Устройство для обработки подошвы самообжигающегося анода алюминиевого электролизера
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5«)5 С 25 С 3/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБг ЕТЕI1éé
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747218/02 (22) 09.10.89 (46) 07.12.91, Бюл, ¹ 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательск>лй ь и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (72) К.К.Рыбкин (53) 669.713(088.8) (56) Чертежи ¹ М229ВО, М229.01 В0, Иркутский филиал ВАМИ, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОДОШВЫ САМООБЖИГАЮЩЕГОСЯ .АНОДА
АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию по обслуживанию алюминиевых электролизеров.
Перед повторным использованием самообжигающегося анода после капитального ремонта электролизера его подошва должна быть обработана: слой застывшего электролита и пропитанной электролитом анодной массы должен быть удален для улучшения проводимости анода. Кроме того, поверхность должна быть выравнека вс избежание токораспределения при обжиге подины электролизера.Цель изобретения — упрощение конструкции и оптимизация процесса обрабатки анода.
Указанная цель достигается установкой на шасси рабочего органа, имеющего привод вращения центрального вала, параллельно и симметрично которому смонтированы не менее двух цилиндрических рабочих инструментов, свободно посаженных на осях и выполненных со смещением центров тяжести сечений.. Ы 1696593 А1 (57) Изобретение 0 I Hoc!4 > >«l «; цветной ме таллуогии, в частности к оборудованию по обслуживанию ал>омиHèåâûx электролизеpGB. Цель — упрощение конструкции и оптим>лзация процссса обработки анода. В устройстве для обработки подошвы саМоо6>кигающегося анодами, имеющем шасси, привод рабочего органа с не менее двумя рабочими инструментами, цилиндрические рабочие инструменты выполнены со смещением центров тяжести сечен>лй и свободно посажены на валы. 4 ил, На осях цилиндрических рабочих органов при их взаимодействии с обрабатываемой поверхностью возникают крутящие моменты, изменяющие траекторию центров тяжести неуравновешенных масс, инерция которых создает тяговое усилие, направленное в сторону необработанной поверхности.
На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, на фиг. 2 — роазреа А-А на фиг.
1; на фиг. 3 — цилиндрический рабочий икструмек —, разрез; на фиг. 4 — расчетная схема.
На шасси 1 устройства устаковлен привод 2 с кликоременкой передачей 3 на вал
4 рабочего органа. На концах вала 4 закрепгены два фланца 5, на которых симметрично и параллелько валу 4 установлены ке менее двух осей б. На осях б свободно смонтирован ы цилиндрические ра 6 о чие иструменть«7, включающие обоймы 8, охватываемые цилиндрами 9с закрепленными ка их образующих шипами 10 лз твердого сплава. Цилиндрические инструменты 7 выполнены со смещением центра тяжести их сечения, Это достигается, например, установкой внутри их грузов
11 и выполнением вырезов 12 в цилиндрах 9, Для обработки подошвы анода устройство устанавливают на направляющие рельсы под анодом, который падвешивается I-Ia м<жтовом кране или устанавливается ка опоры. Включается привод 2 вращения вала
4. Предварительное усилие подачи устройства обеспечивается тем траHcíoðTIIûì средством, с помощью которого устройства транспортируется из корпуса в корпус. После внедрения рабочего органа в тело ансда на длину 25-30 мм подача ега осуществляется автоматически, Механизм подачи иллюстрируется расчетной схемой на фиг, 4.
Рабочий орган при наружном диаметре вращения D и глубине внедрения в тело анода образует на подошве анода цилиндрическую поверхность, сечение которой представляет собой дугу КК1. При вращении вала 4 (вращение происходит против часовой стрелки) оси 6 описывают окружность радиусом R, а неуравнавешекные массы M цилиндрических рабочих инструментов 7— окружность радиусом (R+rI. Центробежная сила препятствует вращению икструмента
7 вокруг оси 6 до момента его касания поверхности анода в точке К. Начиная с этого момента инструмент 7 перекатывается па поверхности КК1, при этом неуравновешенная масса M описывает траекторию АА1 вместо дуги АВ, по которой она должна перемещаться, если бы инструмент 7 не вошел в соприкосновение с анодом.
При сохранении угловой скорости аси 6 (точки С) линейная скорость перемещения массы М вдоль подошвы анода уменьшается нв некоторую величину ЛЧ, значение которой можно оценить по сравнению абсцисс точек
A и AhV=, где и- число оборотов инструXAi и
eeema г, Xai = 2г eln(, гдо P= a, a угол
Q мMо0ж нHо o оoп рpеe деeл и тTIь, задавшись глубиной
D а внедрения 1, I= (1 — cos — ), откуда
Q 28
cps@ = 1 — -
Уменьшение скорости перемещения неуравновешенной массы М па горизонтали является результатом действия горизонтальной составляющей F реакции подошвы анода на наружную поверхность рабочего инструмента 7. Величина этой силы не постоянна, она изменяется ат нуля, когда ни один иэ инструментов ке находится в соприкосновении с обрабатываемой поверхностью, до некоторой максимальной величины на выходе инструмента 7 из саприкосновения с подошвой анода, когда уменьшение скорости Л1/ в единицу времени, т.е. замедление, максимально.
Среднюю величину силы F за один обо5 рот рабочего органа можно определить са следующих соображений,. Энергия, затрачиваемая на торможение одной неуравновешенной массы M в рабочей зоне (угал а) равна
М ЛЧг
Nfi—
При наличии B раба:ем органе t штук рабочих инструментов 7 энергия на торможение их неуравновешенных масс составит величину г ,t M ЛV
Поскольку эта энергия выделяется в ме20 сте контакта рабочего органа с обрабатываемой поверхностью, а каждая точка наружной поверхности рабочего органа проходит эа один его оборот расстояние лО, то среднюю величину силы F можно определить из выра25 жения д- i Mh Ð кО 2.ë D
Варьируя входящими в формулу величиД0 нами, можно довести значение Fcp до оптимального, которое гарантирует максимальную производительность устройства при долговечности ега элементов. при t= 6, M =-5 кг, ЛV = 10 мlс, D =0,6 м тяговое усилие Е,р равно
6 5 10г сР 2 06 =796 кг с
При выходе рабочего инструмента 7 из соприкосновения с подошвой анода центробежная сила возвращает неуравновешенную массу M в исходное положение. Усилив, возникающие при этом, являются внутренними для рабачега органа.
Тяговое усилие F 1696593 / устройства привода подачи, что упрощает конструкцию устройства и его Обслуживание. Кроме того, привод подачи рабочего органа не обеспечивает оптимальной скорости подачи в зависимости от сопротивления обрабатываемого материала, который на разных участках подошвы анода сильно отличается по твердости (сопротивляемость обработки зависит от степени пропитки анодной массы электролитом и от характера неровностей подошвы). Поэтому во избежание поломок привода подачи его кинематика рассчитывается на минимальную скорость соответс-. ующую наибольшей сопротивляемости материала. Ьолее приемлемым приводом подачи в данном случае мог бы быть гидроцилиндр, настраиваемый на определенное усилие, при этом скорость подачи менялась бы автоматически в зависимости от сопротивления обрабатываемой поверхности, Однако при длине хода рабо3 чего органа 10 м гидропривод изготовить весьма проблематично. Предложенное решение при конструктивной простоте выполнения обеспечивает постоянное тяговое 5 усилие и оптимизирует скорость подачи рабочего органа в зависимости от сопротивления обрабатываемой поверхности. Формула изобретения 10 Устройство для обработки подошвы самообжигающегося анода алюминиевого злектролизера, содержащее шасси с приводом рабочего органа, имеющего не менее двух параллельных цилиндрических рабо15 чих инструментов установленных на валах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и оптимизации процесса обработки анода, цилиндрические рабочие инструменты выполнены со смеще-, >0 нием центров тяжести сечений и свободно посажены на валы. 1696593 Оа4 Составитель Л,Кольцова Техред M. Моргечтал Корректор A.Ocàóëåèêî Редактор С,Патрушева производственно-издательский комбинат "Патент"; г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 4282 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открнтиям при ГКНТ CCCP 11I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
