ＷＩＴＴＥ公司的抬包清理机工作原理及结构陈权祥汪丹华（汉江丹江口铝业有限公司湖北丹江口市 ４４１９００）摘要：简要介绍了国外引进的出铝抬包清理的专用设备的工作原理、
设备结构、主 要技术数据及电气液压控制系统。关键词：抬包清理设备结构技术数据控制系统汉江丹江口铝业有 限公司三期技改工程项目从德国联合铝业公司引进电解铝二手设备中有一台辅助设备———抬包清 理机。该机是德国ＷＩＴＴＥＢＯＨＲＴＥＣＨＮＩＫ公司根据铝电解生产中需要清理出铝抬包而 制造的非标设备，１９９２年出厂。它可以准确快捷地将冷凝在出铝抬包中的铝及电解质清除干净 ，而不会损伤抬包内衬的保温层。避免了人工清理的弊端，延长了出铝抬包的使用寿命，提高了劳 动生产率。该设备国内尚属空白，值得国内铝行业借鉴。下面就该机的工作原理、设备结构、主要 技术数据、电气及液压控制系统作一简要介绍。１设备结构抬包清理机外形见图１。它由机器本体 、液压站、壁式控制柜、操作台、铝屑小车组成。机器本体外形尺寸为７３００ｍｍ×２９００ｍ ｍ×４３５０ｍｍ，重２７吨。液压站外形尺寸为２５００ｍｍ×１６００ｍｍ×１４００ｍｍ， 重８吨（含６５０升液压油）。壁式控制柜外形尺寸为１４００ｍｍ×４００ｍｍ×６００ｍｍ。 机器本体上有抬包压紧机构（图２），铣削动力机构、进刀机构、除尘装置、铝屑收集装置、操作 台、传感器、平台、扶梯等。其中抬包压紧机构、铣削动力机构、进刀机构都是由液压执行元件来 实现抬包压紧松开，铣削头旋转切削，进刀刀架前进后退等动作。机器本体系钢结构件，长度方向 采用宽边工字钢框架，侧壁用工字梁果腹板箱形门架焊接而成。机体前部为架设抬包支座及压紧机 构，机体后部为铣削动力机构、进刀刀架及导向框架。除尘装置同车间除尘管道相接，用以收集排 放铣削过程中的灰尘。铝屑收集装置由一台电机驱动小车把收集的铝屑和渣从机体中部下方进出， 便于清理。操作台上集中有手动、自动控制的各种按钮和指示灯，操作方便。壁式控制柜中有可编 程控制器，事故紧急断电安全保护装置、温度保护装置、直流电源、配电开关、压力保护继电器等 。抬包清理机清理一个抬包，包括夹紧、铣削、排渣等工序不超过５０分钟即可全部完成。２主要 技术数据２．１铣削进刀机构进刀力６０ｋＮ退刀力４０ｋＷ行程２ｍ最大铣削进刀速度０７ｍ ／ｍｉｎ最大快速行程速度２０ｍ／ｍｉｎ２．２铣削动力机构由６台液压马达串联或并联的铣削 动力装置可进行无级变速。当转矩为６０００ｄａＮｍ时，铣削头转速为１０转／分。当转矩为３ ０００ｄａＮｍ时，铣削头转速为２０转／分。２．３液压站功率５５ｋＷ１４５０ｒｐｍ电压３ ８０Ｖ／５０Ｈｚ额定电流１４０Ａ油泵１Ｑ１＝２４０Ｌ／ｍｉｎＰ１＝２５０ｂａｒ油泵２Ｑ ２＝１０Ｌ／ｍｉｎＰ２＝１００ｂａｒ图１抬包清理机外形结构１———抬包；２———铣削头 ；３———铝屑收集装置；４———除尘管；５———铣削动力机构；６———液压站；７——— 壁式控制柜；８———操作台。３铣削装置铣削动力由六台回转定量液压马达通过齿轮与铣削头的 回转齿轮啮合，带动铣削头载动进行铣削，铣削速度可无极变速。铣削头系钢结构件，形似蜗杆， 直径１１５０ｍｍ，长１３００ｍｍ，叶片钢板厚１５ｍｍ，中心轴管直径４１９ｍｍ。铣削头头 部装有多排可调硬质合金刀片。铣削头的进刀装置由两个压力油缸推动铣削刀架在导向槽里前后运 行实现的。图２抬包压紧机构１———活接头；２———夹紧钳；３———销子；４———垫圈； ５———开口销；６———吊环；７———油缸；８———销子；９———销子；１０———垫圈 ；１１———开口销；１２———润滑用注油嘴；１３———夹紧臂。４工作过程１）用叉车将出 铝抬包放置到抬包清理机的抬包座垫板上。２）锁紧安全栅门。３）接通操作台上主开关。４）打 开进油阀。５）接通液压机组。６）夹紧抬包。４．１手动控制１）进刀快速向前，直到抬包口边 缘为止。２）铣削头缓慢转动，同时检查抬包位置。３）铣削头缓慢进刀铣削，直到抬包里的残渣 位置铣削出圆形为止。４）铣削头慢速转动，缓慢退刀，直到铣削头退出抬包口。５）铣削刀架快 速退刀回到原位。４．２自动控制（只能从零位开始）１）开关转接到自动位置。２）当铣削头位 置到达抬包时，检查抬包位置并进行铣削。３）当出现问题时，把开关转接到手动位置。４）铣削 完毕，缓慢退刀，铣削头退出抬包口后快速退回到原始位置（零位）５）铣削刀架退到零位时，抬 包压紧机构自动松开。６）液压机组断开。７）关闭进油阀。８）切断主开关。５电气系统抬包清 理机电气控制系统包括电源柜、可编程序控制器柜、铝屑小车控制柜、液压泵站电动机（５５ｋＷ ）、铝屑小车驱动电机（０３７ｋＷ）、液压泵强电磁阀、液压压力传感器、铣削头位置传感器 、抬包压紧机构位置传感器、铝屑小车行程控制开关、安全门位置传感器、排烟管电磁阀及操作台 等。电气控制系统中还设有事故紧急断开安全保护装置（ＳＩＥＭＥＮＳ３ＵＮ２２），
液压系统 过压保护装置（液压系统过压保护值为２５０Ｐａ），均为ＳＩＥＭＥＮＳ公司专用硬件模块。电 气控制系统的核心是ＳＩＥＭＥＮＳＳ５１００ｕ可编程序控制器（ＰＬＣ）。由操作台和各位置 传感器、压力传感器等发出指令信号，经可编程序控制器进行指令分析和逻辑运算后，输出相应控 制信号给液压泵站的电磁阀，由电磁阀控制液压元件执行相应动作，完成抬包清理机的各项操作功 能。可编程序控制器由ＣＰＵ模块（ＣＰＵ１００）、输入模块（８×２４ＶＤＣ４块）、输出模 块（８×２４ＶＤＣ／０５Ａ４块）、电源模块（ＡＣｇ３２６５ＶＤＣ２４Ｖ／４Ａ）组成， 实际使用输入点２２个，另１０点输入端子备用；输出３２点至电磁阀或显示灯。图３铣削刀架向 前运行控制软件流程图Ａ４５———阀门Ｖ１；Ａ４６———阀门Ｖ２；Ａ６０———钻孔 自动装置接通；Ｅ０３———零位；Ｅ０５———端位；Ｅ１７———最大转矩；Ｅ２．０ ———进给缓慢向前；Ｅ２．１———进给快速向前ＰＬＣ系统软件采用流程图方式编程，全部控 制功能共由３２个流程控制软件块完成。例如铣削刀架向前运行控制软件块Ｎｅｔｚｗｅｒｋ４（ 见图３）。流程图软件由ＳＩＥＭＥＮＳＰＧ６８５编程器写入并进行调试，或由装有专用软件平 台的ＰＣ机写入，调试完毕固化到ＥＰＲＯＭ中。６液压系统该抬包清机理机的液压系统由德国Ｒ ＺＸＲＯＴＨ公司设计制造。液压站同机器本体分开，两者之间液压管路由８根高压油管相连接， 折装方便。图４液压系统示意图１———电动机；２———双联定量油泵；３———减压阀；４— ——方向阀；５———按钮开关；６———节流单向阀；７———双向定量油马达；８———限压 阀；９———方向阀；１０———方向阀；１１———减压单向阀；１２———抬包夹紧压力油缸 ；１３———流量调节阀；１４———进刀机械压力油缸；１５———预调方向阀；１６———单 向阀；１７———限压阀；１８———空气冷却器；１９———滤油器；２０———油箱铣削动力 由六台双向定量油马达驱动、进刀机构由两个压力油缸完成进刀、退刀动作，抬包夹紧机构由一个 压力油缸完成夹紧动作。双联定量油泵、各种方向阀、压力阀、流量阀及组件全部装在液压站上部 ，回油管路上装有空气冷却器和滤油器。由限压阀控制泵１、泵２和压力。由进油阀控制液压系统 的进油，由电磁方向阀分别控制液压方向阀来实现铣削头的回转液压马达和抬包压紧油缸的动作。 当铣削头回转液压马达工作时，液压方向阀始终保持抬包压紧油缸的工作压力，压紧抬包。由方向 阀控制铣削刀架油缸的动作。两个流量调节阀分别控制进刀、退刀的速度，由液压预调方向阀控制 进刀、退刀的换向。整个液压站结构紧凑，管路连接走向清晰，便于检查。在一些主要管路上留有 测量压力的接头。可配置专用测压工具测量调整压力。７结束语这台德国设计制造的抬包清理机在 现场使用后，工作效果、控制操作、使用维护都达到预定目标。对操作人员要进行认真培训后才能 上岗操作。实践表明，它是铝行业值得推广应用的设备。参考文献１汉江丹江口铝业有限公司引进 德国二手设备技术资料（内部资料）WITTE公司的抬包清理机工作原理及结构@陈权祥@汪丹 华$汉江丹江口铝业有限公司抬包清理,设备结构,技术数据,控制系统简要介绍了国外引进的出 铝抬包清理的专用设备的工作原理、设备结构、主要技术数据及电气液压控制系统。１汉江丹江口 铝业有限公司引进德国二手设备技术资料（内部资料）护装置（ＳＩＥＭＥＮＳ３ＵＮ２２），液 压系统过压保护装置（液压系统过压保护值为２５０Ｐａ），均为ＳＩＥＭＥＮＳ公司专用硬件模 块。电气控制系统的核心是ＳＩＥＭＥＮＳＳ５１００ｕ可编程序控制器（ＰＬＣ）。由操作台和 各位置传感器、压力传感器等发出指令信号，经可编程序控制器进行指令分析和逻辑运算后，输出 相应控制信号给液压泵站的电磁阀，由电磁阀控制液压元件执行相应动作，完成抬包清理机的各项 操作功能。可编程序控制器由ＣＰＵ模块（ＣＰＵ１００）、输入模块（８×２４ＶＤＣ４块）、 输出模块（８×２４ＶＤＣ／０５Ａ４块）、电源模块（ＡＣｇ３２６５ＶＤＣ２４Ｖ／４Ａ） 组成，实际使用输入点２２个，另１０点输入端子备用；输出３２点至电磁阀或显示灯。图３铣削 刀架向前运行控制软件流程图Ａ４５———阀门Ｖ１；Ａ４６———阀门Ｖ２；Ａ６０—— —钻孔自动装置接通；Ｅ０３———零位；Ｅ０５———端位；Ｅ１７———最大转矩；Ｅ ２．０———进给缓慢向前；Ｅ２．１———进给快速向前ＰＬＣ系统软件采用流程图方式编程，全部控制功能共由３２个流程控制软件块完成。例如铣削刀架向前运行控制软件块Ｎｅｔｚｗｅｒｋ４（见图３）。流程图软件由ＳＩＥＭＥＮＳＰＧ６８５编程器写入并进行调试，或由装有专用软件平台的ＰＣ机写入，调试完毕固化到ＥＰＲＯＭ中。６液压系统该抬包清机理机的液压系统由
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