Устройство для пробивки корки глинозема Советский патент 1985 года по МПК C25C3/14 

Изобретение- относится к алюминиевой промьппленности, в частности к средствам механизации электролизного производства алюминия. Известно устройство для пробивки глиноземной корки в алюминиевых электролизерах, включающее корпус с кривошипно-шатунным механизмом и два пробойника, смонтированные на замкну той системе рычагов с уравнителем, образующих параллелограмм, причем ось уравнителя жестко соединена с осью несущего рычага посредством качалки, снабженной коромыслом с пружи нами для возврата пробойников в исходное положение ij . Однако громоздкость рабочего органа данного устройства препятствует внедрению устройства на заводах отрасли. Известно устройство, выполненное в виде шарнирно-рычажного механизма, состоящего из двух снабженных автономными гидроприводами параллелограм мов, один из KOTOpbix смонтирован на стойке тележки, а на конце второго закреплен пневмоударник. Рабочий орган устройства, в отличие от предыдущего, компактен, что позволяет использовать его для обработки не толь ко продольных, но и торцовых сторон электролизера, где расстояние между его металлоконструкциями ограничивает высоту рабочего органа размером 650-700 мм, а ширина 200-250 мм 2 Однако применение данного устройства резко снижает производительность труда при обработке глиноземной корки, поскольку пневмоударник имеет малую энергию удара. На обработку торцовой стороны электролизера одного из алюминиевых заводов тратится до 45 мин. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для пробивки корки глинозема, вклюгчающее привод, пробойник, соединенный с кронштейном посредством системы рычагов, выполненной в виде шарнирного параллелограмма. Устройство установлено на самоходной тележке и снабжено кривошипно-шатунным ударником, смонтированным консольно на кронштейне, имеющем гидроцилиндр для его подъема, причем обе полости гидроцилиндра соединены с пружинными гидроамортизаторами. Кривошипно-шл12 тунный механизм соединен с приводом текстропной передачей. Динамическое, усилие, развиваемое машиной на пике ударника, определяется мощностью привода и энергоемкостью маховиков, установленных на оси кривошипа. Это усилие достаточно велико для разрушения корки даже на торцовых- сторонах электролизёра, где ее прочность в 2-3 раза больше, чем на продольных сторонах 3j . Однако габариты рабочего органа известной машины с громоздкими маховиками и массивным герметичным корпусом ударника не позволяют применить ее для обработки торцовых сторон электролизера. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем уменьшения его габаритов и металлоемкости. Поставленная цель достигается тем, что устройство для пробивки корки глинозема, включающее привод, пробойник, соединенный с кронштейном посредством системы рычагов, выполненной в виде шарнирного параллелограмма, дополнительно снабжено кур ковым механизмом, взаимодействующим с приводом, элементы шарнирного па-, раллелограмма соединены между собой и с кронштейном посредством подпружиненной тяги с возможностью изменения ее длины, причем рычаг куркового механизма подвижно закреплен на одном из шарниров, установленных на кронштейне. На фиг.1 - изображено устройство, вид сбоку; на фиг.2 - разрез Е-Е на фиг.1.Устройство включает кронштейн 1, на конце которого шарнирно закреплены рычаги 2 и 3, соединенные шарнирами с пробойником 4. Элементы шарнир- но-рычажной системы образуют шарнирный параллелограмм ABCD. По диагонали параллелограмма установлена тяга 5, выполненная из двух сварных элементов - стакана 6 и штока 7. На стакан 6 установлена пружина 8 сжатия j упирающаяся одним концом в буртик 9 стакана 6, а другим - в шайбу 10, закрепленную на штоке 7. Такая конструкция тяги 5 позволяет изменять ее длину. Шарниры тяги 5 могут не совпадать с шарнирами В и D параллелограмма, а быть смонтированными на любой стороне этого параллелограмма.

или даже за его пределами, например ,ч вместо точки D - в любой другой точке кронштейна 1. Совмещение шарниров тяги 5 с шарнирами параллелограмма ABCD - вариант ее конструктивного выполнения.

На кронштейне I установлен гидроцилиндр 11, шток которого шарнирно соединен с рычагом 12, свободно посаженным на ось шарнира С. На конце рычага 12 закреплен упор 13. На оси 14, смонтирован курковый механизм, вклгочакяций рычаг 15с роликом 1 j6 на конце. Фигурный паз 17 во втулке рычага 15 под шпонку 18, уста новленную на оси 14, допускает поворот рычага 15 на некоторый угол относительно оси 14. Рычаг 15 связан с рычагом 3, жестко закрепленным на оси 14, прзгжиной 19 растяжения. С рычагом 2 жестко соединен рычаг 20 с амортизирующей прокладкой 21, а на кронштейне 1 закреплен упор 22.

Устройство работает следующим образом.

С помощью гидрораспределительной аппаратуры гидроцилиндр I1 приводится в режим попеременного включения. При выходе штока из цилиндра рычаг 12 поворачиваясь на своей оси, воздёйст вует упором 13 на ролик 16 рычага 15 поворачивая последний по часовой стрелке. Вместе с рычагом 15 поворачивается ось 14 и закрепленньай на ней рычаг 3, поднимая пробойник 4 в верхнее положение. При подъеме пробойника 4 диагональ BD параллелограмма ABCD укорачивается - конец штока 7 перемещается внутри стакана 6 тяги 5, а прзгжина 8 сжимается. Это происходит до определенного угла поворота рычага 15, т.е. пока упор 13 воздействует на ролик 16. По выходе кролика 16 из зацепления с упором 13 пружина 8, мгновенно разжимаясь, возвращает параллелограмм , ABCD в положение А, В С, D и происходит удар пробойника 4 по глиноземной корке. Энергия удара расходуется на разруш&ние корки, а избыточная энергия гасится амортизатором 21, который, поворачиваясь вместе с рычагом 20,

упирается в конце удара в упор 22. Скорость перемещения пробойника 4 от действия пружины 8 достигает V 7 м/с, в то время как максимальная скорость пробойника у машины МПК-5 У 2 м/с. Поскольку энергия удара равна-А ra-V , где m - масса элементов устройства, участвующих в ударе (ударник, рычаги, а в машине МПК-5 еще и маховики), нетрудно подсчитать, что для обеспечения одинаковой с машиной МПК-5 энергии удара масса движущихся элементов ударного механизма в предлагаемом устройстве должна быть в 11,5 раза меньше, чем в машине МПК-5:

г

m,

Vi

2 Ф

-,(

m 1

ТТГз m

V

Отсюда металлоемкость и, как след ствие, габариты предлагаемого устройства меньше, чем у ударного меха низма известной машины МПК-5.

При обратном ходе штока гидроцилиндра I1 рычаг 12 поворачивается по часовой стрелке. В конечной стадии I поворота рычага 12 упор 13, воздействуя на ролик 16, отклоняет рычаг 15 куркового механизма на некоторый угол против часовой стрелки ./а тот поворот возможен благодаря наличию (Йгурного паза 17). По выходе олйка 16 из зацепления с упором 13 пружина 19 возвращает рычаг 15 в исходное положение. На этом заканчивается цикл. Далее гидроцилиндр переключает ся на ХОД штока из цилиндра, и начинается следующий цикл. Таким образом, применение подпружиненной тяги переменной длины для связи элементов шарнирного параллелограмма между собой и с кронштейном устройства и подвижное закрепле- . ние рычага куркового механизма на одном из шарниров, установленных в кронштейне, позволяет расширить функциональные возможности устройства путем уменьшения габаритов метал-. 50лоемкости устройства для пробивки корки, что дает возможность пркменить ее для обработки торцовых сто рон электролизера.

пвбернуто 6 Ю 7

Фиг2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОБИВКИ КОРКИ ГЛИНОЗЕМА, включающее привод, пробойник, соединенный, с кронштейном посредством системы рычагов, выполненной в виде шарнирного параллелограмма, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем уменьшения его габаритов и металлоемкости, оно дополнительно снабжено курковым механизмом, взаимодействующим с приводом, элементы шарнирного параллелограмма соединены между собой и с кронштейном посредством подпружиненной тяги с возможностью изменения ее длины, ,- е причем рычаг куркового механизма под- g |СЛ вижно закреплен на одном из шарниров, установленных на кронштейне. Я 17 1 ij Фиг.1