趙法賓 馮麗

摘要：近幾年我國有色加工行業(yè)迅猛發(fā)展，同時鋁坯生產(chǎn)設(shè)備要求吊運鋁錠的吊具必須具有安全可靠的吊運性能，主要說明幾種吊運立式鋁坯吊具的結(jié)構(gòu)特點，對有色金屬吊裝做了簡明扼要的闡述。

關(guān)鍵詞：液壓鑄造；啟閉機構(gòu)；磁粉離合器；保壓回路

引言

隨著鋁材廣泛應(yīng)用于航天、航空、建筑、交通、運輸、包裝、電子、等眾多的國防和民用領(lǐng)域。使我國有色金屬生產(chǎn)能力、鋁加工技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和提高。新鑄造設(shè)備主要是立式半連續(xù)液壓鑄造，鋁扁錠的鑄造通過結(jié)晶器在鑄造井內(nèi)完成，鑄造鋁錠長度最長達到9.3米，鑄錠的重量也是逐漸增加到40噸左右。鑄造設(shè)備深埋在地面下，頂升油缸行程大，該油缸大部分都是國外制造，造價昂貴，要求吊運鋁錠的吊具必須具有可靠的吊運性能。在我國鋁廠熔鑄車間吊運立式鋁錠主要應(yīng)用三種類型吊具，分別是機械鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具、電動鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具、液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具。一些鋁廠的鑄造生產(chǎn)設(shè)備自帶翻轉(zhuǎn)功能，所用吊具不需要翻轉(zhuǎn)功能。

1.機械鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具

機械鋁錠吊具是利用杠桿增力工作原理，依靠起重機的起升，靠被吊物自重與吊具之間產(chǎn)生的摩擦力來起吊鋁坯。通過轉(zhuǎn)鎖式啟閉機構(gòu)的起落，來完成機械吊具的夾取過程。啟閉機構(gòu)中轉(zhuǎn)鎖頭圓柱部分銑削加工四段螺旋槽并連接，導(dǎo)向圓柱銷限制轉(zhuǎn)鎖頭在導(dǎo)向筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鎖頭在吊具起落時上下移動并做旋轉(zhuǎn)完成吊具的開閉動作。機械鋁錠吊具結(jié)構(gòu)簡單、夾緊力較大、便于維護，此類吊具的主要缺點是吊具靠被吊物自重產(chǎn)生磨擦力來夾緊工件，在翻轉(zhuǎn)鋁錠時，需要被吊物接觸物體借助外力來完成翻轉(zhuǎn)動作，極可能瞬間失重，造成夾緊力不穩(wěn)定，易出現(xiàn)鋁錠掉落事故。需要相當熟練行車操作人員來完成吊裝翻轉(zhuǎn)過程。

2.電動鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具

電動鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具通過電機轉(zhuǎn)動，磁粉離合器滯后閉合，保證電機空載起動；通過聯(lián)軸器、磁粉離合器、電磁制動器、減速器、鏈輪、鏈條傳給絲杠螺母，絲杠螺母實現(xiàn)夾鉗的快速閉合。吊具鉗腿和鋁錠接觸后，電機的輸出扭距迅速增大，達到一個定值時，磁粉離合器滑移，零速開關(guān)動作，電磁制動器制動，電機立即停止轉(zhuǎn)動，這時夾鉗對板坯產(chǎn)生一個預(yù)緊力。起重機提升夾鉗，初始的預(yù)緊力不足以夾起鋁錠，鉗腿下面帶滑板的楔形機構(gòu)由于鋁錠重量的作用，使得鉗牙沿斜面下滑一個行程。該吊具就是通過鉗腿的楔形機構(gòu)夾緊鋁錠。斜面角度通常是7-8度，角度需小于摩擦自鎖角；通過調(diào)節(jié)磁粉離合器勵磁電流的大小來改變鉗牙對板坯的初始夾緊力，保證吊具對鋁坯有足夠的預(yù)緊力。該類型吊具有的工程師簡化了傳動機構(gòu)，去掉了磁粉離合器、電磁制動器、零速開關(guān)等零件，直接使用變頻器控制和保護電機。此類吊具的主要缺點是鉗腿下滑量不一致；彈簧經(jīng)常反復(fù)壓縮容易失效；傳動部分和下滑裝置加工復(fù)雜，不利于維修等。

3.液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具

液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具由液壓缸來實現(xiàn)吊具的夾緊和松開，可以通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力來控制夾緊力的大小，通常液壓系統(tǒng)最高工作壓力小于25Mpa。其結(jié)構(gòu)形式分為兩種形式，如圖1、圖2所示，兩種吊具類型結(jié)構(gòu)完全不同，圖1所示吊具液壓缸通過杠桿作用達到增力的效果，圖2所示吊具直接傳遞液壓缸的作用力。此處針對圖1所示吊具說明，吊具機械部分利用雙曲柄機構(gòu)中的特殊機構(gòu)平行四邊形機構(gòu)，兩對邊構(gòu)件長度相等并且平行，始終使鉗腿保持平行移動，鉗牙頂尖始終保持水平移動。

圖1 國內(nèi)廠家制造 圖2 德國Carl Stahl制造

液壓系統(tǒng)采用保壓回路（如圖3所示），從液壓系統(tǒng)中不難看出，液控式單向閥及液壓缸密封件來保證液壓系統(tǒng)壓力不下降，確保出現(xiàn)故障及斷電時能保持夾緊力大小基本不變。吊具的液壓缸壓力由壓力變送器直接數(shù)字顯示，可隨時監(jiān)控系統(tǒng)的壓力變化。

圖3

液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具的主要缺點：液壓裝置及液壓缸油液泄露。液壓缸的泄漏分為內(nèi)泄漏和外漏兩種情況，內(nèi)泄漏是主要影響液壓缸的技術(shù)性能，使之出現(xiàn)出力不足、運動速度緩慢和工作不平穩(wěn)等現(xiàn)象。

4.結(jié)論

上述三種吊具在國內(nèi)鋁廠均有應(yīng)用，目前大多數(shù)鋁廠都使用液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具，主要該吊具占用空間小，應(yīng)用范圍廣，使用安全性強，在工件吊運及翻轉(zhuǎn)過程中，夾緊力始終保持不變等特點。前期該類吊具多采用國外產(chǎn)品，我國國內(nèi)吊具廠家致力于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，正逐步替代國外的同類產(chǎn)品吊具。

當今加工手段的提高及液壓裝備技術(shù)的提升，設(shè)備趨向于自動化和智能化發(fā)展方向，以及使用單位對設(shè)備的安全性、可靠性要求提高等等，液壓鋁錠翻轉(zhuǎn)吊具必將得到廣泛的應(yīng)用。

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作者簡介：趙法賓（1975-） 男，河北保定人，巨力索具股份有限公司，主要研究方向：吊裝設(shè)備及工具設(shè)計與研發(fā)。

馮麗（1984-） 女，河北保定人，巨力索具股份有限公司，主要研究方向：吊裝方案制定、吊具研發(fā)。