鋁用陽(yáng)極系統(tǒng)水平振動(dòng)篩改造設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、鋁用陽(yáng)極系統(tǒng)水平振動(dòng)篩改造與應(yīng)用汪 東 衛(wèi)鎮(zhèn)東（山東省，鄒城市，兗礦集團(tuán)科澳公司電解鋁廠，273515）摘要：水平振動(dòng)篩是鋁用陽(yáng)極制造的一個(gè)重要設(shè)備，主要用于篩分陽(yáng)極配料所需的三種原料，對(duì)配料精度和產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用，因此，該設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，在生產(chǎn)中起著非常重要的作用。針對(duì)目前我廠三臺(tái)振動(dòng)篩存在的嚴(yán)重問(wèn)題，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)改造，大大提升了水平振動(dòng)篩運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和生產(chǎn)效率，大大降低了維修成本和維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為陽(yáng)極高效穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。關(guān)鍵詞：水平振動(dòng)篩；技術(shù)改造；篩網(wǎng)；空氣彈簧；穩(wěn)定性Aluminum anode system transformatio

2、n and application of horizontal vibration sieveWangdong Weizhendong（Smelter of YANCON KEAU Aluminium CO.,LTD. Zoucheng City,ShanDong Pro. 273515）Abstract : Horizontal vibration sieve is an important equipment in the aluminum anode manufacturing. It is mainly used for screening three kinds of materia

3、ls for anode mixture, and screening result palys a decisive role in the batching precision and the product quality. Therefore, The stable operation of theequipment plays an important role in theproduction. At present, aiming at the seriousproblems existing at the three vibratingsieves in ourfactory

4、,combined with the actual production, we have carried on the technological transformation. After the transformation, that enhances the level vibration sieves stability, reliability and production efficiency in the operation, and reduces the cost of repair and the labor intensity of the workers, whic

5、h provide the guarantee for high and stable production of anode.Key words: Horizontal vibration sieve ; Technical reformation; Screen mesh; air spring; Stability.在鋁用陽(yáng)極配料混捏系統(tǒng)中，各物料配方的精準(zhǔn)度離不開(kāi)高效穩(wěn)定的篩分系統(tǒng)。在篩分系統(tǒng)中，水平振動(dòng)篩又是一個(gè)相當(dāng)重要的設(shè)備，主要用于篩分陽(yáng)極配料所需的三種原料（石油焦、殘極和生碎），對(duì)配料精度和產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用，因此，該設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，在生產(chǎn)中起著非常重要的作用。針對(duì)目前我廠

6、三臺(tái)振動(dòng)篩存在的嚴(yán)重問(wèn)題，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)改造，大大提升了水平振動(dòng)篩運(yùn)行中的穩(wěn)定性、可靠性和生產(chǎn)效率，同時(shí)，降低了維修成本和維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為陽(yáng)極高效穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。1.水平振動(dòng)篩存在的問(wèn)題陽(yáng)極成型車(chē)間共有三臺(tái)水平振動(dòng)篩，使用過(guò)程中存在著如下問(wèn)題：第一、水平振動(dòng)篩采用橡膠彈簧減震，在振動(dòng)篩分過(guò)程中，剛性過(guò)大，減振效果差，對(duì)基礎(chǔ)和上部的振動(dòng)篩沖擊性較大，致使基礎(chǔ)經(jīng)常松動(dòng)，并且，振動(dòng)篩篩網(wǎng)經(jīng)常損壞，維修率居高不下。第二、篩網(wǎng)制造結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，即直接用壓板剛性壓接，在振動(dòng)過(guò)程中容易松動(dòng)并損壞。第三、水平振動(dòng)篩篩網(wǎng)安裝方式存在缺陷，篩網(wǎng)與支撐梁采用剛性張緊，運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和

7、物料的沖擊容易使篩網(wǎng)破損，造成配料混捏系統(tǒng)的配方失效，嚴(yán)重影響陽(yáng)極質(zhì)量。第四、設(shè)備故障率增高，維修次數(shù)增多。首先，增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度；其次，增加了維修成本，最終，很大程度上影響了陽(yáng)極生產(chǎn)。針對(duì)以上存在問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，決定對(duì)水平振動(dòng)篩的減振方式和篩網(wǎng)的安裝方式進(jìn)行技術(shù)改造。2.水平振動(dòng)篩改造方案2.1改變篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式和安裝方式改變篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)改變?cè)趶埦o篩網(wǎng)的過(guò)程中起到了重要的作用，篩網(wǎng)由原先用角鋼和扁鐵夾緊制作（如圖1所示）改為由一塊厚2mm、長(zhǎng)與篩網(wǎng)寬邊同長(zhǎng)、寬200mm的鋼板沿寬邊對(duì)折折彎并夾住篩網(wǎng)，用折彎?rùn)C(jī)把鋼板和篩網(wǎng)同時(shí)彎曲處理（如圖2所示），改造后的篩

8、網(wǎng)解決了篩網(wǎng)張緊時(shí)因振動(dòng)和物料沖擊導(dǎo)致篩網(wǎng)邊緣松散的問(wèn)題。圖1. 原篩網(wǎng)固定方式Tag1. The original screen fixation.圖2. 改造后篩網(wǎng)張緊邊形狀示意圖Tag2. After the transformation of the screen tensioning edge shape diagram.安裝方式改造后，篩網(wǎng)的折彎部分和張緊筋板用螺栓進(jìn)行固定，形成一體結(jié)構(gòu)，方便張緊螺栓的張緊，如圖3所示，同時(shí)，在篩網(wǎng)支撐架上方增加耐磨橡膠墊，如圖4所示，一是篩網(wǎng)在夾緊彎曲后，篩網(wǎng)的張緊部分形成很好的防松結(jié)構(gòu)，防止振動(dòng)篩運(yùn)行時(shí)因振動(dòng)引起的篩網(wǎng)松散；二是在篩網(wǎng)下方增加減

9、振墊，篩網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)因振動(dòng)和物料的沖擊而磨破篩網(wǎng)。圖3. 篩網(wǎng)張緊剖面示意圖Tag3. A screen tensioning section diagram.圖4. 水平振動(dòng)篩篩網(wǎng)安裝示意圖Tag4. Horizontal vibration sieve screen installation diagram.2.2振動(dòng)篩減震方式的改造 12.2.1 由橡膠彈簧改為橡膠空氣彈簧橡膠空氣彈簧比橡膠彈簧有如下的優(yōu)點(diǎn)，其圖樣與選擇尺寸如圖5所示：第一，橡膠空氣彈簧具有非線(xiàn)性特性，可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)；第二，空氣彈簧的彈力便于調(diào)整，可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整空氣的壓力來(lái)調(diào)整彈力。第三，空氣彈簧能同時(shí)承

10、受軸向和徑向載荷，也能傳遞扭矩，通過(guò)內(nèi)壓調(diào)整得到不同的承載能力，因此能適應(yīng)多重載荷的需要；第四，與鋼性彈簧或橡膠塊相比，空氣彈簧壽命較長(zhǎng)；第五，便于調(diào)節(jié)振幅，避開(kāi)設(shè)備共振；第六，空氣彈簧緩沖減震性能好，能提高設(shè)備的使用壽命。其圖樣與選擇尺寸如圖5所示： 圖5、空氣彈簧實(shí)樣及尺寸Tag5. Air spring is kind and size.2.2.2空氣彈簧選型對(duì)于空氣彈簧的選型，根據(jù)水平振動(dòng)篩整體重量M1=3000Kg、振動(dòng)高度h=30mm、篩分料的重量M2=100Kg、振動(dòng)周期T=60/1500=0.04s，計(jì)算得出振動(dòng)篩在振動(dòng)時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的沖擊壓力F。重力作用下速度因振幅小，所以重力作用

11、下的速度幾乎為零，忽略不計(jì)，運(yùn)行時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)得出的線(xiàn)速度V2為： V=r (1.1) 電機(jī)速度約為1500r/min，式中12.5m/s，激振器旋轉(zhuǎn)半徑為：15mm；（M1+ M2）V = FT （1.2）即： =145312N （1.3）把沖擊力換算成重量G為： G=F/(g1000)=14531214.6t (1.4) 式中g(shù)=10N/Kg; 根據(jù)1.4式得出水平振動(dòng)篩在振動(dòng)時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力為14.6噸?？紤]到空氣彈簧的安裝空間，選用了公稱(chēng)通徑為230mm的空氣彈簧，并且，根據(jù)水平振動(dòng)篩對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力，選用了8個(gè)空氣彈簧并合理布局減震，滿(mǎn)足運(yùn)行要求。選型的規(guī)格和指標(biāo)如表1和表2所示。表1.空

12、氣彈簧法蘭形式規(guī)格及裝配尺寸Tab1. Air spring flange specifications and assembling size法蘭形式曲數(shù)公稱(chēng)通徑（mm）外徑（mm）端部外徑（mm）高度（mm）JBF2230280200140在0.70Mpa時(shí)曲囊最大外徑300mm。表2.空氣彈簧性能指標(biāo)Tab2. Air spring performance index名稱(chēng)單位適應(yīng)值適用介質(zhì)水、空氣工作壓力Mpa0.7爆破壓力Mpa2.0疲勞試驗(yàn)次100萬(wàn)最低壓縮高度mm70安全伸長(zhǎng)高度mm1700.7Mpa時(shí)承載重量為2908Kg3 振動(dòng)篩改造前后的效益分析根據(jù)對(duì)單臺(tái)振動(dòng)篩改造前后經(jīng)濟(jì)效

13、果比較，一年內(nèi)振動(dòng)篩使用配件維護(hù)費(fèi)用和改造費(fèi)用數(shù)據(jù)對(duì)比如表3所示。表3.水平振動(dòng)篩維護(hù)和改造費(fèi)用對(duì)照表Tab3. Horizontal vibration sieve maintenance control table.對(duì)比類(lèi)型改造前改造后減震類(lèi)型橡膠彈簧空氣彈簧減震使用數(shù)量16個(gè)8個(gè)減震更換周期4個(gè)月3年一年內(nèi)減震消耗數(shù)量48個(gè)無(wú)一年內(nèi)消耗減震總價(jià)格11520元12000元一年內(nèi)篩網(wǎng)消耗數(shù)量48片8片一年內(nèi)消耗篩網(wǎng)價(jià)格139200元23200元一年內(nèi)配件消耗總價(jià)格150720元35200元從2011年10月份改造完成至今，經(jīng)過(guò)一年多的的運(yùn)行，得出了表4的所有對(duì)比數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行

14、比較，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，保證了設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)，穩(wěn)定了陽(yáng)極的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)設(shè)備基礎(chǔ)、提高篩分效率和降低設(shè)備維護(hù)成本的目的。在設(shè)備維護(hù)費(fèi)用中，能節(jié)約出部分資金作為其他設(shè)備的維護(hù)費(fèi)使用，為節(jié)支降耗工作提供有力的技術(shù)支持。表4.水平振動(dòng)篩各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)改造前后對(duì)比表Table4. Horizontal vibration sieve the parameters comparison table.篩分速度篩分純度故障次數(shù)篩網(wǎng)損壞減震更換改造前20t/h80%20次/年48片48個(gè)/年改造后24t/h85%無(wú)0片無(wú)4. 結(jié)論通過(guò)對(duì)水平振動(dòng)篩篩網(wǎng)安裝方法及減振彈簧選型的改造，提高了振動(dòng)篩的可靠性和

15、穩(wěn)定性，提升了振動(dòng)篩的整體性能。主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。第一，振動(dòng)篩對(duì)樓板的沖擊被空氣彈簧吸收，水平振動(dòng)篩對(duì)樓層的沖擊明顯減小3。第二，空氣彈簧的彈性比橡膠減振好，振動(dòng)頻率穩(wěn)定，篩分粒度均勻，物料配比精度同比上升2%。第三，改變了篩網(wǎng)的安裝方式，篩網(wǎng)和整個(gè)振動(dòng)篩形成了一體，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。大大提高了設(shè)備的使用效率和生產(chǎn)效率,給車(chē)間正常生產(chǎn)提供了設(shè)備保障。第四，改造后，篩網(wǎng)壽命大大增加,由改造前每月?lián)Q兩次篩網(wǎng),到現(xiàn)在兩年換一次篩網(wǎng),使篩網(wǎng)壽命提高了48倍,同時(shí)電機(jī)、激振器損壞率也大大降低，振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)不僅大大降低了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還大大降低了維修成本，每年可節(jié)約振動(dòng)篩維修費(fèi)用8萬(wàn)元/臺(tái),三臺(tái)可節(jié)約近150萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)