Папнтно- ^,,

ОПИСАНИЕ

И 3 ОБРЕ ТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coes Соеетскик

Сециалистичвскик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.VII.1965 (№ 1015574/22-1) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.Х.1969. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 17.III. 1970

Комитет по делам иаосретвний и открытий при Совете Министров

СССР и е jj 1; тйа

Авторы изобретения

Л 1й-дП.ВТ1т0н. зайцев, В. В. Болдин и т, в, майи 1ц

Т 1еИ 1ЕСвй,Ag

Всесоюзный научно-исследовательский и проектны инстВЩвйНОТЕКд алюминиевой, магниевой и электродной промыш

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ПЕРЕСТАНОВКИ АНОДНЫХ

ШТЫРЕЙ АЛЮМИНИЕВОГО ЗЛЕКТРОЛИЗЕРА С ВЕРХНИМ

ПОДВОДОМ ТОКА

Й настоящее время на алюминиевых заводах, оборудованных электролизерами с верхним подводом тока, анодные штыри извлекают и переставляют при помощи мостового крана, снабженного кареткой, вертикальной штангой и кабиной, в которой установлены механизмы для вращения (разворота) и подъема штыря. Крутящий момент передается штанге с помощью квадратного гнезда, вращаемого приводом. Крутящий момент и осевая сила при извлечении штыря прикладываются одновременно.

Предложенное устройство, смонтированное на мостовом кране, отличается от известного тем, что механизм для подъема штыря выполнен в виде системы рычагов, шарнирно соединенных с кареткой и приводимых в движение в горизонтальной и вертикальной плоскостях гидроцилиндрами, а механизм для вращения соединен захватом непосредственно с головкой штыря и кинематически связан с механизмом для контактирования зажимов со штырем.

Кроме того, электродвигатель механизма для вращения штыря расположен соосно с планетарным редуктором, выходной вал которого имеет захват для соединения со штырем.

Механизм для контактирования зажимов со штырем снабжен телескопическим валом, конической парой шестерен и механическим ключом, перемещаемым в горизонтальной плоскости гидроцилиндром.

При такой,конструкции устройства повышается надежность и срок его службы, а также уменьшаются вес и габаритные размеры мостового крана по высоте.

На фиг 1 изображен рычажный механизм для подъема штыря в сборе с механизмом для его вращения и механизмом для контактирования зажимов со штырем; на фпг. 2— то же, вид в плане; на фнг. 3 — разрез по

А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез по Б — Б на фиг. 1; на фиг. 5 — кинематическая схема

15 рычажного механизма для подъема штыря; на фиг. 6 — кинематическая схема планетарного трехступенчатого редуктора механизма для вращения штыря и механизма для контактирования зажимов со штырем; на фнг. 7—

20 схема установки устройства на мостовом кране.

Устройство для извлечения и перестановки анодных штырей алюминиевого электролизера с верхним подводом тока состоит из сле25 дующих основных узлов: рычажного механизма для подъема штыря, механизма вращения (разворота) штыря и механизма для контактирования зажимов со штырем.

Рычажный механизм для подъема штыря

30 состоит нз станины 1, каретки 2, роликов 8, 254105

15 гидроцилиндров 4 для горизонтального перемещения рычага, силовых гидроцилиндров 5 для вертикального подъема, гидроцилиндра б подъема, трубчатых осей 7, основного рычага 8 с вилкой 9, вспомогательных рычагов 10 с вилками, ролика 11 и оси 12 рычага.

Механизм вращения содержит электродвигатель 18, кулачковую муфту 14, планетарный редуктор, состоящий из трехступенчатой передачи 15, выходного водила lб, штыревой штанги 17, захвата 18 штыря, корпуса 19 редуктора с цапфами 20, чехла 21 штыревой штанги.

Механизм для контактирования состоит из зубчатой передачи, 22, чехла 28 передачи, телескопического вала 24, трубчатой рейки 25, конической зубчатой пары 2б, механического ключа 27, гидроцилиндра 28 горизонтальной подачи, гидроцилиндра 29 вертикального перемещения рейки 80 и ускорительной зубчатой передачи 81.

Рычажный механизм накладывает вертикальную осевую силу на анодный штырь, подлежащий извлечению из угольного тела анода электролизера.

Штырь после отрыва от угля поднимается на нужную высоту для переноса нижнего его конца над электролизером.

Необходимое вертикальное усилие на конце рычага 8 развивается с помощью системы гидравлических цилиндров, установленных у шарнирного крепления рычага. В качестве базы, воспринимающей реактивные силы, возникающие при перемещении рычага 8 гидроцилиндрами, используется станина 1 и каретка 2.

При извлечении штыря конец рычага должен перемещаться вертикально вверх, чтобы штырь не касался контактных поверхностей анодной ошиновки.

Для обеспечения движения конца рычага по прямой (в начале хода вверх) применена кинематическая система, состоящая из гидроцилиндров 5, каретки 2, гидроцилиндра 4, криволинейной и прямолинейной направляющих в станине 1. Перемещение каретки 2 по горизонтальной на правляющей станины на величину а (см. фиг. 5), а роликов 11 — по криволинейной направляющей станины обеспечивает перемещение конца рычага 8 по вертикальной прямой на участке б. Для упрощения кинематики механизма конец рычага, пройдя участок б, движется по кривой. На участке в при этом центром дуги, описываемой концом рычага, является ось 12, которая в этот момент неподвижна относительно станины 1, так как каретка 2 дошла до упора.

Цилиндры 5 являются силовыми, т. е. развивающими полную подъемную силу, необходимую для извлечения штыря. Величина хода цилиндров 5 определяется ходом конца рычага по прямому участку б, дальнейший подьем осуществляется цилиндром б.

Рычаг перемещается цилиндром 4 по горизонтали одновременно с действием на него

65 цилиндров 5, что позволяет «обкатывать» профильную часть станины без больших механических нагрузок, так как вертикальные и горизонтальные составляющие сил, развиваемых гидроцилиндрами, создают уравновешенную систему сил.

В момент подъема рычага со штырем масло подается компрессором только в цилиндры 4 и 5. Цилиндр б засасывает масло из масляного бака. Цилиндры 5 имеют ограниченный ход и после подьема рычага на высоту б отсоединяются от опорной оси рычага, и дальнейшее его движение производится только с помощью цилиндра б, в который в момент отключения цилиндров 5 начинает подаваться масло под давлением.

При опускании рычага сначала масло выпускается из цилиндров 5, а затем из цилиндра б; в цилиндр 4 масло подается под незначительным давлением в заднюю полость. Скорость подъема рычага определяется производительностью масляного компрессора и регулирующих устройств, а скорость опускания— скоростью выпуска масла из цилиндров, при этом свободное падение механизма вращения и его штанги с захватом на головку штыря исключается, так как истечение масла происходит под действием подвижных частей механизма, поэтому в момент его опирания на штырь истечение масла прекращается.

Рычаг 10 является вспомогательным и предназначен для удержания механизма вращения в вертикальном положении во время работы механизма.

Вилка 9 воспринимает и передает на рычаг реактивный крутящий момент во время разворота анодного штыря. Горизонтальная сила, возникающая на шарнирном конце рычага, воспринимается осью 12 и внутренними выступами станины 1. Ось 12 упирается в стальные каленые накладки, закрывающие горизонтальные проемы в станине 1.

При извлечении анодных штырей требуется приложить к ним крутящий момент большой величины. В механизме вращения с помощью планетарного трехступенчатого редуктора кру. тящий момент, развиваемый электродвигателем 18, преобразуется в момент нужной величины.

Перед извлечением штыря механизм вращения с помощью захвата 18 соединяется с его головкой, кулачковая муфта 14 соединяет вал электродвигателя с валом редуктора (муфта приводится в действие электромагнитом) .

После включения электродвигателя крутящий момент передается штырю. Реактивный момент, образующийся на корпусе редуктора, передается его цапфами на вилки рычага вертикального подъема.

Данный механизм вращения штыря без каких-либо изменений может быть использован в сочетании с другим устройством вертикального подъема, например в сочетании с телескопической штангой.

254105

Перед началом извлечения из анода штырь должен быть освобожден от прижимных (контактных) устройств.

Механизм контактирования (см. фиг. 6) предназначен для приведения в действие контактных устройств, имеющих горизонтальный прижимной болт, с которым может соединяться ключ 27.

Механизм работает следующим образом.

После установки захвата 18 на головку анодного штыря с помощью цилиндра 29 и зубчатой передачи 81 ключ 27 устанавливается (опускается) соосно с прижимным болтом контактного устройства электролизера. Цилиндром 28 ключ перемещается в сторону контакта и надевается на головку болта. Муфта отключает электродвигатель 18 от вала планетарного редуктора. После этого электродвигатель включается и с помощью передачи 22, телескопического вала 24, конической пары 26 начинает вращать в нужную сторону ключ 27, соединенный с контактным болтом зажима.

После освобождения зажима цилиндром 28 ключ снимается с головки болта и включается с помощью муфты 14 механизм вращения штыря. В момент установки очищенного анодного штыря в анод электролизера положение ключа по высоте соответственно корректируется.

После установки ключа против контактного болта вся система механизма контактирования снова приводится в действие, затягивает контакт и закрепляет штырь.

На чертеже показано два механизма контактирования. Это вызвано необходимостью обслуживания контактов наружных и внутренних рядов штырей.

Механизм контактирования может быть применен и для обслуживания контактных устройств с вертикальными валами, например экоцентриковых зажимов. В этом случае он может отличаться от предлагаемого отсутствием конической пары 2б и вертикальным расположением ключа 27, соединенного непосредственно с валом 24.

Для наводки штанги механизма на анодный штырь, подлежащий извлечению, необходимо иметь возможность перемещать его в поперечном и продольном направлениях относительно продольной оси электролизера. Такие перемещения могут осуществляться мостовым электрическим краном, для чего предлагаемый механизм устанавливается на его тележке 82.

В случае применения устройства для извлечения штырей из анодов кольцеобразной

5 формы на кране должно быть установлено поворотное приспособление, позволяющее радиально перемещать устройства прп совмещенном центре поворотного приспособления с центром кольцевого анода. Устройство с по10 воротным приспособлением позволяет с одной установки моста крана извлекать любой нз штырей, установленных в кольцевом аноде.

На тележке крана устанавливается масляная система 88 (баки, насосы и т. д.) для пп15 тания гидроцплиндров механизма подъема и гидроцилиндров управления механизма контактирования.

На кране устанавливается кабина с пультом управления и кассетами для приема нз20 влекаемых штырей и с запасом очищенных штырей, устанавливаемых в анод на место извлеченных.

Предмет изобретения

25 1. Устройство для извлечения и перестановки анодных штырей алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. включающее перемещающуюся каретку и механизмы для вращения и подъема штыря, от.гичаюгиееся

30 тем, что, с целью повышения надежности и срока службы устройства, а также уменьшения веса и габаритных размеров мостового крана по высоте, механизм для подъема штыря выполнен в виде системы рычагов, шарнирно соединенных с кареткой и приводимых в движение в горизонтальной и вертикальной плоскостях гидроцилиндрамп, а механизм для вращения соединен захватом непосредственно с головкой штыря и кинематическп связан с

40 механизмом для контактнровапия зажимов со штырем.

2. Устройство по п. 1, отличаюигееся тем, что электродвигатель механизма для вращения штыря расположен соосно с планетарным

45 редуктором, выходной вал которого снабжен захватом для соединения со штырем.

3. Устройство по и. 1, от.гичаюигееся тем, что механизм для контактнровання зажимов со штырем снабжен телескопическим валом, конической парой шестерен и механическим ключом, перемещаемым в горизонтальной плоскости гидроцилиндром.

254105 гв

Фиг. b

4Фсл

Ялекгтрюлизер

Составитель Г. Григоренко

Техред 3. Н. Тараненко Корректор А. С. Колабин

Редактор В. Борисова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 459/14 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5