出鋁起重機(jī)鋼絲繩纏繞改造方案

謝軍強(qiáng)，侯永強(qiáng)，吳 遠(yuǎn)

（河南衛(wèi)華重型機(jī)械股份有限公司，河南新鄉(xiāng) 453400）

0 引言

出鋁起重機(jī)是電解鋁車間用于出鋁的專用起重機(jī)。隨著電解槽中電解反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，鋁水不斷產(chǎn)生，到一定時(shí)間段就需要將電解槽中的鋁液抽取出來。抽取方法為真空負(fù)壓法，即將鋁包長(zhǎng)嘴管插入電解槽鋁水中，然后將鋁包抽真空，鋁液進(jìn)入鋁包。出鋁起重機(jī)的工作是將鋁包從運(yùn)包車上吊下，吊運(yùn)著鋁包在每個(gè)槽子中進(jìn)行抽鋁作業(yè)，出鋁完成后將鋁包再吊運(yùn)至運(yùn)包車。

鋁包類似茶壺結(jié)構(gòu)，為封閉機(jī)構(gòu)。相對(duì)于開放式的鋼包，其安全性要好很多，但是鋁液屬于熔融金屬，需要符合最新標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7688.5—2012《冶金起重機(jī)技術(shù)條件 第5 部分:鑄造起重機(jī)》中，單吊點(diǎn)至少采用兩根鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的要求；主起升鋼絲繩纏繞系統(tǒng)中不應(yīng)采用平衡滑輪。

2008 年，某電解鋁廠安裝幾臺(tái)32/5 t 的絕緣吊鉤雙梁行車，用于出鋁作業(yè)時(shí)吊運(yùn)鋁包。在2015 年設(shè)備年檢中，當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)局出于安全考慮，要求將原來的一根鋼絲繩纏繞結(jié)構(gòu)改造為兩根鋼絲繩纏繞結(jié)構(gòu)。

1 原結(jié)構(gòu)

起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)為電機(jī)做功，經(jīng)過減速機(jī)變速，驅(qū)動(dòng)卷筒，經(jīng)過鋼絲繩纏繞系統(tǒng)完成吊鉤的升降，如圖1 所示。起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩纏繞圖如圖2 所示。

此鋼絲繩纏繞結(jié)構(gòu)為一根鋼絲繩結(jié)構(gòu)，鋼絲繩斷裂后會(huì)引起鋁包墜落，且定滑輪組中的中間滑輪為平衡滑輪，其并不轉(zhuǎn)動(dòng)或微量調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩在此處基本為滑動(dòng)摩擦，久而久之，鋼絲繩容易在此處磨損斷裂，存在較大安全隱患。

因此，改造此鋼絲繩纏繞結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的:①在一根鋼絲繩斷裂情況下，另一根鋼絲繩需要吊住重物，避免重物墜落；②避免使用平衡滑輪結(jié)構(gòu)，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 起升機(jī)構(gòu)

圖2 起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩纏繞

2 改造方案的選擇

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查及翻閱設(shè)計(jì)圖紙，初步確定方案:在小車架臺(tái)面上設(shè)置平衡臂裝置。但由于定滑輪布置在減速機(jī)與傳動(dòng)軸之間，空間很緊湊，要在有限空間內(nèi)設(shè)置平衡臂裝置難度很大，經(jīng)詳細(xì)布置，設(shè)計(jì)了一種特殊的緊湊型平衡臂裝置，如圖3 所示。

圖3 平衡臂裝置

（1）結(jié)構(gòu)。支架軸支撐在支座上，平衡臂通過銷軸連接在支架軸下方，鋼絲繩繩端通過楔形接頭及繩夾進(jìn)行固定。

（2）優(yōu)勢(shì)。支架軸可繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度，在吊鉤上下過程中，可消除鋼絲繩斜角產(chǎn)生的水平分力，使結(jié)構(gòu)受力更合理；平衡臂設(shè)置在小車架臺(tái)面上，方便檢修維護(hù)。

上述方案可解決單繩纏繞改為雙繩纏繞的問題，滿足國(guó)家規(guī)范要求。由于此行車工作在電解鋁車間，車間環(huán)境非常惡劣，溫度高、粉塵大且空氣中含有瀝青煙、氟化氫等有害氣體。施工時(shí)人員需站在小車架上作業(yè)，而熱氣及有害氣體往上升騰，施工人員作業(yè)環(huán)境很差，增加施工難度。關(guān)鍵是電解過程中使用大電流的直流電產(chǎn)生了大磁場(chǎng)，小車架等鋼結(jié)構(gòu)已被磁化，焊槍及工具會(huì)吸在車架上，給焊接造成很大困難。同時(shí)對(duì)于改造項(xiàng)目，一般都要求改造周期很短，要求盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

鑒于上述情況，經(jīng)反復(fù)研究，設(shè)計(jì)出一種特殊的定滑輪裝置可以解決上述問題。將原結(jié)構(gòu)的中間平衡滑輪設(shè)計(jì)為類似平衡臂的結(jié)構(gòu)，鋼絲繩在此處分為兩段，通過楔形接頭及繩夾進(jìn)行固定，實(shí)現(xiàn)雙繩結(jié)構(gòu)，定滑輪裝置如圖4 所示，其鋼絲繩纏繞圖如5 所示。

圖4 定滑輪裝置

這種結(jié)構(gòu)施工簡(jiǎn)單，只需制作一套定滑輪組替換原定滑輪組，鋼絲繩穿好后即可投入使用。不需要現(xiàn)場(chǎng)焊接，操作簡(jiǎn)單，改造周期短。

圖5 定滑輪裝置鋼絲繩纏繞

3 結(jié)束語

隨著國(guó)家及生產(chǎn)單位對(duì)安全生產(chǎn)工作的日益重視及冶金起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的更新，在新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前設(shè)計(jì)制作的出鋁起重機(jī)均不符合目前標(biāo)準(zhǔn)，面臨改造問題。本文通過改造案例，講述兩種改造方案，特別是后一種改造方案簡(jiǎn)單可行、周期短，具有較大推廣價(jià)值。