一種電解鋁多功能天車軌道的優化與改造探討

王素粉

（三門峽職業技術學院，河南 三門峽 472000）

鋁電解多功能天車，是電解鋁廠的關鍵設備之一。其擔負著電解質結殼的破碎作業、氧化鋁添加作業、清理鏟撈渣、更換陽極、吊運真空抬包作業、槽上部機構吊運檢修、物品吊運的多功能化作業，同時兩臺車聯動還可進行電解槽上部整體機構的吊運作業。多功能天車的實際運行率，也就是直接影響電解生產能否正常進行的關鍵。

本文根據電解鋁多功能天車軌道中壓板松動所提出的問題，并對現有的設備進行改造，根據運行情況檢驗，該方案能達到良好的效果。

1 天車道軌緊固介紹

三門峽職業技術學院機電系和周邊大中小企業合作后，發現天元鋁業全功能電解鋁天車的狀況是：天車自身總質量為60 t，因兩跨平行度、直線度誤差較大，又采用加固鋼筋二次抹面找平方法，壓板以每500 mm 間距用Φ 20 mm 螺栓固定在傳統壓板緊固QU100mm 軌道上。運行中，長期存在著壓板松動、軌道大幅度彎曲、兩跨間距不等、二次抹面混凝土損壞與多功能天車機組無法正常行走的問題，直接影響單位正常生產。

該廠成立“軌道維修班”，每次維修后，只能運行3 天。為此，我們通過分析總結出一套有效的解決方案。圖1 為原安裝形式。

多功能天車分6 組車輪組在兩跨為QU 100 mm鋼軌上運行。車間采用混泥土結構梁澆注預留孔，用Φ20 mm 螺栓固定車間廠房全長。

圖1 天車原安裝形式

2 受力分析

該廠采用傳統形式澆注預留螺栓孔，根據空口直徑，最大可以采用Φ 22 mm 螺栓。電解廠房全長近500 m，無法改變混凝土結構梁預留螺栓孔。又因多功能天車機組自身總質量為60 t，螺栓擰緊后，最大正壓力小于車輪摩擦阻力和壓板側壓力，導致壓板松動和螺栓彎曲變形，導軌中心距偏移，受力情況如圖2。

圖2 天車導軌受力情況

出現的問題，主要表現有以下情況：

（1）混凝土結構梁澆注預留孔設計不合理；

（2）車輪組邊緣與鋼軌摩擦阻力過大；

（3）壓板受力面積太小，二次抹面找平基礎松動損壞；

（4）壓板螺栓沒有設置止退鎖片。

3 改進方案的實施

根據上述出現的問題，提出以下幾種改進方案并對其進行實施。

3.1 實施方案之一

混泥土結構梁澆注預留孔直徑無法改變，只有采用填實壓板長形槽，確保壓板和螺栓之間因長形槽的間距改變壓板定位距離。

首先，我們采用木楔加水泥的方案，澆注壓板長形槽，通過兩周后的使用，發現效果有所好轉。但因車組運行震動，造成木楔和水泥松散，一個螺栓松動，其他螺栓隨之被擊破。根本問題沒有得到解決，同時壓板受力面積太小，二次抹面找平基礎時有損壞。

3.2 實施方案之二

（1）采用鋪設厚度為8～10 mm 的廢舊鋼板，裁剪為300 mm×700 mm 的矩形墊板，增大壓板受力面積。

利用墊板螺栓孔間距，連接兩側螺栓，增加螺栓抗彎強度。

利用墊板可焊性，在壓板尾部焊接止退擋塊。

（2）利用墊板可焊性，在每隔兩點使墊板兩端焊接直角與混凝土結構梁包裹，充分增大螺栓、墊板和壓板之間的受力混凝土結構梁現象，避免了過去受力不均，各個擊破的現象。

多功能機組天車使用無輪緣車輪，采用在車輪組前段添加水平輪結構，用滾動軸承與軌道之間“S”形運行軌跡中產生的純滾動摩擦，縮小車輪邊緣與導軌的啟動扭矩阻力大的摩擦。

（3）螺栓設置鎖片，涂抹“厭氧型螺紋鎖固膠”止退。

4 可行性方案分析

（1）墊板制作（根據混泥土結構梁寬度而定），厚度δ=8～12 mm。按照混凝土梁確定兩孔間距，穿入螺栓后與墊板點焊。增加螺栓的抗彎強度，形成拉、撐為一體，使螺栓受力分解。如圖3 中的2 和5 的圖示。

圖3 墊板受力分析

圖中采用擋塊1 與墊板6 焊接定位，迫使道軌壓板不與槽型孔偏移。墊板兩端，采用鋼板δ=8 mm與混泥土結構梁兩端焊接，防止墊板受力后偏移。

（2）制作簡易鋼軌起吊器，在不影響生產的前提下，分組同時進行。15 天后全部完工。

（3）安裝形式如圖4。

圖4 改進后的天車導軌安裝形式

5 結束語

經過對鋁廠現有設備進行分析、改造后，徹底解決了多功能天車機組軌道壓板松動的問題。軌道每3個月進行檢修，發現壓板很少有松動，保證了企業關鍵設備的運行，為企業爭得了效益，同時又得到同行的紛紛采納和高度贊賞。

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