真空抬包结构设计真空度分析

毕业设计答辩 真空抬包设计 真空抬包结构设计真空度分析 指导老师：王玮 汇报人： 竹怀振 2011年 5月 31 一 二 三 四 五 六 主要内容 一、 课题来源及性质 课题来源 ： 随着中国铝业河南分公司电解技术扩建项目的完成，电解槽变为 85解厂年产铝量提升为 5万吨，同时随着国内一些大型预焙电解槽的研发成功，电流已陆续提高 解槽产铝量大增，真空抬包设备正日益的向运转效率高、铝液热量损失小，容重更高，无需中转浇包倒运的方向发展。本课题正是来源于中铝河南分公司机械厂为满足未来的生产需求， 发起的电解铝生产设备性能改进计划。 课题来源： 中国铝业河南分公司 二、已完成的工作量 资料的搜集与整理 外文翻译 开题报告 实习报告 结构的方案论证与标准部件的选型 装配总图以及主要的零件图 设计说明书 三、电解铝的生产 工作原理 工艺流程 现场参考 电解铝 直流电通入电解槽，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴、阳两极发生电化学反应。在阴极电解析出金属铝，在阳极电解析出 液定期用真空抬包吸出，经过净化澄清后，浇铸成商品铝锭。阳极气体经净化后，废气排空，回收的氟化物返回电解槽。电解槽温度控制在 940。 权所有 铝 工 艺 直流电 铝锭 铸造 炭素材料 干法净化 电解槽 废气排空 净化、澄清、铸锭 载氟氧化铝 铝液 氟化盐 氧化铝 冰晶石 残极（预焙槽） 返回碳素生产线 烟气 铸造车间 四 真空抬包是电解铝生产线上必不可少的倒运设备。主要功能就是是在真空条件下将电解槽中的电解铝液吸出并倒运至混合炉后浇铸成铝锭，是转运铝水的重要设备。 设计中遇到的问题 （ 1）更大的容积（以提高容量），利于保温和清理熔渣同时要方便制作、节省材料。 （ 2）采用合理的结构形式，以便铝液从包底浇出时，熔渣被挡在包内，撇渣效果要好。 （ 3）包盖设计时要考虑到抬包的少量清渣、日常检修以及解决抬包在使用间歇中自身散热的问题，同时采用合理的连接方式和包底封头以方便固定和抬包大修、清渣、砌包衬时可开盖进行，方便操作。 （ 4）包嘴盖结构形式、包口管连接方式以及包嘴盖的开启与关闭应保证其使用安全可靠，操作方便。 （ 5）在保证性能的基础上尽可能减少设备配置。 （ 6）减速机是抬包的倾转机构，由于抬包容积的增大，自重及盛铝量均增大，抬包的倾转力矩增大，手动倾转费力、效率低而且不安全，这要求设计减速机时尽可能为电动以减轻劳动强度同时考虑检修及突发事故时的应对方案和安全性。 五 （一）机构部分 A外形采用圆柱状，方便制作、节省材料，与同体积锥桶形真空抬包相比，散热面积小，有利于保温。虽然锥桶形抬包比圆柱状抬包更有利于清理熔渣及残余铝液，但对于大容积抬包清除残渣已较为方便。 B采用茶壶式浇包的结构形式，铝液从包底浇出，熔渣被挡在包内，撇渣效果好。 C抬包带包盖，包盖与包体采用活节螺栓连接，固定方便。包盖与包底封头采用平底封头。抬包大修、清渣、砌包衬均可开盖进行，十分方便。考虑到抬包的少量清渣、日常 设计内容 检修以及解决抬包在使用间歇中自身散热的问题，在包盖上设立了人孔。 设计内容 D包嘴盖设计成快开的结构形式，包嘴盖与包口管铰接，并采用搭扣来控制包嘴盖的开启与关闭，使用安全方便。 设计内容 E采用喷射器利用压缩空气抽真空吸铝。考虑到电解槽工作时，打壳下料、母线提升等工序均采用压缩空气工作，因此可与电解槽共用一个气源，以减少设备配置。 设计内容 F减速机在结构形式设计为手动与电动均可，正常操作为电动，手动为检修和突发事故时用，手动与电动的切换采用嵌合式离合器，切换迅速方便，安全可靠。该减速机电动为三级蜗轮蜗杆减速，手动为两级蜗轮蜗杆减速，减速比大。 设计内容 大型吸铝真空抬包的工艺性能参数如下： 抬包容重： 4液）； 铝液温度： 900C； 吸铝能力： = 倾转角度： =75； 压缩空气消耗量： 4 压缩空气压力： 真空度： 电机功率： 减速比：电动 9300； 包衬寿命： =1500包次 ; 设计内容 （二） 真空度分析 由于该产品是对已有产品的改进，因此很多地方采用了原来的一些数据，或者说是在原有的基础上进行的改进。中国铝业河南分公司是原来的厂房设备来源于以往的苏联设备，因而大部分的产品都是在原有的设备基础上进行的尝试。特别是有关真空度这一方面， 在生产过程中，往往会遇到这样的问题，比如说设备的真空度取大了，会严重影响设备的密封性，这就要求提高产品的密封性能，同时也会带来成本的提高。 对于现代的经济观念来讲，这很不符 设计内容 合要求；如果设备的真空度取低了，那么生产不能顺利进行，达不到生产的条件，也是不可取的。 而往往在现实生活中，由于各个厂商的需求不同，需要确定出一个合理的真空度值，于是就必须对其进行一个合理的确定。在实习过程中，我们同厂方的技术人员共同进行设计，认真听取技术人员的意见和建议，采取了用类比的方式进行真空度的计算。最终在得到技术人员认可的情况下，我们将数值确定在 为这不仅是设计人员的问题，也是客户所要求的。其确定方式如图 6所示，一般设计者希望在 a 设计内容 误差分离技术 提高零件的加工精度 点就可以，而厂方则要求在 方希望尽量的大，而大的压强必然导致密封要求高，技术要求也高，难度很大，所以经双方协调，达成共识，取在 样最终的方案才能确定下来。 设计内容 最后得到总装备图 C:面 图 总体装配图 六 此次毕业设计是我在王老师以及同组同学的热心帮助下历经 4个多月的努力完成的 ，在此先向给予我帮助的各位老师和同学表示由