìn)

由于原移動卸料風(fēng)管采用鋼管結(jié)構(gòu)，吸塵效果不好，且時常出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。現(xiàn)將卸料收塵管路由伸縮鋼管結(jié)構(gòu)更改為耐高溫伸縮布袋結(jié)構(gòu)，可避免鋼管卡阻情況出現(xiàn)，同時增大收塵面積，改善現(xiàn)場環(huán)境。收塵結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后對比圖，如圖2所示。

圖2 收塵結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后對比圖

(6)卸料管卡板改進(jìn)

卡板由上下螺栓把合，改為左右螺栓把合。料管下落時由螺栓受剪切力改為由卡板受力，螺栓不會因受剪切力斷裂造成料管脫落，且卡板不易變形。降低料管卡阻現(xiàn)象。卸料管卡板改進(jìn)前后對比圖，如圖3所示。

圖3 卸料管卡板改進(jìn)前后對比圖

(7)雙聯(lián)夾具調(diào)整裝置改進(jìn)

雙聯(lián)夾具原設(shè)計(jì)采用兩點(diǎn)固定調(diào)整，靠夾具本身的重力來保證夾具垂直。改進(jìn)后的夾具調(diào)整采用四點(diǎn)調(diào)整，夾具的四個方向都有預(yù)緊力，夾具在受任何外力的作用下都可快速復(fù)位，保證夾具的工作效果，最大限度的克服夾具工作過程中的晃動，避免機(jī)構(gòu)受損或者夾持物脫落。

(8)新型夾具體的應(yīng)用

原設(shè)計(jì)夾具體夾持形式上下一致，采用單側(cè)四點(diǎn)夾釘定位，現(xiàn)場使用過程中由于炭塊偶爾會發(fā)生一定的傾斜，導(dǎo)致炭塊夾持不住或傾倒。新式夾具采用上面夾釘輔助夾持，下端采用大夾板形式，這樣可以增大夾具與炭塊之間的夾持面積，避免掉塊、滑塊情況出現(xiàn)。夾具體改進(jìn)對比圖如圖4所示。

圖4 夾具體改進(jìn)前后對比圖

(9)料管提升安裝方式

改進(jìn)料管提升安裝方式，將滑輪由平臺下方移到平臺上方，增大滑輪之間的距離，能有效避免滑輪脫槽，且減少對滑輪的磨損，提高滑輪使用壽命，方便安裝和維護(hù)。料管提升裝置圖，如圖5所示。

圖5 料管提升裝置圖

(10)偏擺限位改進(jìn)

工具偏擺限位是定位各工具在工作過程中的最大擺動角度，當(dāng)超出擺動角度后停止或者向相反方向運(yùn)行，避免結(jié)構(gòu)受損。原先采用圓環(huán)形式，接近開關(guān)位于圓環(huán)的里面，這種結(jié)果調(diào)整好以后，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行一段時間以后，無法進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)將接近開關(guān)支架設(shè)計(jì)成U型槽滑道結(jié)構(gòu)，采用螺栓把合，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行一段時間后，限位變形或需要調(diào)整時，可以沿著U型槽進(jìn)行快速調(diào)整，避免了原來無法調(diào)整的弊端。偏擺限位改進(jìn)圖，如圖6所示。

圖6 偏擺限位改進(jìn)圖

(11)增加夾持炭塊輔助夾板

由于用戶生產(chǎn)的陽極炭塊尺寸有多種不同的規(guī)格，且尺寸變化比較大，單一的夾具無法滿足生產(chǎn)所需，要更換輔助夾板來滿足夾持多種炭塊的要求。夾持炭塊輔助夾板具體改進(jìn)圖，如圖7所示。

圖7 夾持炭塊輔助夾板改進(jìn)圖

(12)料管滑輪結(jié)構(gòu)

原滑輪組為鋼制滑輪結(jié)構(gòu)，里面采用軸承，安裝完后，滑輪間距無法調(diào)整，里面的軸承受力較大，時常需要更換。現(xiàn)將滑輪結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，滑輪采用特殊材料，取消原軸承，滑輪能沿著滑輪軸移動，兩滑輪之間的距離隨著鋼絲繩的升降而相應(yīng)變化，保證了鋼絲繩與滑輪之間的夾角，滑輪間距能隨著鋼絲繩變化而變動。這避免了在系統(tǒng)工作過程中滑輪受力，間距無法調(diào)整的情況發(fā)生，并且節(jié)省了軸承，降低了成本，料管滑輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖，如圖8所示。

圖8 料管滑輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖

(13)料管升降兩種方式

料管升降可采用葫蘆、三合一減速兩種方式，均可以滿足并適應(yīng)不同用戶的要求，兩種改進(jìn)方式示意圖，如圖9所示。

圖9 料管升降兩種方式示意圖

(14)電動滑板閥支撐

增加電動滑板閥支撐部件，能有效避免滑板閥因受力過大而損壞，延長電動滑板閥的使用壽命。由于原電動滑板閥與大料倉和卸料管之間采用剛性連接，料管的重量直接作用于電動滑板閥，在工作過程中，電動滑板受力比較大，尤其在刮料過程中，容易對電動滑板閥的下部產(chǎn)生破壞，增加此支撐座，能有效降低滑板閥的受力情況，保護(hù)滑板閥。電動滑板閥支撐方式圖，如圖10所示。

圖10 電動滑板閥支撐方式圖

(15)增加電動滑板半球結(jié)構(gòu)

在卸料管和電動滑板閥之間增加半圓形半球部裝結(jié)構(gòu)，使料管與半球部裝之間有一定的轉(zhuǎn)動量，避免料管硬連接，能有效延長料管和電動滑板閥的使用壽命。電動滑板半球結(jié)構(gòu)圖，如圖11所示。

圖11 電動滑板半球結(jié)構(gòu)圖

(16)增加檢修平臺

安全是車間生產(chǎn)的主要保證，本設(shè)備屬于高空作業(yè)，多個結(jié)構(gòu)處于懸空狀態(tài)，眾多需維護(hù)的地方不便于檢修，所以增加檢修平臺，例如旋風(fēng)除塵器檢修平臺、冷卻器檢修平臺、卸灰管檢修平臺、雙聯(lián)夾具卷揚(yáng)裝置檢修平臺等裝置，更加人性化，也使檢修及維護(hù)工作更方便、安全。

(17)改變連桿結(jié)構(gòu)

雙聯(lián)夾具的連桿大多采用鋼板結(jié)構(gòu)，不能進(jìn)行調(diào)整，只能適用一種或尺寸變化很小的炭塊。由于用戶有時會生產(chǎn)不同規(guī)格的炭塊，鋼板結(jié)構(gòu)無法滿足夾持要求，需更換輔助夾板，不便于操作且費(fèi)時間，影響生產(chǎn)效率。現(xiàn)將連桿采用圓管結(jié)構(gòu)，兩頭帶螺紋扣形式，可通過旋轉(zhuǎn)螺紋扣增大其夾具開閉大小，以此用來滿足夾持多種炭塊要求，已成功應(yīng)用于現(xiàn)場并得到客戶的好評，如圖12所示。

圖12 連桿結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)論

本文通過對焙燒爐用多功能起重機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)更趨于完善及智能化，操作更簡單方便。提高其整體性能，使系統(tǒng)發(fā)揮最大效益，提高核心競爭力。降低工人勞動強(qiáng)度，也滿足國家環(huán)保的要求，并與國外的焙燒車對標(biāo)，具有很好的借鑒和參考意義。