陽極組裝殘極壓脫機的應用及改進建議

張孝榮

摘要：在陽極組裝生產線上，使用殘極壓脫機可以將殘極從殘極導桿上分離，在減輕工人勞作強度、提高生產作業效率方面有顯著作用。但是隨著使用年限的增加，殘極壓脫機也會表現出故障多發的趨勢，對工作效率和組裝質量都會產生負面影響。統計發現，分流閥損壞是最為常見的故障類型之一，另外像檢測開關失靈等，在殘極壓脫機應用中也偶爾發生。本文首先對殘極壓脫機的工作原理和常見問題進行了概述，隨后以分流閥故障為例，對其故障發生原因，以及改進措施展開了重點分析。

關鍵詞：殘極壓脫機;陽極組裝;分流閥;檢測開關

引言：殘極壓脫機是一種基于PLC控制，可以實現全過程自動化運行的碳素陽極組裝生產裝置。該裝置的核心組成設備主要有導桿夾緊裝置、爪架鎖緊裝置、剪刃裝置，以及電動機、變量泵等設備。在壓脫過程中，如果出現殘極壓脫困難，或是其他故障，就需要維護人員第一時間進行故障排查，明確故障發生位置和具體原因，然后采取維修、更換等處理措施，從而保障殘極壓脫機重新恢復正常運行。

1.殘極壓脫機的工作原理

殘極經過前期處理，將電解質清除干凈后，需要使用到殘極壓脫機，將殘極與鋼爪分離。殘極壓脫機采用剪切破碎原理，滑塊組在油缸的驅動下合攏于鋼爪及殘極上線，滑塊下端安裝有固定破碎齒，與頂升壓脫機構上的頂壓頭對殘極形成剪切破碎。正常情況下，殘極壓脫機的壓脫效率可以達到1塊/min，一些性能較好的設備可以達到1.5塊/min。

2.陽極組裝殘極壓脫機的常見應用問題

熟悉各類故障表現，并準確判斷故障原因，可以對下一步的維修和改進提供參考。根據以往經驗，殘極壓脫機在運行過程中，發生的故障類型有多種，其中分流閥故障、檢測開關故障是比較常見的，并且會直接影響殘極壓脫效果。本文針對這兩種問題展開了重點分析。

2.1分流閥故障

下部剪刃裝置液壓回路中的B型分流閥的最大工作壓力為31.5MPa，此分流閥的作用是在下部剪刃裝置抬起過程中，將液壓總管中的油通過分流閥均勻地分配給兩個液壓缸，使之保持同步。同時將下部剪刃裝置抬起。但是在某次設備啟動，并完成約500件殘極壓脫后，出現了分流閥閥芯破裂的情況。更換閥芯之后，重新進行運行，完成約800件參加壓脫后，上述故障再次發生。

2.2檢測開關故障

檢測開關的位置在下部動剪刃裝置上，位于檢測支架的內側，作用是檢測彎矩的大小，其核心模塊是壓力傳感器。正常情況下，檢測開關會實時獲取施加在殘極上的彎矩，然后將這一參數反饋給PLC控制終端。PLC會自動對比實時彎矩和預設彎矩，并根據兩者之間的差值，下達彎矩調控指令。直到實測彎矩達到預設彎矩后，發出終止指令，檢測開關斷開。在設備運行中，壓脫處理后掉落的殘極，正好落在了檢測開關上，影響檢測準確性，不能正常開關。

3.陽極組裝殘極壓脫機的改進建議

經過分析后，認為檢測開關損壞的原因是殘極掉落產生擠壓導致的，因此維修人員將檢測開關的位置，從支架內側轉移到了外側，并在檢測開關的上方5cm處，安裝了保護罩，問題得以解決。本文重點對分流閥損壞故障的改進措施展開分析。

3.1故障分析

在發現分流閥故障，并且更換閥芯后故障再次出現后，維修人員對這一故障進行了重點分析。初步認為是分流閥選型偏小導致的。例如，根據設備使用說明書，在油缸達到行程終點時，液壓系統的瞬時壓力經常會達到35MPa。而當下使用的分流閥，其最大工作壓力僅為31.5MPa。也就是說，其最大承壓能力是低于瞬時最大壓力的。分流閥在反復、多次受到超額壓力的沖擊后，有較大概率發生故障。此外，隨著殘極壓脫機使用壽命的延長，設備自身老化情況也會更加明顯，這時分流閥的最大承壓能力，甚至達不到出廠時的31.5MPa，因此故障發生率也會明顯上升。維修人員在明確了分流閥故障原因后，就可以有針對性的制定措施、加以改進。

3.2改進措施

在原來分流閥的三個油路上，用管接頭和管子增加一個旁通回路，旁通回路上安裝有單向閥和壓力調節閥。當導桿通過懸鏈送到設備上時，導桿導向裝置、爪架止動裝置和導向裝置動作，將導桿夾持住。液壓油通過油泵從油箱輸送到下部動剪刃裝置油缸的下部，使下部動剪刃裝置向上抬起，而油缸上部的油通過分流閥返回油箱，此時分流閥所承受的負載并不大。但是隨著下部動剪刃裝置開始降落，部分液壓油經分流閥流向油缸上部，這時分流閥需要承受來自液壓系統的壓力。這個壓力會隨著油缸行程的增加而不斷的提升，并最終在油缸行程達到終點時，達到最大壓力值。改進后，在分流閥的主油路上，設置壓力感應裝置，當壓力達到了30MPa后，連同其他的支路，這樣就可以分擔多余的壓力，從而保證主油路的最大壓力始終不超過30MPa，也就達不到設計值31.5MPa，從而避免了分流閥損壞。除此之外，壓力感應裝置的響應值，還可以通過PLC進行調節，例如隨著殘極壓脫機使用年限的增加，分流閥的老化，最大壓力值會有所降低。如果最大壓力值為28MPa，需要將壓力響應值相應的降低至25MPa。即當主油路的最大壓力超過25MPa后，就連通支路，進行分壓。在應用這一改進措施后，殘極壓脫機重新投入運行，未再出現分流閥故障問題，證明這一改進方案具有較好的實用性。

結語：殘極壓脫機的廣泛使用，無論是提升陽極組裝效率，還是保證組裝質量等方面，均發揮了積極作用。同時，該設備采用PLC進行控制，具有運轉率高，故障率低，性能可靠等特點，應用十分廣泛。在殘極壓脫機應用過程中，一方面要做好設備日常維護，并嚴格按照操作規程進行操作，降低故障發生率。另一方面，在發生故障以后，還要盡快查明問題所在，并采取相應的處理措施，使設備盡快恢復運行。從設備管理經驗來看，分流閥故障是一種較為常見故障類型，主要與實際壓力超過設計壓力有關。通過油路分支的方式，在主油路的一側連接支路，實現壓力分擔，將實際壓力始終控制在最大壓力值以下，從而保證了分流閥的運行安全。

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