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        殘極洗滌機(jī)組的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        2020-10-26 06:51:50王勇
        機(jī)電信息 2020年26期
        關(guān)鍵詞:創(chuàng)新設(shè)計(jì)故障診斷

        摘要:根據(jù)殘極洗滌機(jī)組的功能和主要結(jié)構(gòu),總結(jié)了殘極洗滌機(jī)組的常見(jiàn)故障,分析了殘極洗滌機(jī)組的創(chuàng)新設(shè)計(jì)要點(diǎn),改進(jìn)后的機(jī)組大幅提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,降低了企業(yè)成本。

        關(guān)鍵詞:殘極洗滌機(jī)組;故障診斷;創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        0 引言

        為了使殘極洗滌機(jī)組更好地滿(mǎn)足大規(guī)模銅冶煉工程的生產(chǎn)需求,江銅集團(tuán)30萬(wàn)t銅制備工程對(duì)原殘極洗滌機(jī)組進(jìn)行了改進(jìn),解決了原機(jī)組存在的設(shè)備故障率高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)量低和質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題,使改進(jìn)后的殘極洗滌機(jī)組與大規(guī)模銅制備工程的生產(chǎn)技術(shù)更加匹配。同時(shí),改進(jìn)后的機(jī)組大幅提升了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,降低了企業(yè)成本。

        1 機(jī)組功能及主要結(jié)構(gòu)

        1.1 ? ?機(jī)組功能

        殘極板經(jīng)電解后,其各種稀有金屬含量降低,之后要進(jìn)行包含多個(gè)步驟的洗滌工作,最后經(jīng)過(guò)堆垛、稱(chēng)重、輸出等操作,這些運(yùn)行步驟都在洗滌機(jī)組上完成,經(jīng)過(guò)機(jī)組的洗滌后,殘極板更加容易裝卸和運(yùn)輸,而且殘極雜質(zhì)少,殘極以往的豎直方向運(yùn)行也能變換為橫向方向運(yùn)行。此外,經(jīng)過(guò)洗滌的殘極還能達(dá)到重復(fù)使用的效果,可以對(duì)殘極再次熔煉從而獲得產(chǎn)業(yè)需要的稀有金屬,符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。

        1.2 ? ?機(jī)組主要結(jié)構(gòu)

        殘極洗滌機(jī)組主要包括接收裝置機(jī)、接受運(yùn)輸機(jī)、排列運(yùn)輸機(jī)、洗滌裝置、堆垛輸出裝置、稱(chēng)重裝置、液壓站、除霧裝置、電控系統(tǒng)等多個(gè)部件,由PLC對(duì)這些組成部件進(jìn)行控制與協(xié)調(diào),讓設(shè)備的整體運(yùn)行更加智能化。機(jī)組洗滌工藝流程如圖1所示。

        殘極洗滌機(jī)組各個(gè)部件的功能如下:

        1.2.1 ? ?接受運(yùn)輸機(jī)

        殘極板經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)裝運(yùn)在運(yùn)輸機(jī)上,運(yùn)輸機(jī)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)(主要由液壓裝置實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng))將殘極板放在機(jī)組起始端等待后續(xù)指令,等待機(jī)組洗滌。

        1.2.2 ? ?排列運(yùn)輸機(jī)

        在機(jī)組起始端的殘極板由于接受運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸排列方式不符合機(jī)組洗滌模式,需要經(jīng)過(guò)排列運(yùn)輸機(jī)再次排列讓殘極的極距由原本的100 mm轉(zhuǎn)變?yōu)?00 mm。同時(shí),殘極板在經(jīng)過(guò)機(jī)組洗滌后,由排列運(yùn)輸機(jī)再次對(duì)殘極板進(jìn)行運(yùn)輸,使殘極板到達(dá)機(jī)組終點(diǎn)。

        1.2.3 ? ?洗滌裝置

        洗滌裝置包含了多個(gè)子部件,包括:2個(gè)洗滌水箱(用于存放水源)、3個(gè)洗滌泵(2個(gè)低壓泵、1個(gè)高壓泵)、1個(gè)除霧器和1個(gè)陽(yáng)極泥泵,其中陽(yáng)極泥泵用于從洗滌污水中獲取殘極板中的陽(yáng)極泥。

        1.2.4 ? ?堆垛輸出裝置

        堆垛輸出裝置包含殘極板的稱(chēng)重裝置、運(yùn)輸裝置和卸載裝置3個(gè)部分,殘極板堆垛完成后,經(jīng)過(guò)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)稱(chēng)重位置,然后再轉(zhuǎn)運(yùn)到卸載裝置進(jìn)行卸載。

        1.2.5 ? ?液壓裝置

        機(jī)組設(shè)有獨(dú)立的液壓站,液壓裝置采用齒輪葉片泵,整套液壓系統(tǒng)帶儲(chǔ)能裝置。

        1.2.6 ? ?除霧裝置

        除霧裝置安裝于機(jī)組樓頂,主要是把機(jī)組在洗滌過(guò)程中產(chǎn)生的酸性霧氣經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的輸出口去除。

        1.2.7 ? ?電控系統(tǒng)

        機(jī)組采用PLC控制系統(tǒng)讓各個(gè)組件協(xié)調(diào)工作,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的智能化控制。整套機(jī)組自動(dòng)控制、手動(dòng)驅(qū)動(dòng)或人機(jī)界面均可由位于洗滌站附近第二層的主控制盤(pán)控制。電氣網(wǎng)絡(luò)有以太網(wǎng)、控制網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)。

        2 機(jī)組設(shè)備故障診斷

        2.1 ? ?運(yùn)輸小車(chē)停止運(yùn)行

        運(yùn)輸小車(chē)停止運(yùn)行可能是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障,在輸出系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的連接處線(xiàn)路松動(dòng),接觸不良,發(fā)生斷路故障,導(dǎo)致小車(chē)停止運(yùn)行。

        2.2 ? ?接受、排列運(yùn)輸機(jī)定位不準(zhǔn)確

        接受運(yùn)輸機(jī)定位不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工作不能穩(wěn)步進(jìn)行,這時(shí)先要檢查控制器是否有問(wèn)題,線(xiàn)路接觸是否良好。運(yùn)輸機(jī)如果短路,對(duì)控制器的危害非常大,控制器上經(jīng)過(guò)的高電壓、大電流會(huì)讓控制器瞬間損壞。

        2.3 ? ?洗滌裝置噴嘴堵塞

        機(jī)組中使用的洗滌水經(jīng)過(guò)過(guò)濾循環(huán)作用,可以減少排污量,在水中含有許多物質(zhì)不利于殘極洗滌,洗滌水中的雜質(zhì)會(huì)堵塞噴嘴,讓需要從殘極板中提取的陽(yáng)極泥清洗不徹底。建議每次在關(guān)閉機(jī)組時(shí),對(duì)噴嘴進(jìn)行徹底的清理,為洗滌裝置的下一次使用提供便利條件。

        2.4 ? ?堆垛輸出裝置故障

        在平時(shí)的堆垛輸出裝置維護(hù)工作中,要保證機(jī)械爪的工作強(qiáng)度,對(duì)于不能工作的機(jī)械爪要及時(shí)更換,從機(jī)械層面入手,強(qiáng)化各緊固件的松緊度。在堆垛輸出裝置的齒輪傳動(dòng)中,要注意力矩的傳送是否順暢,要時(shí)常加入潤(rùn)滑液保持齒輪的正常傳動(dòng)。

        2.5 ? ?洗滌罐區(qū)故障控制

        洗滌罐區(qū)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致水源水位下降,壓強(qiáng)降低,通過(guò)噴嘴時(shí)的水流降低,最終降低對(duì)殘極板的清洗強(qiáng)度。在洗滌罐區(qū)出現(xiàn)故障時(shí),首要要檢查水位是否降低,然后檢查溫度控制器、水位控制器是否正常工作,再檢查罐區(qū)能否正常換水。

        2.6 ? ?液壓系統(tǒng)故障

        液壓系統(tǒng)是機(jī)組的動(dòng)力之源,要保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏。同時(shí),在保證機(jī)組不泄漏的前提下,要檢測(cè)液壓系統(tǒng)在高溫運(yùn)行工況下的溫度,如果溫度較高,要用冷卻液對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行降溫處理。

        3 機(jī)組改進(jìn)設(shè)計(jì)

        3.1 ? ?機(jī)組整體結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        機(jī)組運(yùn)用ISA(現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)),由單根電纜連接控制器、傳感器和執(zhí)行器,并結(jié)合智能網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的快速傳輸。經(jīng)過(guò)整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì),機(jī)組結(jié)構(gòu)更加趨于智能化,且機(jī)組使用面積減少,機(jī)械部件集成度更高,設(shè)備成本大幅降低。

        3.2 ? ?接受運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        機(jī)組原本的轉(zhuǎn)運(yùn)載車(chē)車(chē)速較低,因?yàn)闅垬O板承載上沒(méi)有設(shè)置緩沖區(qū),使轉(zhuǎn)運(yùn)載車(chē)在較高的速度運(yùn)行時(shí),為防止殘疾板掉落,不能輕易改變速度,只能緩慢前行。本次設(shè)計(jì)改進(jìn)對(duì)殘極板的裝載結(jié)構(gòu)上增加了緩沖裝置,對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)載車(chē)加上了由變頻電機(jī)組成的變速系統(tǒng),同時(shí)加上了剎車(chē)裝置實(shí)現(xiàn)變速功能,提高了轉(zhuǎn)運(yùn)載車(chē)在轉(zhuǎn)運(yùn)中的安全可靠性。

        3.3 ? ?洗滌系統(tǒng)模式創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        本次對(duì)洗滌裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)主要集中在洗滌方式上,由原橫向間斷的清洗方式變成了直線(xiàn)不間斷清洗方式,這種方式大幅提高了殘極板的清洗速度,而且對(duì)于陽(yáng)極泥產(chǎn)量和質(zhì)量都有了大幅度提高。另外,對(duì)實(shí)時(shí)換水系統(tǒng)增加了動(dòng)態(tài)換水的設(shè)計(jì),在洗滌時(shí)只需要在經(jīng)過(guò)兩個(gè)洗滌水箱對(duì)陽(yáng)極泥和洗滌液進(jìn)行分流,從而達(dá)到洗滌液和陽(yáng)極泥分離的效果。

        3.4 ? ?液壓機(jī)械手的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        傳統(tǒng)的液壓機(jī)械手對(duì)使用精度的控制力不夠,使機(jī)械手在抓取放置殘極板的時(shí)候,殘極板排列精度低?;诖?,本次改進(jìn)項(xiàng)目采用智能化、集成化系統(tǒng)設(shè)計(jì),建立機(jī)器人數(shù)學(xué)仿真模型來(lái)提高機(jī)械手的運(yùn)行精度,同時(shí)運(yùn)用智能化控制方式,使機(jī)械手在實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到速度快、精度高等目的。

        3.5 ? ?電控系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

        本次機(jī)組整體改進(jìn)設(shè)計(jì)加入了智能化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能加以完善,對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸進(jìn)行加密處理,對(duì)于數(shù)據(jù)包的保存更加方便、安全,在機(jī)組產(chǎn)生系統(tǒng)故障時(shí)仍會(huì)實(shí)時(shí)保存數(shù)據(jù),同時(shí)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)故障原因并反饋給維修人員,為后續(xù)的設(shè)備維修方面提供依據(jù),實(shí)現(xiàn)了人機(jī)實(shí)時(shí)溝通解決問(wèn)題的目的。同時(shí),在電控系統(tǒng)中主要由PLC控制系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行具體的操作步驟,同時(shí)也加入了人工操作、連鎖控制、區(qū)域獨(dú)立自動(dòng)控制等模式,防止某一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,對(duì)區(qū)域故障可以采用人工手動(dòng)操作和區(qū)域自動(dòng)控制的方式避免整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,等待維修人員處理設(shè)備故障。電控系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓機(jī)組運(yùn)行更加智能化、自動(dòng)化,集成度高,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控更加全面,大大節(jié)省了勞動(dòng)力資源,提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

        4 結(jié)語(yǔ)

        殘極洗滌機(jī)組是電解車(chē)間的主要工藝設(shè)備,其運(yùn)行是否平穩(wěn)可靠,直接影響到殘極機(jī)組的洗滌速度、效率、質(zhì)量、成本及能耗水平。本文針對(duì)殘極洗滌機(jī)組設(shè)備的常見(jiàn)故障,對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),顯著提高了機(jī)組的實(shí)際工作效率。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [3] 羅晴,李平劍,鐘艷瓊.淺析鉛電解殘極洗滌機(jī)組大極板洗滌方式改造[J].民營(yíng)科技,2018(10):27.

        [4] 李曉光.影響殘極洗滌質(zhì)量的因素及對(duì)策[J].銅業(yè)工程,2016(6):73-75.

        [5] 李濤,張杰磊.大極板鉛電解工藝技術(shù)與應(yīng)用[J].世界有色金屬,2015(2):31-33.

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        收稿日期:2020-07-29

        作者簡(jiǎn)介:王勇(1983—),男,河南人,助理工程師,研究方向:機(jī)械維修管理。

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