阳极组装残极压脱机的应用及改进建议

张孝荣

摘要：在阳极组装生产线上，使用残极压脱机可以将残极从残极导杆上分离，在减轻工人劳作强度、提高生产作业效率方面有显著作用。但是随着使用年限的增加，残极压脱机也会表现出故障多发的趋势，对工作效率和组装质量都会产生负面影响。统计发现，分流阀损坏是最为常见的故障类型之一，另外像检测开关失灵等，在残极压脱机应用中也偶尔发生。本文首先对残极压脱机的工作原理和常见问题进行了概述，随后以分流阀故障为例，对其故障发生原因，以及改进措施展开了重点分析。

关键词：残极压脱机;阳极组装;分流阀;检测开关

引言：残极压脱机是一种基于PLC控制，可以实现全过程自动化运行的碳素阳极组装生产装置。该装置的核心组成设备主要有导杆夹紧装置、爪架锁紧装置、剪刃装置，以及电动机、变量泵等设备。在压脱过程中，如果出现残极压脱困难，或是其他故障，就需要维护人员第一时间进行故障排查，明确故障发生位置和具体原因，然后采取维修、更换等处理措施，从而保障残极压脱机重新恢复正常运行。

1.残极压脱机的工作原理

残极经过前期处理，将电解质清除干净后，需要使用到残极压脱机，将残极与钢爪分离。残极压脱机采用剪切破碎原理，滑块组在油缸的驱动下合拢于钢爪及残极上线，滑块下端安装有固定破碎齿，与顶升压脱机构上的顶压头对残极形成剪切破碎。正常情况下，残极压脱机的压脱效率可以达到1块/min，一些性能较好的设备可以达到1.5塊/min。

2.阳极组装残极压脱机的常见应用问题

熟悉各类故障表现，并准确判断故障原因，可以对下一步的维修和改进提供参考。根据以往经验，残极压脱机在运行过程中，发生的故障类型有多种，其中分流阀故障、检测开关故障是比较常见的，并且会直接影响残极压脱效果。本文针对这两种问题展开了重点分析。

2.1分流阀故障

下部剪刃装置液压回路中的B型分流阀的最大工作压力为31.5MPa，此分流阀的作用是在下部剪刃装置抬起过程中，将液压总管中的油通过分流阀均匀地分配给两个液压缸，使之保持同步。同时将下部剪刃装置抬起。但是在某次设备启动，并完成约500件残极压脱后，出现了分流阀阀芯破裂的情况。更换阀芯之后，重新进行运行，完成约800件参加压脱后，上述故障再次发生。

2.2检测开关故障

检测开关的位置在下部动剪刃装置上，位于检测支架的内侧，作用是检测弯矩的大小，其核心模块是压力传感器。正常情况下，检测开关会实时获取施加在残极上的弯矩，然后将这一参数反馈给PLC控制终端。PLC会自动对比实时弯矩和预设弯矩，并根据两者之间的差值，下达弯矩调控指令。直到实测弯矩达到预设弯矩后，发出终止指令，检测开关断开。在设备运行中，压脱处理后掉落的残极，正好落在了检测开关上，影响检测准确性，不能正常开关。

3.阳极组装残极压脱机的改进建议

经过分析后，认为检测开关损坏的原因是残极掉落产生挤压导致的，因此维修人员将检测开关的位置，从支架内侧转移到了外侧，并在检测开关的上方5cm处，安装了保护罩，问题得以解决。本文重点对分流阀损坏故障的改进措施展开分析。

3.1故障分析

在发现分流阀故障，并且更换阀芯后故障再次出现后，维修人员对这一故障进行了重点分析。初步认为是分流阀选型偏小导致的。例如，根据设备使用说明书，在油缸达到行程终点时，液压系统的瞬时压力经常会达到35MPa。而当下使用的分流阀，其最大工作压力仅为31.5MPa。也就是说，其最大承压能力是低于瞬时最大压力的。分流阀在反复、多次受到超额压力的冲击后，有较大概率发生故障。此外，随着残极压脱机使用寿命的延长，设备自身老化情况也会更加明显，这时分流阀的最大承压能力，甚至达不到出厂时的31.5MPa，因此故障发生率也会明显上升。维修人员在明确了分流阀故障原因后，就可以有针对性的制定措施、加以改进。

3.2改进措施

在原来分流阀的三个油路上，用管接头和管子增加一个旁通回路，旁通回路上安装有单向阀和压力调节阀。当导杆通过悬链送到设备上时，导杆导向装置、爪架止动装置和导向装置动作，将导杆夹持住。液压油通过油泵从油箱输送到下部动剪刃装置油缸的下部，使下部动剪刃装置向上抬起，而油缸上部的油通过分流阀返回油箱，此时分流阀所承受的负载并不大。但是随着下部动剪刃装置开始降落，部分液压油经分流阀流向油缸上部，这时分流阀需要承受来自液压系统的压力。这个压力会随着油缸行程的增加而不断的提升，并最终在油缸行程达到终点时，达到最大压力值。改进后，在分流阀的主油路上，设置压力感应装置，当压力达到了30MPa后，连同其他的支路，这样就可以分担多余的压力，从而保证主油路的最大压力始终不超过30MPa，也就达不到设计值31.5MPa，从而避免了分流阀损坏。除此之外，压力感应装置的响应值，还可以通过PLC进行调节，例如随着残极压脱机使用年限的增加，分流阀的老化，最大压力值会有所降低。如果最大压力值为28MPa，需要将压力响应值相应的降低至25MPa。即当主油路的最大压力超过25MPa后，就连通支路，进行分压。在应用这一改进措施后，残极压脱机重新投入运行，未再出现分流阀故障问题，证明这一改进方案具有较好的实用性。

结语：残极压脱机的广泛使用，无论是提升阳极组装效率，还是保证组装质量等方面，均发挥了积极作用。同时，该设备采用PLC进行控制，具有运转率高，故障率低，性能可靠等特点，应用十分广泛。在残极压脱机应用过程中，一方面要做好设备日常维护，并严格按照操作规程进行操作，降低故障发生率。另一方面，在发生故障以后，还要尽快查明问题所在，并采取相应的处理措施，使设备尽快恢复运行。从设备管理经验来看，分流阀故障是一种较为常见故障类型，主要与实际压力超过设计压力有关。通过油路分支的方式，在主油路的一侧连接支路，实现压力分担，将实际压力始终控制在最大压力值以下，从而保证了分流阀的运行安全。

参考文献：

[1]毛继麟，徐克东，张军宗.阳极压脱机压脱机构改造实践[J].酒钢科技，2015（04）：44-48.

[2]邹朝鑫，苏明，杨正伟，等.残余阳极压脱机机架仿真分析[J].现代机械，2019（13）：162-164.