针对我国生产自动化程度不高的中小型企业的实际需要，设计出了一种结构简单、实用性强的新型残极压脱清理机，用来脱落残极碳块。本设计简要介绍了残极压脱清理机的用途及特点，并详细的介绍了结构设计、液压驱动方案的确立和试用效果等方面。
关键词： 残极压脱清理机 恒压驱动 压脱力
随着国内电解铝工业技术的迅猛发展和生产规模的不断扩大，如何安全、高效地脱落残极已成为各生产厂家急待解决的问题。目前，国内大规模的铝厂如贵铝、平果铝等都是从国外引进包括从残极脱落到新阳极浇注的一整套全自动化的阳极组装线。该生产线功能完善、安全高效、自动化程度高，但成本极其昂贵，对于中小型铝厂来说难以接受。目前，我国中小型铝厂的残极脱落大都是采用原始的人工敲打方式，劳动强度大，安全隐患多，效率低，极大地制约了生产的发展和规模的扩大。为消除安全隐患、降低劳动强度、提高残极脱落效率，我们设计出了这么一种新型的残极脱落设备—残极压脱清理机。
残极压脱清理机是电解铝厂阳极组装车间、阳极生产线上的关键设备之一，主要用途是将残留在阳极钢爪上的残极碳块从钢爪上剥离下来，以便钢爪经清刷，涂石墨烘干后再次与新阳极块进行浇铸，制成新阳级机组，再由运输机械送到电解车间使用。此压脱机安全防范措施齐全、设备运行平稳，压脱后的导杆无豁口、断裂、变型等现象，使疤杆数量大减，减轻了工人的劳动强度，杜绝了因人工敲打引起的抨溅等伤人事故，效率高、见效快。所设计的残极压脱清理机为双阳极四爪，一根导杆可以一次压脱完成。效率比进口设备提高了许多，成本也比进口设备降低了许多。而后再设计一套设备专门负责用于清理附着在钢爪上的磷铁环以及少量的碳块残渣。
国外进口的同类产品尽管结构各异，但均是采用静压压脱方式，结构上的差异只是实现的方法不同，以及为适应全自动化生产线的要求而已。我们所设计的液压缸，其实现的形式是采用双缸驱动双压板方式。单缸可提高6t的压脱力，工作压力10MPa。机架对称布置，但为了方便残极的进入、垂直方向的固定以及脱极后残渣的清运，本方案采用左机架固定，右机架可以水平移动的结构形式，右机架的移动通过一平移油缸来驱动。不论是垂直方向的压脱油缸还是水平方向的平移油缸，它们的行程均通过限位开关双重控制。在考虑压脱机的结构、尺寸、操作的方便性以及操作工的安全性等问题时，均采取了人性化的设计方法。
对于整个残极压脱清理机的设计主要应从以下两个方面来重点考虑，其一就是要保证残极碳块在压脱机上的定位与夹紧，这就要求必须设计一套合理的夹具来满足此项要求，既要起到定位夹紧作用，还要保证残极的铝导杆与钢爪不能分离；其二就是采用的执行机构是液压缸，由于液压驱动力大，实现相对容易，而且操作方便，因此，本机采用液压驱动。
（一）残极压脱清理机的结构及功能，见图1：
1.行走油缸，驱动行走机构左右运动。其极限位置由限位开关来控制。
2.行走机构，该机构向左运动，上下两块推移钢板将残极推到预订位置固定夹紧，压脱过程开始；压脱完成后该机构向右运动到位，天车起吊，压脱完成。
3.右机架（带上下两块推板）
4.压板（左右各一）
5.压脱油缸，两压脱油缸同时驱动左、右压板向下运动，靠静压压脱残极碳块，完成脱落。压脱后，油缸复位。
6.左机架（带承压钢板）
图1 残极压脱清理机
目 录
摘要 1
Abstract 2
第一章 压脱机设计方案的选择 3
第一节 概述 3
第二节 压脱机设计结构与功能 3
一、方案设计和功能分析 3
二、设计结构及功能 4
第三节 液压驱动方案设计 6
第二章 液压缸的设计与选择 7
第一节 液压缸的设计选用说明 7
一、液压缸设计中应注意的问题 7
二、液压缸主要参数的选定 7
三、使用工况及安装条件 7
四、缓冲机构的选用 9
五、工作介质的选用 9
第二节 强度计算及校核 10
一、磷铁环的强度计算 10
二、校核承压钢板的抗压强度 10
第三节 液压缸的设计及其参数的计算 11
一、液压缸推力F的选择 11
二、初选液压缸的工作压力 12
三、理论推力与理论拉力的确定 12
四、液压缸许用行程S的确定 13
五、缸筒材料的选择 14
六、缸筒壁厚的计算 14
七、缸筒壁厚的验算 15
八、缸筒底部厚度的计算 16
九、缸筒头部法兰厚度的计算 17
十、拉杆的选择与校核， 17
第三章 辅助元件的设计与选择 19
第一节 压脱机辅助元件的设计与选择 19
一、双耳环的安装尺寸的选择 19
二、柱销的选择 20
三、密封装置的选择 20
第二节 机架工作轴的校核及轴的直径的选择 21
第四章 液压泵与电动机的设计与选择及行走油缸的设计 22
第一节 液压泵与电动机的选择 22
一、液压缸的最大流量的计算 22
二、液压泵与电动机的选择 22
第二节 平移油缸的设计 23
一、阳极碳块、阳极钢爪、阳极铝导杆等相关参数的计算 23
二、平移液压缸的选择 25
第五章 液压系统设计 28
第一节 液压传动与控制的优缺点 28
一、液压传动与控制的优点 28
二、液压传动与控制的缺点 29
第二节 压脱机液压系统工作原理 30
第三节 液压系统元、辅件的选择 31
一、阀的选择依据 31
二、选择控制阀应注意以下几个问题 31
第六章 夹具的设计与选择 32
第一节 定位装置的设计 32
第二节 夹紧装置设计 33
一、夹紧装置的组成和基本要求 33
二、夹具体的选择与设计 34
结语 36
参考文献 37
中英文翻译资料 38
英文资料 38
中文翻译 44
致 谢 49
001 总装图.dwg
压脱机夹具图.dwg
液压缸图A0.dwg
液压系统传动原理图A1.dwg
右机架零件图A1.dwg
左机体零件图A1.dwg
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