Машины и механизмы для разрушения электролитной корки

МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНОЙ КОРКИ

Применяемые на практике механизмы разрушения корки электроли­та основаны на ударном, статическом и комбинированном способе дей­ствия. Подавляющее большинство машин оборудовано механизмами удар­ного действия. Они не всегда совершенны и поэтому не могут обеспечить достаточно эффективное разрушение корки. Ударные органы бы­вают следующего принципа действия: со свободным падением инструмента, с пневмоцилиндром,  пневмомолотком через рычаг, кривошипного, кривошипно-рычажного, вибрационного, пружинного.

Физико-механические свойства электролитных корок существенно за­висят от типа и теплового режима ванн, места расположения корок на ка­тоде и частоты обработок, скорости приложения нагрузок.

Известные перспективные кинематические схемы ударных органов приведены на рис. 25. Механизмы с пневмоприводом прямого действия (а) находятся в зоне высоких температур и большой запыленности. Вслед­ствие теплового излучения и теплопередач через инструмент рабочий ор­ган значительно нагревается. От этого недостатка можно избавиться, при­менив схему рис. 25, б.

В обоих случаях поршень разгоняется с медленно возрастающими дав­лением и скоростью. В этом отношении представляет интерес схема, пред­ложенная во французском патенте (рис. 25, в). Там использован принцип, по которому поршень удерживается в верхнем положении до достижения необходимого давления воздуха в верхней полости. По такой же схеме крепятся пневмомолоты, дающие лучшие результаты. Но им также присущи аналогичные недостатки.

Цилиндр в данных схемах выполняет троякую роль: поднимает пнев-момолоток при холостых перемещениях, поджимает его к корке при рабо­те и непосредственно пробивает корку. Использование пневмомолотков особенно выгодно при обработке углов и бортовых насыпей ванны, так как малые перемещения пневмомолотка не создают угрозы повреждения футеровки.

Рис. 25. Кинематические схемы механизмов ударного действия

Существенным недостатком пневмомолотков является трудность под­вода воздуха и большой его расход. От этих недостатков освобождены уст-ройства, состоящие из компрессорного и рабочего пневмоцилиндров, соединенных воздухопроводами с распределительным устройством. Ци­линдры могут быть объединены в одном блоке.

Кривошипно-шатунные механизмы появились у нас сравнительно не­давно. Корка разрушается под действием динамической силы, возникаю­щей от кинетической энергии поступательно-движущихся частей, а также под воздействием силы привода.

Ползун и инструмент имеют максимальную скорость в момент, близ­кий к прохождению кривошипом угла 90°. При дальнейшем движении кривошипа скорость, а вместе с ней и кинетическая энергия уменьшаются и при угле 180° равны нулю. Так как выгоднее использовать кинетиче­скую энергию, то разрушение корки желательно начинать при прохожде­нии кривошипом угла 90°, т.е. примерно на середине хода инструмента. При жестком ударе (непробивка корки, удар в настыль или борт ванн и пр.), особенно при углах поворота, близких к 180°, в деталях криво­шипного механизма возникают значительные усилия, вызывающие их ин­тенсивный износ или поломку.

Имеющиеся механизмы отличаются конструкцией подвески, типом и конструкцией привода. Применяют муфту сцепления с поворотной шпонкой, что позволяет получать единичные удары.

На рис. 25, г изображен механизм ударного действие с пружинным приводом. Эластичная пружина надежно предохраняет звенья механизма 4 при жестких ударах. Кулачок 2, шарнирно установленный на гильзе, при ходе вверх захватывает головку толкателя 8 и увлекает его за собой, сжи­мая пружину 5. В конце хода вверх кулачок 2 набегает на упор 8 и, пово­рачиваясь, освобождает толкатель 6, который под действием собственно­го веса ударника 7 с бойком 1 и усилия пружины устремляется вниз по цилиндру 3. Недостатки: большое количество трущихся деталей, труд­ность гашения кинетической энергии при отсутствии сопротивления инст­румента, сложность конструкции, ненадежность работы кулачка.

На рис. 25, д изображен комбинированный вариант с листовой рессо­рой. В рабочем положении механизма палец кривошипа находится в край­нем нижнем положении и кривошип с шатуном расположены на одной вертикальной линии. Механизм работает в статическом режиме при пе­ремещении машины вдоль электролизера, разрушая корку диском 3. При встрече с коркой повышенной прочности диск 3 через рычаг 5 и тягу 6 изгибает рессору 2 и размыкает контактный выключатель 4. Приводится в действие крйвошипно-шатунный механизм 1 и устройство переходит на ударный режим работы.

Рис. 26. Кинематические схемы механизмов статического действия

Комбинированные механизмы сочетают в себе ударный и стати­ческий способы разрушения. В качестве примера приведены две схемы, показанные на рис. 25, е, ж.

Возможные способы продавливания корки статическим способом представлены на рис. 26. Применяемый инструмент в данном случае представляет собой ножи со скошенной кромкой и ножи ледокольного типа. Специальных сталей для их изготовления не требуется.