铝电解多功能机组工具小车运行偏斜问题的原因分析

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铝电解多功能机组是大型预焙 阳极 电解槽进行电解铝生产的关键辅助操作设备，承担着铝电解生产的主要工艺作业。随着预焙阳极 电解技术的不断发展，铝电解多功能机组的功能日趋完善。铝电解多功能机组主要由大车、工具小车、出铝小车、液压及气动系统、电控系统等部分组成(结构见图 1)。

其 中，工具小车主要实现铝电解工艺过程中打碎 电解质结壳、更换阳极、电解质补料、清理阳极坑内的残极散块等功能性操作。特别是更换阳极和清理残渣的工艺过程，新阳极高度位置的准确与否直接影[收稿日期]2012-10-23[作者简介]栾志洁(1981-)，女，辽宁沈阳人，工程师，工学硕士，主要从事铝电解多功能起重机设计研发工作。

26响到铝电解效率的高低；而清理铲靠近电解槽阴极工作，其位置和动作的准确性直接关系到铝电解槽和人员的安全。因此保证工具小车安全平稳运行是保证各项功能实现及位 置准确 响应的基本前 提条件，是至关重要的。然而在现场实际应用过程中，工具小车运行时会出现运行偏斜 ，车体走偏 ，即小车轨道安全卡与运行轨道侧 向接触 ，造成小车运行扭摆晃动 ，严重时导致小车不能正常运行即小车在 主梁运行轨道上 出现卡死”现象 。因此有必要分析查找造成工具小车运行偏斜的原因并加以预防。

1 工具小车运行偏斜造成的危害运行偏斜是铝电解多功能机组大车及工具小车运行过程中普遍存在的-个问题，其造成危害主要表现为以下几个方面 ：(1)大车运行轨道产生严重磨损不易修复，小栾志洁等 ：铝电解多功能机组工具小车运行偏斜问题的原因分析水平轮大车轮 主梁1工具小车 主梁2出铝小车 主梁3大车轮大图 1 铝 电解 多功能机组结构示意 图车车轮表面磨损，以致轨道及车轮的使用时间缩短；(2)车体走偏会使小车运行阻力增加 3-5倍，从而增大运行电机的功率消耗，以致车轮传动装置超负荷运转，最终导致电机轴断裂或电机烧毁；(3)工具小车运行偏斜，会使小车产生晃动，车轮对运行轨道产生的水平侧向推力会传递到主结构上，久之会使金属主结构或桥架变形扭曲；(4)由于水平侧向推力增大，即横向载荷增大，- 定情况下将造成工具小车脱轨，引起严重事故。

2 工具小车运行偏斜的原因分析在铝电解多功能机组工作过程中，工具小车偏斜运行，引起车体走偏，进而小车车轮产生水平侧向力，导致工具小车运行中的种种事故。分析其产生运行偏斜的原因，主要包括以下几个方面：2.1 工具小车车轮问题由车轮引起的运行偏斜最为普遍，主要表现为车轮踏面不均匀磨损或是轮缘有磨损，且运行偏斜发生的出现和位置不固定，其主要是由于工具小车车轮自身水平性、垂直性不符合要求、车轮对角线距离不等、小车跨距不等。具体原因分析如下：(1)车轮水平偏差和垂直偏差不好车轮中心线与轨道中心线在水平方向上的夹角称 Od为水平偏差，由此夹角 O/产生两个方向的分速度，即纵向速度 '/3 和横向速度 ， 使得车轮向前行驶， 即是车轮横向阻力使得车轮发生运行偏斜。

车轮水平偏差越大，即夹角 越大，如图2(a)所示，工具小车运行过程中发生偏斜的现象将越严重。按标准规定，车轮的水平偏斜不大于 D/1200(D为车轮直径) 。由工具小车运行时的偏斜方向可以判断出哪侧车轮的水平偏差过大，需及时对其进行调整。

轨道由心线车轮中襄(b) (c) (d)a.车轮水平偏斜 不意 b.单个 车轮水平偏 斜 c.两个 车轮水平偏斜 d.四个车轮不同方向水平偏斜 e.四个车轮相同方向水平偏斜图 2 车轮水平偏斜车轮与轨道的垂直偏差过大 ，即车轮 中心线与轨道中心线在垂直方向上的夹角(即车轮轴线与水平面之间的夹角)过大(见图 3)。车轮踏面与轨道踏面在这种情况下的接触面积将比正常状态下减小，从而增大车轮和轨道单位面积的压力，以致车轮踏面不均匀磨损，严重时造成车轮直径不等，最终导致工具小车产生运行偏斜。因此，应及时检查车轮踏面的磨损情况，找出其磨损原因并予以改进。

A，图 3 车轮垂互偏斜(2)车轮对角线、跨距偏差主要表现为主梁上两条运行轨道 同时在外侧或是内侧出现磨损现象。如图4a所示，小车车轮两跨距不相等，前后四个车轮呈梯形分布。此状况下工具小车运行时，就会造成轨道内、外侧同时磨损。若出现此种情况，应对小车车轮跨距进行重新测量校正；如图4b所示，小车四个车轮跨距相同、对角线距27有色设备 2013年第 1期离不相等，四个车轮呈平行四边形布置，从而造成小车运行时出现走不动，这主要是由于小车钢结构发生变形或是装配时把合不紧，运输时产生晃动所引起 的。

ⅡJ(a) (b)a.车 轮跨距不相等 b.车轮对 角线不相等图 4 车轮对 角线 、跨距偏差(3)车轮直径不等铝电解多功能机组运行在极度恶劣的粉尘环境中，小车运行轨道外露 ，以致轨道上粉尘较多，车轮在轨道上长期运行，摩擦力增大，车轮表面必然磨损加大，由于磨损不均匀，则会出现车轮直径变化。若工具小车的车轮直径不相等，在小车运行时在相同的转速下，直径不等的车轮其行程不相等，就会产生小车运行偏斜。其主要表现形式不固定，因此对于车轮直径不等，只要在允许的公差范围内则影响不大。

2.2 主梁上运行轨道安装问题由运行轨道安装问题引起的运行偏斜通常表现为工具小车运行到某固定段时突然出现产生车体偏斜 ，走不动的现象，但通过此段后即恢 复正常运行。

其具体原因分析如下 ：(1)两条轨道相对标高不-致两条轨道相对标高不-致 ，即两运行轨道-高- 低，工具小车运行到此段时容易产生横向移动，从而造成小车运行偏斜，这时小车单侧车轮所受载荷增大 ，当小车满载时这种现象就会加剧 ，工具小车就会 出现走不动爬坡 。主要是轨道垫板失效、轨道安装不合格或是桥架变形等原因引起的。

(2)同-侧轨道直线度超差轨道直线度超差，小车运行到此段时就会出现爬坡、晃动，以致小车运行不稳定。主要是轨道安装质量不合格、局部螺栓松动或是轨道接头超差过大等原因所引起的。

(3)两条轨道平行度超差28两轨道平行度超差 ，则轨距 就会超差 ，-端大 ，- 端小，工具小车运行时就会出现走不动或是运行不顺畅 ，从而引起运行偏斜 问题。

另外 ，若是轨道顶面 上有油污 、水 或是其 它杂质，也可能使车轮打滑，引起车体走偏。因此，维护设备时 ，应及时清除轨道上的油污等杂质 ，保证运行轨道顶面的洁净。

2.3 小车驱动系统 问题工具小车在启动或停车瞬间车体出现扭动现象，以致其运行时产生偏斜，其主要是由工具小车自身驱动系统问题所引起的。具体情况分析如下：(1)工具小车启动瞬间，车体产生严重摆动，小车运行稍稍偏斜，但是经过-段时间的运行调整，小车跑偏的现象消失，这是由于车轮减速内齿轮问的啮合间隙不均匀，或是传动轴上的键发生松动造成的。

(2)停车时 ，小车车身发生摆动，而在启动和运行中无此现象。其原因是制动器没有调整好造成的左右制动力矩不等所致。

2.4 操作人员问题与普通起重机存在区别的是，铝电解多功能机组工具小车的多项功能实现工具可在-定范围内旋转。因此，在承载和空载时 ，工具小车的车轮轮压分布有较大波动。又特别是各项工具及驾驶室等因工作内容、视线等不同，需要旋转进行最佳工位调整，由此而引起工具小车重心偏移或变化较大。从而 ，若工具小车在运行过程中长期处于同-或相似工位 ，将会造成该工位最大承载车轮磨损严重，导致工具小车车轮尺寸和位置偏差，最终引起小车运行偏斜。

针对上述情况 ，需要在操作技术说明、现场操作人员培训等方面重点强调，注意工具小车多方位、多工位全面使用和磨合。

2.5 大车桥架结构问题大车桥架 由于应力释放 、运输 、安装等因素产生的变形可能引起车轮水平或垂直偏斜，车轮直线度、跨距、对角线超差，从而造成工具小车运行偏斜，具体原因在文章中已经介绍，此处不再赘述。

3 结束语铝电解多功能机组工具小车运行时发生车体走偏的现象是普遍存在的，本文中细致分析了其具体栾志洁等：铝电解多功能机组工具小车运行偏斜问题的原因分析原因，原因千差万别，但各种原因产生的运行偏斜都有其明显特点。在实际应用中，要解决工具小车运行偏斜问题时，必须认真分析，仔细观察大车运行轨道及工具小车各个车轮的变化情况，依据其特点找出产生车体偏斜的原因，采取相应措施，小车运行偏斜的问题是可以得到解决 的。