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    銅鎳產(chǎn)品出裝機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新

    2019-03-25 00:01:56郭磊
    新疆有色金屬 2019年6期
    關(guān)鍵詞:銅板鏈輪減速機(jī)

    郭磊

    (新疆晉源能源有限公司 阜康 831500)

    銅鎳濕法冶金企業(yè)的電解銅板或鎳板在出料時,一般采用人工出料,如采用自動化出裝機(jī)組進(jìn)行出裝可實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)運,縮短出槽時間,減少勞動強(qiáng)度,提高電解槽利用率?,F(xiàn)國內(nèi)大多數(shù)銅鎳冶金企業(yè)已配備自動化出裝設(shè)備,阜康鎳廠裝配的出裝機(jī)自動化程度低,運行中故障多發(fā),鎳廠設(shè)備部提出了“出裝機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新”研究課題,開展技術(shù)創(chuàng)新活動。

    1 選題理由

    阜康鎳廠銅車間電解槽出料工序在2012 年以前,采用人工出板,每槽20 分鐘,每天14 槽,總量35噸左右,隨產(chǎn)量增加,勞動強(qiáng)度隨之增大,勞動效率較低,并存在機(jī)械事故隱患。2012 年銅車間裝配一套銅出裝機(jī)組,在6 年的使用過程中,仍暴露出諸多缺陷,南區(qū)出料時需要6 人配合機(jī)組操作來完成出裝,時間約為15 分鐘/每槽,北區(qū)出料時需8 人,自動化程度低,出槽時間長。在使用過程中故障多發(fā),維修、保養(yǎng)與生產(chǎn)運行發(fā)生矛盾,時?;謴?fù)人工裝板,影響生產(chǎn)進(jìn)度。

    2 技術(shù)分析

    產(chǎn)品參數(shù):鎳板尺寸820mm*860,銅板尺寸860mm*960mm,銅棒長度1060mm。最終確定以銅板尺寸為最終設(shè)計尺寸,滿足最大物料出裝要求。

    ⑴可行性:參考國內(nèi)同行業(yè)機(jī)組運行,現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場調(diào)查,出裝機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新可行;

    ⑵技術(shù)難點:銅板與銅棒之間間隙100 mm,易卡料;

    ⑶資金投入:年內(nèi)預(yù)算中有技術(shù)創(chuàng)新費用;

    ⑷效率及效益:提高效率,減少勞動強(qiáng)度,消除隱患,維修難度和費用降低。

    因:資金、技術(shù)上均有保障,設(shè)計中解決銅板平穩(wěn)通過銅棒之間隙這一難題,就能保證整套機(jī)組在銅板出料時的安全穩(wěn)定運行。

    3 主要設(shè)計及方案

    3.1 創(chuàng)新思路及預(yù)期值

    結(jié)合產(chǎn)品規(guī)格,設(shè)計適用于鎳廠銅車間產(chǎn)品出裝的自動化機(jī)組。

    ⑴操作人員由8人精簡為4人;

    ⑵機(jī)組做到易于操作、零備件通用,實現(xiàn)快速維修;

    ⑶出槽時間縮短為15 分鐘以內(nèi),降低出槽時間,提高電解槽利用率。

    3.2 確定方案

    依托鎳廠技術(shù)組進(jìn)行設(shè)計,并委托維保單位現(xiàn)場制作,易于交流協(xié)調(diào)且費用適中。

    3.3 轉(zhuǎn)運方案的選擇

    采用轉(zhuǎn)運組合鏈輪方式轉(zhuǎn)運授板區(qū)銅板,動力來自轉(zhuǎn)運區(qū)動力。設(shè)計一套組合的轉(zhuǎn)運鏈輪,將轉(zhuǎn)運鏈輪與授板鏈輪設(shè)計到同一根軸上,并設(shè)計加裝各自的旋轉(zhuǎn)軸承,互不干涉各自運行。通過模擬運行,可實現(xiàn)將銅板通過授板鏈輪運送銅板到轉(zhuǎn)運區(qū)的鏈條,實現(xiàn)將銅板移到轉(zhuǎn)運區(qū),完成授板銅板的轉(zhuǎn)運。

    3.4 翻轉(zhuǎn)方案的選擇

    物料自授板區(qū)到達(dá)轉(zhuǎn)運區(qū),并完成集中授板后,通過翻轉(zhuǎn)機(jī)架完成翻轉(zhuǎn)。采用液壓裝置,通過液壓油缸實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。

    3.5 翻轉(zhuǎn)升降方案的選擇

    物料通過翻轉(zhuǎn)機(jī)架完成翻轉(zhuǎn)后。采用液壓站與液壓油缸的組合方式,這樣可保證物料的平穩(wěn)下放。液壓缸采用回路式(即一進(jìn)一出),液壓舉升和下放較平穩(wěn),有利于叉車轉(zhuǎn)運。

    4 方案實施及效果

    4.1 對策表的制定

    4.2 對策的實施和進(jìn)程

    4.2.1 對策實施

    根據(jù)制定的對策表選擇傳送鏈條、液壓設(shè)備,機(jī)組整體高度,設(shè)計出合理的轉(zhuǎn)運鏈輪,實現(xiàn)將銅板從授板區(qū)移動至轉(zhuǎn)運區(qū)。

    ⑴繪制機(jī)組設(shè)計總圖、零件圖,外協(xié)加工。

    ⑵根據(jù)銅板與機(jī)架面高度(600mm)定制非標(biāo)液壓缸。

    ⑶根據(jù)授板區(qū)與轉(zhuǎn)運區(qū)距離,計算減速機(jī)速比,并根據(jù)手冊查選型(易維修、易采購)。

    ⑷根據(jù)翻轉(zhuǎn)架運動到135°物料自行下落至液壓托舉支撐架的要求,設(shè)置行程開關(guān)進(jìn)行控制,再利用升降油缸托舉,使銅板緩慢、平穩(wěn)擺放。

    表1 對策表

    ⑸根據(jù)以上工位運行狀況,設(shè)計電器設(shè)計圖,交付施工。

    4.2.2 對策實施的進(jìn)程

    步驟1:根據(jù)制定的對策表,設(shè)計合理的轉(zhuǎn)運鏈輪,根據(jù)鏈輪直徑選擇合適的軸承,以保證每個鏈輪都有各自的旋轉(zhuǎn),其中授板頭部鏈輪與授板尾部鏈輪一致,驅(qū)動力來自授板減速動力裝置。轉(zhuǎn)運尾部鏈輪與轉(zhuǎn)運頭部鏈輪一致,驅(qū)動力來自轉(zhuǎn)運減速動力裝置。授板傳動鏈條采用32A 鏈條,因電解槽間距100mm,鏈條截距100mm,銅板放置到授板架上時,不產(chǎn)生偏移,有利于轉(zhuǎn)運。轉(zhuǎn)運區(qū)鏈條采用216A鏈條,方便集中授板和轉(zhuǎn)運翻轉(zhuǎn),實現(xiàn)將銅板從授板區(qū)移動至轉(zhuǎn)運區(qū)。

    步驟2:根據(jù)現(xiàn)場選擇合適的液壓翻轉(zhuǎn)油缸。根據(jù)叉車插齒離開地面600mm—700mm,舉升貨物時,視線時最佳。因此在做機(jī)組設(shè)計時,翻轉(zhuǎn)架離地面翻轉(zhuǎn)高度在此范圍內(nèi)。根據(jù)出槽,每槽重量2.5噸左右,因此傳統(tǒng)的機(jī)械傳動,可能無法完成翻轉(zhuǎn),采用液壓裝置站及液壓油缸組合的方式來完成翻轉(zhuǎn)。根據(jù)機(jī)架高度,選擇合適的單作用油缸,價格便宜,維修簡單。液壓站選取我廠通用的板框液壓站,這樣可做到備件通用,維護(hù)方便。

    步驟3:選擇合適授板及轉(zhuǎn)運減速機(jī)速比及電機(jī)功率。根據(jù)機(jī)組設(shè)計總圖,授板機(jī)架總長控制在5200mm,大于整體出槽長度。轉(zhuǎn)運機(jī)架控制在1500mm,以減少在轉(zhuǎn)運區(qū)銅棒的磨損。根據(jù)以上尺寸,選擇合適的減速機(jī),以保證機(jī)組的整體運行。根據(jù)長度比值,則兩臺減速機(jī)速比應(yīng)在2~3之間。在選擇減速機(jī)上,選用市場上易購置的常用的擺線減速機(jī),備件可靠、易購。

    步驟4:根據(jù)叉車轉(zhuǎn)運區(qū)高度選擇合適液壓升降油缸。方案中選用單作用液壓缸,因此在將銅板翻轉(zhuǎn)下放過程中,翻轉(zhuǎn)135°接近支撐架時,通過在電氣行程開關(guān)裝置,使液壓站斷電,利用慣性進(jìn)行下放,在此位置時,我們又加裝一套液壓升降油缸,油缸總長在650mm,油缸行程在500mm,使其形成一個托舉,利用油缸使其緩慢下放,直至放置到機(jī)組支撐架上,完成整個工位工作,叉車到位完成轉(zhuǎn)運。在液壓升降油缸上,加裝一套光電反射裝置,利用上限位與下限位,實現(xiàn)自動控制。

    步驟5:選擇電氣,實現(xiàn)控制。根據(jù)機(jī)組設(shè)計總圖,設(shè)計電氣施工圖紙,交付安裝實施。

    4.2.3 審圖校對

    ⑴圖紙審核。對設(shè)計圖紙認(rèn)真核對,確保圖紙設(shè)計正確。

    ⑵確定加工件。對到貨的加工零件認(rèn)真核對,確保安裝。

    ⑶核對整體機(jī)組。對每個安裝完成的零件及制作,進(jìn)行核對,確保機(jī)組整體安裝。

    4.3 方案完善

    完善機(jī)組運行條件,加裝一套鏈條調(diào)整裝置,以保證機(jī)組的安全運行。通過加裝軌道小車行走裝置,實現(xiàn)車間南、北兩區(qū)共用一套機(jī)組,實現(xiàn)跨區(qū)域運行完成銅的出裝。

    4.4 方案效果檢驗

    ⑴機(jī)組安裝就位,已實現(xiàn)銅板從授板區(qū)轉(zhuǎn)運到轉(zhuǎn)運區(qū)的自動化出裝。

    ⑵48 片銅板通過翻轉(zhuǎn)裝置中液壓缸實現(xiàn)快速集中出裝。

    ⑶通過在翻轉(zhuǎn)區(qū)中加裝的一套液壓升降裝置,實現(xiàn)銅板平穩(wěn)下放利于叉車裝運。

    4.5 經(jīng)濟(jì)效益

    ⑴直接效益:通過實施和運行該套自行設(shè)計機(jī)組,實現(xiàn)4 人可完成操作,相比原機(jī)組可節(jié)約人員至少4人。

    ⑵社會效益:該套機(jī)組設(shè)計制作是可行的,具有投資少、自動化程度高、維修方便和操作簡單的特點。也是我廠利用自身技術(shù)力量自行設(shè)計的成套設(shè)備,具備液壓、機(jī)械、電器和自控的集中體現(xiàn)。

    ⑶潛在效益:通過實施,縮短了出槽時間,提高了始及片入槽時間,延長電積時間,間接提高產(chǎn)量。

    4.6 鞏固措施

    ⑴制定《出裝機(jī)組技術(shù)操作規(guī)程》。

    ⑵對操作人員進(jìn)行實地操作培訓(xùn),做到機(jī)能了解,操作熟練。

    ⑶規(guī)范出裝機(jī)組的日常點檢和潤滑維保工作。

    5 總結(jié)

    出裝機(jī)組是實現(xiàn)產(chǎn)品出料機(jī)械自動化控制的重要設(shè)備,通過設(shè)計、施工及調(diào)試,解決銅板從授板區(qū)向轉(zhuǎn)運區(qū)的運送,實現(xiàn)了銅板的出裝自動化和集中轉(zhuǎn)運,提高了生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,極大提高電解槽的利用率。

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