技术|电解多功能天车下料系下料系统故障分析与改造（下）
上篇文章《电解多功能天车下料系统故障分析与改造（上）》我们主要通过实际案例阐述了某电解车间多功能天车原下料系统在运行过程中常见的几种故障，并对其进行了初步改造，但效果太理想。本文就前文提及的下料系统在实际应用中的不足，自行设计了一套新的下料系统，投入生产使用后效果良好。
一、新型下料系统改进方案
新型下料机构如下图1所示。改进设计时，现场测量了下料系统安装空间尺寸、料仓下料口法兰尺寸、减速机电机底座安装尺寸及固定支架尺寸。并根据所选下料方式，确定需要制作的各伸缩料管长度和孔径尺寸等。确定料管与上部法兰间过渡连接管尺寸，各料管间法兰尺寸和连接方式，所需部件均有机械加工人员手动加工制作。
图1 新型下料机构
在设计初期,考虑到仓口与下部卸料口7m落差,采用A、B、C，3级伸缩落料管，避免物料下落时粉尘飞扬，污染空气环境。由于在使用过程中A管与减速装置法兰连接处及上部法兰处受力较大，所以采用厚度16mm钢板焊接制作牢固，并加装焊接固定肋板。
考虑强磁场环境，B管和C管均采用抗磁、耐磨损的不锈钢材质。此外本系统采用较为紧凑的减速装置，省去了旋转装置及油、气缸等，使整个系统显得轻便、操作灵活。
（一）管路机构设计
电机安装座带一方形管口，通过法兰与仓底部相连，法兰中间安装绝缘板，以免电流通过料管影响网路系统。考虑到制作方便和升降顺畅，下料管均采用方管。A管与电机安装座下部管口相连，B管套在A管外，C管套在B管外，通过抗磁不锈钢提升链条实现3级管道伸缩功能。
设上升双限位装置（上升顶板与C管上部法兰焊接在一起，滑杆下部安装感应板，上部安装1个挡杆，防止C管下降时掉落。当C管继续上升时，上升顶板就会将滑杆顶起，滑杆上的感应板随着滑杆往上升，当升到限位开关感应位置时，停止上升动作），下降双限位装置（包括链盒、感应板和双感应开关，原理同上升双限位）。
C管法兰处安装绝缘板（离弯管500mm处），防止加料时，电流通过料管影响网络系统，此绝缘装置与上部法兰板处绝缘装置配合，形成双层绝缘保护作用。在设计时，考虑到上升双限位感应的灵敏性，要求滑杆导向块尽量长，且与导杆间隙小（实际导向块长度为50mm，与滑杆间隙为1.5mm）有效防止感应板晃动大，影响感应装置正常工作。
另外，考虑到A管受弯矩较大，所以采用厚度10mm槽钢制作，与料仓连接法兰采用8套M12螺栓固定，以保证牢靠。B，C 管分别采用厚度2mm和3mm的抗磁不锈钢板制作，靠自重下降。A管与B管之间，B管与C管之间下降行程用挡板和卡板限制，A，B管外分段焊接导向块，管道之间间隙不宜过大，否则会引起管道晃动较大，偏心卡阻等现象。
（二）升降驱动装置设计
升降装置主要由减速装置、链轮和不锈钢链条组成。由于原下料系统钢绳易出现磨损跳槽，不易维护等缺陷，考虑到使用中运行速度不高，不存在载荷变化大和急速反向的情况，所以采用抗磁不锈钢链轮和不锈钢滚子链条传动方式。
（三）驱动机构减速机选型计算
称量B，C管的重量约100kg，提升速度设计要求V＝10m/min照料管管径，取链轮分度圆直径为152mm，齿数为25。由此，速机输出轴转速n＝V/（2πr）＝10/（2×3.14×0.076）＝21r/min，链条节矩p＝dsin180°/z＝152×0.125＝19mm。查表机械设计手册16－1，取p＝19.05。考虑到传输距离和料管尺寸，要求链条长度3.8m，单根链条需200节。链轮轴承受扭矩M＝100×9.8×0.076＝75 N·m
选定的电机功率P＝0.75kW转速n＝1460r/min，因此电机输出扭矩T＝9550P/n＝9550×0.75/1460＝4.9 N·m
选定减速机传动比i＝58，因此减速机输出扭矩T＝9550×P×i×η/n。取使用系数η＝1.25。那么减速机输出扭矩T＝9550×0.75×58×1.25/1460＝355N·m
经测算，选择完全满足使用要求的斜齿轮——伞齿轮减速机KH57/TDT80，安装方式采用M1。
二、改进结果评估
下料系统改进后投入使用至今已10个月，据跟踪使用及操作人员反应具备以下5项优点：
1、设计新颖，构思巧妙，结构简单，操作方便，造价低，总重量较其他厂家的改造减少2/3以上；
2、加料时间短，原加料时间为30min，现为2～3min，提高了设备的劳动生产效率；
3、加各种电解用粉料皆通畅且流量大，从未出现有堵料情况；
4、省去了液压装置及旋转系统，可靠性提高，无故障运行超过60d，10个月出过6次故障。处理故障的时间缩短，备件、修理人工等运行费用低；
5、进行了PLC重新编程控制，控制信息更直观，故障报警信息更详细具体。
该套电解多功能天车下料系统，设计轻巧简便，投入生产使用后效果良好，大大提高了设备运行效率。企业可根据自身实际用于生产实践。
