МАШИНА ДЛЯ ПЕРЕТЯЖКИ АНОДНЫХ РАМ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
ALUMINUM ELECTROLYSER ANODE FRAME OVERWIND MACHINE

Область техники
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к самоходным машинам для перетяжки анодных рам электролизеров получения алюминия.
Уровень техники
Технологическим процессом обработки электролизеров предусматривается периодическая перетяжка анодных рам. На некоторых предприятиях перетяжку анодной рамы производят или откручивая замки крепления анодных штырей специальными накидными ключами вручную, или с применением цехового крана, на котором вертикально закреплен гидравлический ключ для откручивания замков крепления анодных штырей. Основным недостатком ручного откручивания замков является тяжелый физический труд и опасные условия работы. К недостаткам применения цехового крана относится значительная энергоемкость процесса из-за использования большой массы крана и отвлечения крана от выполнения им других технологических операций.
Самым безопасным способом перетяжки анодных рам является использование самоходных машин для перетяжки анодных рам.
Наиболее близкой к предлагаемой машине является машина для перетяжки анодных рам (патент РФ №146460, С25С 3/10, опубл. 10.10.2014 г.). Аналог выполнен в виде четырех колесного самоходного шасси, содержит выполненную из стального профиля продольную платформу, на которой размещаются балки, в передней части шасси расположена кабина, а в задней части шасси расположена силовая установка. Машина содержит выдвижной грузоподъемник, на котором расположен двухсекционный многошарнирный манипулятор с гидравлическим ключом, каждая секция манипулятора имеет возможность гидроцилиндрами поворачиваться относительно друг друга в горизонтальной плоскости за счет вертикальных шарниров. Рама шасси по нижним углам не имеет скосов. Основными недостатками известной машины являются ее низкая производительность и недостаточная надежность. Производительность аналога снижена из-за того, что подведение гидравлического ключа к замкам крепления анодных штырей необходимо производить двумя последовательно установленными секциями поворотного манипулятора, которые вращаются по радиусу в горизонтальной плоскости, причем каждая секция имеет свой привод на поворот, из-за чего оператор должен управлять несколькими приводами поочередно, поскольку из-за сложной траектории движения гидравлического ключа это трудно выполнять одновременно. Кроме того, производительность машины снижена из-за опасности наезда нижними углами рамы шасси на выступающую над полом корпуса отбортовку электролизера, что вызывает сложность при маневрировании в корпусах электролиза. Недостаточная надежность машины вызвана быстрым износом деталей вертикальных шарниров секций манипулятора, испытывающих значительные нагрузки при максимальном вылете секций манипулятора. Кроме того, из-за жесткого крепления гидравлического ключа на секции манипулятора велика вероятность повреждения механизмов машины при несовпадении оси гидравлического ключа с осью замков крепления анодных штырей.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом изобретения является увеличение производительности и увеличение надежности машины для перетяжки анодных рам.
Поставленный технический результат достигается тем, что в машине для перетяжки анодных рам алюминиевого электролизера, содержащей самоходную колесную тележку с рамой, расположенные на ней кабину, моторную установку и манипулятор с гидравлическим ключом для открытия и закрытия замков анодных штырей при перетяжке анодной рамы, новым является то, что манипулятор состоит из телескопической колонны, выполненной с возможностью поднятия вверх посредством гидроцилиндра подъема, закрепленной посредством вертикальной оси поворота на верхней части телескопической колонны, телескопической стрелы, состоящей из наружной секции и внутренней секции, выполненной с возможностью телескопического выдвижения из наружной секции посредством гидроцилиндра выдвижения, и упомянутого гидравлического ключа, закрепленного на внутренней секции телескопической стрелы на горизонтальной оси качания посредством концевой балки, с возможностью качания в вертикальной плоскости с ограничением вниз посредством упора.
Изобретение дополняют частные отличительные признаки. Так, рама выполнена из листового металла П-образной в плане с отдельными площадками - передней и задней, нижние углы рамы самоходной тележки выполнены со скосами. Кабина на передней площадке и моторная установка на задней площадке расположены вдоль левого борта рамы. Ось вращения гидравлического ключа расположена вертикально. Телескопическая стрела выполнена с возможностью поворота относительно вертикальной оси в горизонтальной плоскости. Манипулятор в транспортном положении устанавливается в габарит рамы вдоль правого борта рамы.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан общий вид машины с манипулятором в рабочем, выдвинутом положении. На фиг. 2 показан общий вид машины сверху с манипулятором в транспортном положении. На фиг. 3 показан увеличенный фрагмент концевой балки с гидравлическим ключом манипулятора в выдвинутом положении с приподнятой вверх (показана штрих 2 пунктирной линией) и установленной на упор концевой балкой с гидравлическим ключом одетым на замок крепления анодного штыря.
Перечень конструктивных элементов:
1 - самоходная тележка;
2 - рама;
3 - передняя площадка рамы;
4 - задняя площадка рамы;
5 - скосы нижних углов рамы;
6 - левый борт машины;
7 - кабина;
8 - моторная установка;
9 - манипулятор;
10 - гидравлический ключ;
11 - гидроцилиндр подъема;
12 - телескопическая колонна;
13 - ось поворота телескопической стрелы;
14 - телескопическая стрела;
15 - наружная секция стрелы;
16 - гидроцилиндр выдвижения;
17 - внутренняя секция стрелы;
18 - ось качания гидравлического ключа
19 - концевая балка;
20 - упор концевой балки;
21 - ось вращения гидравлического ключа;
22 - гидроцилиндр поворота;
23 - транспортное положение стрелы;
24 - правый борт машины;
25 - замок крепления анодных штырей;
26 - рабочее положение стрелы.
Заявляемая машина содержит самоходную колесную тележку 1, в которую входит выполненная из листового металла П-образная в плане рама 2 с отдельными площадками - передней площадкой рамы 3 и задней площадкой рамы 4. По углам машины, нижние углы рамы 2 выполнены со скосами 5. На передней площадке рамы 3 вдоль левого борта 6 расположена кабина 7, на задней площадке рамы 4 вдоль левого борта 6 расположена моторная установка 8. Между передней площадкой рамы 3 и задней площадкой рамы 4 расположен телескопический манипулятор 9 с гидравлическим ключом 10. Манипулятор состоит из телескопически поднимающейся вверх из рамы 2 колонны 12. Подъем телескопической колонны 12 производится гидроцилиндром подъема 11. На верхней части колонны 12 при помощи вертикальной оси поворота 13 закреплена телескопическая стрела 14. Телескопическая стрела 14 состоит из наружной секции стрелы 15, из которой может телескопически выдвигаться гидроцилиндром выдвижения 16 внутренняя секция стрелы 17. На наружной оконечности внутренней секции стрелы 17 на горизонтально расположенной оси качания гидравлического ключа 18 закреплена концевая балка 19. Концевая балка 19 с гидравлическим ключом 10 имеет возможность свободно качаться на оси качания 18 в вертикальной плоскости. Качание концевой балки 19 вниз ограничено упором 20. Ось вращения гидравлического ключа 21 расположена вертикально. Телескопическая стрела 14 имеет возможность поворачиваться относительно вертикальной оси 13 в горизонтальной плоскости при помощи гидроцилиндра поворота 22 и в транспортном положении 23 устанавливается в габарит машины вдоль правого борта рамы 24. Вдоль правого борта машины 24 на переднюю 3 и заднюю 4 площадки рамы под стрелу 23 манипулятора могут устанавливаться балки анодной рамы при необходимости их транспортировки (на рисунках не показаны). Гидравлический ключ 10 служит для откручивания или закручивания замков крепления анодных штырей 25. При откручивании или закручивании гидравлический ключ 10 одевается на замок крепления анодных штырей 25.
Машина работает следующим образом.
Машина, передвигаясь вдоль электролизера, останавливается, стрела 14 из транспортного положения 23 поворачивается в рабочее положение 26 в сторону от машины и позиционируется по одному из замков крепления анодных штырей 25. Гидравлический ключ 10 за счет телескопирования секций стрелы 15 и 17 выдвигается и подводится телескопической стрелой 14 к одному из замков крепления анодных штырей 25 сверху, позиционируется до совпадения оси гидравлического ключа 21 и оси замка крепления анодного штыря 25 и манипулятор 9 опускается за счет телескопирования колонны 12 вниз, а после полного одевания гидравлического ключа 10 на замок крепления анодного штыря 25 производится открытие или закрытие замков 25 гидравлическим ключом 10. Далее гидравлический ключ 10 поднимается за счет телескопирования колонны 12 гидроцилиндром 11 вверх, машина своим ходом передвигается до следующего замка крепления анодных штырей 25 и далее процесс открытия-закрытия всех замков крепления анодных штырей 25 повторяется по цеховой технологической инструкции.
В случае неточности позиционирования гидравлического ключа 10 над замком крепления анодного штыря 25, при опускании гидравлического ключа 10 происходит отклонение концевой балки 19 вместе с гидравлическим ключом 10 на оси качания 18. При этом из-за гибкого шарнирного крепления гидравлического ключа 10 на оси 18 не происходит повреждения механизмов машины из-за несовпадения оси гидравлического ключа 21 с осью замков крепления анодных штырей 25 (показано штрих пунктиром на фиг. 3). В рабочем положении концевая балка 19 с гидравлическим ключом 10 вниз не опускается за счет того, что ее ход вниз ограничен упором 20.
Специфика работ при перетяжке анодной рамы требует совершения на машине многократных маневрирований. Благодаря наличию скосов 5 на нижних углах рамы 2 величина внешнего радиуса поворота нижней части машины уменьшена, что позволяет более удобно маневрировать в корпусе электролиза.
Положительные результаты предложенного технического решения:
Конструкция телескопической стрелы машины со свободно закрепленным с возможностью качания вверх-вниз на манипуляторе гидравлическим ключом по сравнению с аналогом уменьшает ошибки при работе, обеспечивает большее удобство при работе и, следовательно, обеспечивает большую производительность и большую надежность.
Наличие скосов на нижних углах рамы уменьшает ошибки при работе, расширяет возможность маневрирования в корпусах электролиза и, следовательно, увеличивает производительность проведения перетяжки анодной рамы.
Представленные положительные результаты подтверждены проведенными в корпусах электролиза алюминиевого завода производственными испытаниями машины, выполненной согласно формуле изобретения.