淺談OUTOTEC陽極整形聯(lián)動機(jī)組優(yōu)化改造

劉連文

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽銅陵 244000）

0.概述

OUTOTEC陽極整形聯(lián)動機(jī)組是金隆公司2006年從芬蘭OUTOTEC公司引進(jìn)的電解銅陽極板整形裝置、排列裝置，主要有陽極板批量接受站，批量臺車及鏈運(yùn)機(jī)構(gòu)，壓耳機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)與橫送鏈運(yùn)機(jī)構(gòu)，整形壓力機(jī)，吊耳切削機(jī)構(gòu)，提升鏈運(yùn)機(jī)構(gòu)，陽極板排列鏈運(yùn)機(jī)構(gòu)，輸出臺車，準(zhǔn)備架機(jī)構(gòu)。設(shè)計能力為500塊/小時。

1.優(yōu)化改造前主要存在的問題

（1）目前金隆陽極板基準(zhǔn)控制長為1089mm左右，電銅下沿偏薄，根據(jù)產(chǎn)生的要求，希望陽極板能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上盡量加長，陽極板在機(jī)組某些機(jī)構(gòu)內(nèi)通過困難，同時陽極板在通過1#、2#轉(zhuǎn)運(yùn)時倒板現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重影響整個聯(lián)動機(jī)組作業(yè)效率。（2）聯(lián)動機(jī)組底銑機(jī)構(gòu)夾鉗各鉸鏈銷軸斷裂頻繁，1#、2#轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)、橫送鏈導(dǎo)向裝置設(shè)計缺陷等問題，造成設(shè)備及物料故障較多，機(jī)組作業(yè)效率較大。陽極板外型尺寸與設(shè)計尺寸存在一定的偏差，壓耳機(jī)構(gòu)及陽極切削機(jī)構(gòu)存在一定的設(shè)計缺陷，切削穩(wěn)定性差，切削效果不理想，造成陽極板整形加工后懸垂對生產(chǎn)造成一定的影響。

2.主要改造內(nèi)容

2.1 聯(lián)動機(jī)組適應(yīng)陽極板加長改造

改造前，基準(zhǔn)控制長為1089mm左右，根據(jù)公司要求，陽極板需要加長21mm，按照陽極機(jī)組現(xiàn)有情況，加長后的陽極板在機(jī)組某些機(jī)構(gòu)內(nèi)通過，為了解決問題，滿足生產(chǎn)的需要。對如下機(jī)構(gòu)進(jìn)行局部改造[1]。

（1）1#轉(zhuǎn)運(yùn)裝置改造：陽極板加長21mm后，陽極板通過轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)時與下沿防倒裝置容易碰撞，造成倒板現(xiàn)象，將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置托板由755mm加高到777mm，有效解決加長后的陽極板能夠順利通過1#轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。（2）2#轉(zhuǎn)運(yùn)裝置改造：陽極板加長15mm后，陽極板通過2#轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)時與下沿防倒裝置容易碰撞，造成倒板現(xiàn)象，將轉(zhuǎn)運(yùn)裝置托板由400mm加高到415mm，有效解決加長后的陽極板能夠順利通過2#轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。（3）側(cè)銑下沿頂起機(jī)構(gòu)改造。在陽極板加長21mm以后，陽極板無法通過此機(jī)構(gòu)托板，為了保證陽極板被頂起時其在側(cè)銑機(jī)構(gòu)位置不變，采取將陽極板下沿托板進(jìn)行改造，托板固定螺栓孔位置不變，托板V型口下降20mm，托板高度由200mm減少到180mm。（4）清掃鏈鏈板改造。陽極板在切削機(jī)構(gòu)移動時，吊耳切削后的削通過清掃鏈進(jìn)行排削，改造前陽極板下沿與過清掃鏈之間有26mm的距離，陽極板加長改造后距離只有5mm左右，沒有足夠安全距離的情況下，陽極板有時會被清掃鏈頂起。吊耳無法正常切削。有時陽極板在切削鏈與提升過渡機(jī)構(gòu)位置由于陽極板跑位，陽極板一邊能夠被提升鏈帶起，另外一邊沒有被帶上造成掉板現(xiàn)象。通過對鏈板上部分高度減少5mm，下部分高度不變，這樣陽極板下沿與清掃鏈之間的距離將增加到10mm左右，能夠保證陽極板下沿與清掃鏈之間足夠的安全距離，較好的解決陽極板被清掃鏈頂和切削鏈與提升過渡機(jī)構(gòu)位置的掉板問題。

通過以上問題的解決，陽極板加長21mm以后，陽極機(jī)組能夠滿足生產(chǎn)的需要。

2.2 提升聯(lián)動機(jī)組作業(yè)效率、加工質(zhì)量的改造

金隆公司PC電解陽極板儲備能力只有4槽，聯(lián)動機(jī)組作業(yè)效率是保證正常生產(chǎn)的前提，這要求整改機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、故障低，特別是不能有影響時間長（1h以上）的故障。改造前主要故障有1#、2#轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)位置掉板多，驅(qū)動軸斷裂頻繁，橫送鏈磨損、斷銷、卡板，底銑機(jī)構(gòu)夾鉗各鉸鏈銷軸斷裂頻繁問題，切削質(zhì)量不穩(wěn)定，影響機(jī)組的作業(yè)效率及加工質(zhì)量。主要改造如下。

（1）橫送鏈的改造。由于陽極板粉塵多，橫送鏈潤滑環(huán)境差，橫送鏈導(dǎo)向輪軸套、鏈銷及銷套磨損快，橫送鏈?zhǔn)褂脡勖挥幸荒曜笥?，陽極機(jī)組驅(qū)動軸容易斷裂，斷裂時檢修時長。改造措施是將橫送鏈導(dǎo)向鏈的軸套改為免潤滑的軸承，如圖1所示，解決了潤滑環(huán)境差造成導(dǎo)向輪軸套磨損快的問題，同時整改后鏈條阻力減少，解決了橫送鏈驅(qū)動軸、從動軸容易斷裂的問題。通過改造，鏈條的使用壽命達(dá)到2年以上，鏈銷斷裂問題得以解決。

圖1 橫送鏈導(dǎo)向滾結(jié)構(gòu)圖

（2）1#、2#轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)改造。陽極機(jī)組轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的驅(qū)動軸處于非對稱性循環(huán)應(yīng)力工作狀態(tài)，驅(qū)動軸太?。é?0），軸的強(qiáng)度滿足不了使用要求，容易斷裂。上下從動軸鎖緊螺母容易松動。改造前轉(zhuǎn)運(yùn)裝置齒輪軸固定螺栓容易松動、軸斷裂、定位不準(zhǔn)確等，嚴(yán)重影響陽極機(jī)組正常作業(yè)。改造措施：將驅(qū)動軸和小齒輪做成一體，驅(qū)動軸的直徑由φ30加大到φ55。材質(zhì)改為40Cr，調(diào)質(zhì)到260HB～280HB，齒輪表面高頻淬火到40HRC等改善軸的受力條件，同時選擇抗沖擊的材料和合適的熱處理方式。上下從動軸鎖緊螺母容易松動，將軸與鎖緊螺母處的螺紋改為正反螺紋，并配置正反螺母，取代鎖緊墊圈+螺母的形式。

（3）底銑夾鉗改造。陽極板耳部切削時通過上部兩個吊耳夾鉗與下部兩個下沿夾鉗進(jìn)行定位。吊耳切銑時對耳部下沿進(jìn)行平行切削，銑刀推進(jìn)速度為0.5m/s，轉(zhuǎn)數(shù)為2950rpm，耳部切銑寬度60mm，在推進(jìn)切銑時，耳部將會受到一個較大的水平力與向上推擠力，合成后形成斜向上的力。如圖2所示。

圖2 陽極板吊耳切銑推進(jìn)受力圖

如果夾鉗夾緊力不夠、切銑時耳部的定位穩(wěn)定性差，造成切銑平整性差，切銑面成弧型，陽極板加工后懸垂差，電解裝槽作業(yè)速度得以提高，出銅操作員工的勞動強(qiáng)度大，對生產(chǎn)影響較大。改造措施是陽極機(jī)組底銑夾緊機(jī)構(gòu)安裝尺寸與原裝一致，各個鉸鏈軸銷由原來的φ25加大到φ30，油缸缸徑由φ50加大到φ60，活塞桿由φ28加大到φ32mm，并保證能順利安裝在原來夾緊上。夾緊力由原來的2.4噸增加到3.5噸。通過改造，夾緊力增加60%，由于底銑夾緊的夾緊力提高，陽極板切削時的穩(wěn)定性較好，有利于切削刀力量的平穩(wěn)，提高吊耳切削的平整度。陽極板懸垂有效改善。由于陽極板懸垂?fàn)顩r得以改善，作業(yè)速度得以提高，出銅操作員工的勞動強(qiáng)度減少。

（4）壓耳動壓板力量優(yōu)化集中。由于銅模尺寸偏差較大，陽極板吊耳下部相對圓弧往上翹，如果壓耳機(jī)構(gòu)不能及耳下部壓平，切銑時無法銑到或者切銑量大大增加，都將對陽極加工懸垂造成影響，嚴(yán)重影響裝槽質(zhì)量。根據(jù)耳部情況，將動壓板靠外增加厚度6mm，使壓板的力量向耳部外邊進(jìn)行力量集中優(yōu)化。通過優(yōu)化能夠有效增強(qiáng)類似耳部的校平能力，提高陽極板總體加工懸垂。

3.結(jié)語

通過以上機(jī)構(gòu)改造，聯(lián)動機(jī)組的效率由250塊/小時左右提高到現(xiàn)在的400塊/小時以上，能夠滿足現(xiàn)有生產(chǎn)350塊/小時的要求，在陽極板備能力很低的情況下很少影響PC電解生產(chǎn)作業(yè)，陽極板整形、切削后懸垂得到了有效保障，同時實(shí)現(xiàn)了陽極板加長21mm的目標(biāo)。