中铝全液压更换铝电解槽阳极装置

全液压更换阳极装置，是大型预焙阳极铝电解厂低位电解多功能机组更换电解槽阳极的专门装置。以前国内大多多功能机组阳极更换装置为气、液四键缸结构，因设计存在缺陷，中空轴非常容易断裂，致使整套拧头机构坠落，安全系数较低。据调查，原装置管路、工作元件泄漏严重，故障率较高（统计故障率占整车故障率的40％），运行率、完好率非常低，约为20％左右，因此电解生产交换阳极时只得采用付钩和人工配合交换，这样不但效率底，劳动强度大，而且存有一定的安全隐患。
2000年，贵阳奥特机电有限公司专门为低位电解多功能机组开发设计制造了全液压阳极更换装置，并在原青海铝厂投入使用。该装置已取代早期低位电解车所使用的四键缸式更换阳极装置，它具有对位准确、动作安全可靠、自动更换阳极等优点，大大降低了操作人员的劳动强度，有效地提高了作业效率。
全液压更换阳极装置主要由扭拔机构、Z字型支承架、变位框架、回转绝缘座、弹簧平衡架、回转轴组、液压系统及电气控制系统等部件组成。其中扭拔机构由阳极夹具、阳极提升机构、拧头升降机构、小盒卡具开闭机构、导向架等组成。电气控制系统主要由控制箱及操纵盘两部分组成。整个装置主要通过两组回转轴组悬吊在变位框架的中间，可在一定角度范围内调整其垂直度，通过调节将其与支承架连接在一起的平衡吊架上的弹簧预紧力即可实现。另外，变位框架通过回转绝缘座与支承架相连接，可绕回转轴在一定角度范围内进行转动。Z字型支承架通过绝缘板及8个M24的高强度螺栓紧固在工具小车回转装置下部机构上，随回转装置一道任意角度旋转。液压站紧固在支承架上；电气控制系统的控制盘及操纵盘分别安装在工具小车驾驶室顶部及驾驶室内。
全液压更换阳极装置的导向架及移动架均采用箱型结构，加强构件刚性，利于扭拔机构正常工作。Z字形支承架的强度与刚度对扭拔机构的运行性能有直接的影响，通过科学合理的设计，Z字形支承架有高强度与刚度。拧头升降与小盒卡具开闭，是采用升降与回转分离的结构，由液压驱动，并设有升降定位导向结构，合理设计的拧头机构能锁住小盒卡具在连接阳极时不脱落，装卸卡具方便自如、安全可靠。阳极夹具，则采用液压驱动的双铰式夹具开闭自如，使用寿命长。
液压系统采用Parker公司生产的负载感应恒压变量柱塞泵，该泵采用压力和流量双重补偿并对负载进行感应和反馈控制，使泵能根据使用工况自动调节输出压力和流量，使工作机构在不同的工况下获得与负载相匹配的稳定流量和压力。从而提高了效率，减少了能量损耗。阳极提升油缸及拧头提升油缸采用新型平衡阀，具有平衡可靠不下滑，运行平稳缓冲、超载保护等性能。油缸密封件均采用进口元件。另外系统元件、管接头及软管（高压绝缘油管）均采用Parker公司的产品，提高了液压系统的可靠性，降低了故障率，减少系统的泄漏。
电气部分采用西门子、西码或欧姆隆元件，并改进回路。用于控制的操纵开关均采用复位开关，增加了操作的可靠性，减小了原安装尺寸，提高了元件使用寿命。
全液压更换阳极装置投入运行后，首先保证了液压油的清洁，使电磁阀、油缸、油泵、油马达的使用性能大为改观，其次，提高了油泵的工作压力及可操作性，为扭拔机构的正常运行提供了充足的动力。再者，通过液压控制拧头提升装置的升降，可以使拧头机构在升降过程中的任意位置停留，同时由于增设了拧头机构导向导轨，换极过程中拧头可以顺着设定的方向升降，这都便于天车工对正拧头卡具与小盒夹具的相对位置，提高了换极速度。
由于改变了油箱的密封方式、提高了油泵的效率、采用了进口液压元件、电器控制配电柜提高了密封等级，这些措施延长了液压，电器元件的使用寿命，减少了电磁阀、接头、油管泄露或线圈断路、短路等故障，降低了停车次数及维修时间，提高了天车的利用率。
全液压更换阳极装置整体重量比原装置轻240Kg，整体高度比原有装置降低了140mm，结构更加灵活，并且拧头提升装置一方面控制系统由气动控制改为液压控制，另一方面本身结构发生了变化，换极过程中再不会出现拧头装置或小盒夹具从天车上吊下来的问题，保证了设备及电解工人的安全。
全液压更换阳极装置投入运行后，为电解生产的顺利进行提供了保障，电解工人从当初的不愿意使用扭拔机构交换阳极，到后面的争着用，充分表明用扭拔机构交换阳极能真正提高生产效率和减轻工人劳动强度。
据统计，目前中铝青海分公司的多功能机组更换阳极装置在电解生产时的运行情况如下：
更换阳极率98.9％；运转率99.6％；更换1块阳极时间约8分钟，且只需要2名电解工人配合，较付钩更换阳极节省7分钟和1名电解工人；每台装置每天更换阳极23块；用全液压更换阳极装置更换阳极2个电解车间可节省5－6名电解工人。
应用更换阳极装置降低了阳极卡具的压降，阳极安装到位，阳极卡具安装规范统一，装置的扭矩为230N.m（以前最大人工为170N.m）尤其在全面使用该装置更换阳极后，卡具压降降低到了8mv，采用人工作业卡具压降降低在15mv左右。仅此一项每年可节约电费170多万元。