多功能天车打壳机的工作原理及常见故障(1)(DOC)

1、多功能天车打壳机的工作原理及常见故障分析摘要：为了降低电解多功能天车打壳机头的故障率， 全面了解造成打 壳机故障的原因，通过对多功能天车打壳机头的振动原理进行了阐 述，并对其常见的几种故障进行了分析，有效的提升维修质量，从而 降低对电解生产的延误。关键词：打壳机头；振动原理；故障分析；引言电解多功能天车（PTMPTM 是大型预培电解槽专用的关键工艺加工作业设备，其用于铝电解生产的换极、出铝、抬母线、打壳、添加氧 化铝、覆盖阳极及厂房内设备检修、安装的物品吊运等工作。在电解 铝生产中，自焙电解槽中电解质的表面会凝固一层妨碍下料和熄灭阳 极效应的硬壳，必须定时将其打掉，才能保持生产的正常进行。多功

2、 能天车打壳机被运用于此， 完成电解换极作业时的壳面打洞作业， 打 壳机头是其中的一个关键部件，其使用频率高，维护保养难以跟上， 使得故障率较高。 而在实际工作中， 许多维修工对其振动原理不甚了 解，不能很好的对故障原因进行判断， 这既延误生产的正常进行又加 大备件的消耗。 本文通过对打壳机头的振动原理进行阐述， 并对其常 见的几种故障进行分析，以促进维修工作质量的提高。1 1 打壳机结构特点及工作参数分析1.11.1 结构特点如图 1 1 所示，四连杆式打壳装置包括固定机架图 i 四连杆打壳示意图1、机架 2、倾斜油缸 3 、上连杆 4、下连杆 5、打壳机四连杆打壳机构的固定机架安装在工具小

3、车的回转装置上，活动 框架设置在固定机架上，连接架的上端通过螺栓与活动框架下端相连 接，连接架的下端通过销轴与上、下连杆的后端相连接，上、下连杆 的前端与打壳机相连接，连接架上设置有升降液压缸和倾斜液压缸，升降液压缸通过缸筒轴与固定机架相连接，倾斜液压缸的活塞杆通过 销轴与下连杆相连接。固定机架在升降液压缸与倾斜液压缸之间，使 打壳机构整体重心位于固定机架中心；连接架的下端连接上、下连杆 的 2 2 个销轴均位于固定机架下方。1.21.2 工作参数分析四连杆打壳机工作特点，打壳机头高频打击，每分钟打击铝硬壳 12001200 次，即打击频率为 20Hz;20Hz;打击功率为 110110 J

4、J，打击行程 2626 mmmm, 打击气压为 0.0. 4 40.0.8 8 MPaMPa。据此分析，打壳机的工作力并不是很大，静力不足于把四连杆机构、打壳机构及固定架座等损坏。1.31.3 打壳机头简介打壳机头主要由配气机构、气缸、活塞及缓冲块、锤头等组成。配气机构由上盖、阀体、阀片及挡板组成。1.41.4 打壳机振动原理打壳机头的振动主要是利用其配气机构对压缩空气流向的改变使 得活塞上下高速往复运动形成的。 配气机构工作的好坏，直接影响打 壳机头振动的好坏。先就配气机构如何工作进行介绍。图 2 2 为打壳机 头结构示意图，图中虚线为活塞上升位置。打壳机头开始工作时，压 缩空气从上盖 1

5、1 的进风口 a a 进入上盖内，这时阀片 3 3 （振动片）因重 力作用落在挡板的气缸上腔进风口 b b 上，靠平面密封将其关闭。压缩 空气经上盖小孔 e e 通过挡板进入气缸 f f 孑孔，f f 孔直通气缸下缸，此时 气缸下腔由活塞、中间套、缓冲块形成一个密闭区间。孔d d 被活塞封住，气缸上腔通过孔 c c 排空图 2 打壳机头结构示意图1-上盖 2-阀体 3-阀片 4-挡板 5-气缸 6-活塞 7-缓冲块 8-中间套 9-锤头活塞在压缩空气的推动下向上运动，当活塞上升至c c 孔位置时,上腔形成密闭空间，随着活塞继续上升，上腔内气压不断上升。当活塞通过 d d 孔时，从 e e 孔进

6、入下腔的压缩空气通过 d d 孔一部分向外排空，一部分向下吹向缓冲块、锤头，防止料灰进入气缸。这时阀片 3 3 在上 腔压力作用下向上运动，打开 b b 孔，关闭 e e 孔，于是压缩空气进入气 缸上腔，活塞向下运动。当活塞通过 c c 孔时，上腔排空，活塞在惯性 作用下高速冲击缓冲块， 缓冲块再将冲击功传递给锤头， 作用在壳面 上。同时阀片在下腔气流及重力作用下向下运动，关闭b b 孔，开启 e e孔。压缩空气从 e e 孔进入气缸下腔，活塞新一轮往复运动开始。当压 缩空气不断从 a a 孔进入打壳机头中时， 活塞在气缸中不断上下往复运 动，冲击缓冲块，于是便形成了振动。这就是打壳机头的振动

7、原理。2 2 常见故障分析2.12.1 打壳机四连杆断裂变形 打壳机裂纹主要出在四连杆的上连杆拐弯处，裂纹使马蹄螺丝、打壳升降液压缸、 机头座子及固定架等受到破坏， 打壳机震动缸伸缩 间距过小，不能完成震动作业，打壳机是在高频下工作，打击力并不 大。根据四连杆机构销轴铰链联接的特点， 可能是由于高频下共振导 致零部件损坏。 根据四连杆的工作特点及倾斜液压缸的工作范围， 在 四连杆拐弯处附近设置一加强筋板， 以提高拐弯处的水平弯折共振频 率，加强筋板的实际形状根据四连杆振形特点及倾斜液压缸工作空间 设计，焊接在连杆厚度的中心位置， 加强筋板的厚度由实际工作情况 及分析所决定，厚度为 1212 m

8、mmm。2.22.2 打壳机头不振动根据打壳机头机构及振动原理分析，配气机构故障最有可能造成 打壳机头不振动，尤其是阀片由于其在压缩气的作用下长期高频振 动，难免会因材料及制造原因产生破损， 不能正常工作。 在实际维修 中， 也经常发现阀片碎裂现象。另外，挡板承受着阀片高频冲击，也 常因材料、强度问题产生磨损，使得阀片无法关闭 b b 孔，造成不能振 动。这时需要对损坏零件进行更换。第三，由于打壳机头上盖、挡板 及气缸导向套之间靠两根螺杆压紧密封， 如果螺杆松动或者配合面中 夹有杂物使得各零部件密封不正常， 压缩空气从配合缝隙中逸出，也 会造成不能振动。检查时应将手置于上盖、挡板、气缸配合面处

9、感应 是否有泄漏，若有则检查螺杆是否松动，或者打开上盖，清除异物。 第四，在现场中，由于环境原因， 难免会有灰尘、 异物进入打壳机头。 如果灰尘或异物堵住小孔造成下腔进气不畅， 也会产生振动故障， 这 时必须对各通气孔进行清理。第五，在实际工作中，打壳机头使用频 繁而且高温作业，所以难以保证对其及时润滑，加上灰尘侵入，有可 能造成活塞卡死， 此时应打开气缸对其清洗， 同时检查气缸内壁是否 有划痕，严重的应更换气缸。2.32.3 振动时断时续这种故障主要表现为打壳头时而振动完好， 时而不能振动。 因此， 分析其主要问题出现在配气机构上。在日常维修中发现挡板孔周围压 痕不均匀，这说明阀片不能正常地

10、均匀地压在孔上将孔关闭。 由于阀 片同挡板上 b b 孔相对位置发生变化，使得阀片时而对 b b 孔关闭正常， 时而不能正常关闭，造成振动时断时续。要排除这种故障，必须弄清 楚阀片位置发生移动的原因。在打壳机头结构中，上盖、挡板及气缸 之间靠短销定位，阀片由阀体定位，阀体镶嵌在上盖中，因此，阀片 的位置是由上盖确定的。 当上盖与挡板之间相对位置发生改变时， 阀 片与 b b 孔相对位置必然改变。所以，应检查定位短销是否磨损严重， 若磨损严重则对其进行更换。 此外，在实际工作中由于阀片与挡板接 触面较小，为 b b 孔周围 2mm2mm 宽的圆环。在阀片打击下，b b 孔边缘常会 打下一凹槽，使

11、得阀片不能正常关闭 b b 孔。因此考虑对挡板 b b 孔的原有设计进行一些改进，例如将 b b 孔内径由原来049.549.5 缩小到04545，这样既加大阀片与挡板的接触面积， 减少对挡板表面的冲击压强， 又能补偿定位短销磨损造成的阀片偏移，同时又不影响气缸上腔进 气。保证了打壳机头在不利情况下的正常工作。2.42.4 振动无力在实际工作中，还会出现另外一种情况：打壳时振动正常，却不 能正常打下壳面，即振动无力。对于这种情况应首先考虑打壳机头工 作压力是否足够。检查空气压缩机供气压力大小， 检查管路是否有泄 漏，并根据情况进行处理。第二，小孔 e e 堵住，气缸下腔通气不畅， 活塞上升速度

12、慢， 或者气缸上、 下腔排空孔堵塞， 活塞下降受到影响， 造成活塞振动慢， 活塞冲击力小。 这时应打开气缸清理气缸中通风孔 使之畅通。第三，活塞与气缸磨损严重，间隙大，密封不严，也会造 成活塞振动慢，活塞冲击力小。检查活塞与气缸间隙，必要时更换活 塞或气缸。 第四，在维修中经常发现缓冲块由于材料或制造缺陷发生 碎裂现象， 这会使活塞冲击力不能完全传递给锤头， 使得无法打碎壳面，造成打壳无力。对于这种情况只要更换缓冲块就行了。3 3 结束语以上就是打壳机头振动原理及其常见故障的原因分析和排除方 法。故障的发生不仅会影响生产，还会加剧备件的损耗。因此，日常 保养尤其是润滑工作一定要跟上， 才能减少故障发生的频率； 同时维 修故障的前提是要弄明白其原理， 正确分析和判断其发生原因， 才能 迅速消除故障，保障生产的顺利进行。参考文献：1张来斌，机械设备故障诊断技术及方法，石油工业出