项目名称:某某锰业电解车间自动进出槽及后处理项目

项目要求: 

1）自动进出槽系统：一个新电解车间，36排槽，每排共6个小槽，单槽内宽980mm,放25块阴极板，每排槽合计150块阴极板，车间总共5400块阴极板，要求4小时左右阴极板完成阴极板进出槽及钝化作业。

    2）后处理生产线：承接从电解槽出来的阴极板后处理工艺，包括冲洗去硫-烘干-冷却-剥离-泡板-洗板-上液等作业。

    方案：按设计要求单个电解车间需要安装一套自动进出槽系统和一套后处理生产线，每小时处理1500块阴极板左右，具体设计与技术要求附后。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.自动进出槽系统总体方案设计

1. 1. 标准与规范
      1. 电解锰行业规范

《清洁生产标准 电解锰行业》

1. 1. 2. 机械电气行业规范

JB/T5936-91工程 机械 机械加工件通用技术条件

GB/T16755-2008机械安全  安全标准的起草与表述规则

GB/T16855.1-2008机械安全  控制系统有关安全部件  第一部分  设计通则

JB/T5943-91 工程机械焊接件通用技术条件

JB/T5995-1992工业产品使用说明书机电产品使用说明书编写规定

JB/T6050-2006钢铁热处理零件硬度测试通则

JB/T8828-2001切削加工工件通用技术条件

JB/T9008.1-2004钢丝绳电动葫芦第1部分:型式与基本参数、技术条件

JB/T9008.2-2004钢丝绳电动葫芦第2部分:试验方法

JB/T9233.1-9233.24-1999工业自动化仪表通用试验方法

JB/T9616-1999 Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件(机座号80-315)

GB2104－88 钢丝绳验收、包装、标志及质量证明书的一般规定2

GB7592-87 通用桥式起重机 限界尺寸

GB 5226.2-2002 机械安全 机械电气设备 第32章 起重机械技术条件

GB/T14405-2011通用桥式起重机

GB/T20303.5-2006  起重机 司机室 第5部分：桥式和门式起重机

GB/T790-1995  电动桥式起重机跨度和起升高度系列

JB/T3695-2008  电动葫芦桥式起重机

JB/T8907-2013  绝缘桥式起重机

SJ/T31046-1994  桥式起重机完好要求和检查评定方法

SN/T2873-2011出口通用桥式起重机检验规程

TSGQ0002-2008  起重机械安全技术监察规程―桥式起重机

TSGQ7002-2007桥式起重机型式试验细则

GB/T15312-2008制造业自动化　术语

GB/T10183.1-2010起重机　车轮及大车和小车轨道公差　第1部分：总则

GB12602-2009起重机械超载保护装置

GB/T20863.5-2007起重机 分级 第5部分: 桥式和门式起重机

GB/T22414-2008起重机 速度和时间参数的测量

GB/T22415-2008起重机 对试验载荷的要求

GB/T 22416.1-2008  起重机 维护 第1部分：总则

GB/T22437.5-2008起重机 载荷与载荷组合的设计原则 第5部分：桥式和门式起重机

GB/T24809.5-2009起重机 对机构的要求 第5部分：桥式和门式起重机

GB/T24810.5-2009起重机 限制器和指示器 第5部分：桥式和门式起重机

GB/T24811.1-2009起重机和起重机械 钢丝绳选择 第1部分：总则

GB/T24817.5-2009起重机械 控制装置布置形式和特性 第5部分：桥式和门式起重机

GB/T24818.5-2009起重机　通道及安全防护设施　第5部分：桥式和门式起重机

GB/T29562.1-2013起重机械用电动机能效测试方法 第1部分：YZP系列变频调速三相异步电动机

GB/T29562.2-2013  起重机械用电动机能效测试方法 第2部分：YZR/YZ系列三相异步电动机

GB/T29562.3-2013起重机械用电动机能效测试方法 第3部分：锥形转子三相异步电动机

GB/T 26477.1-2011起重机 车轮和相关小车承轨结构的设计计算 第1部分：总则

GB/T 6974.12-1986起重机械名词术语 桥式起重机

GB/T 6974.5-2008起重机 术语 第5部分：桥式和门式起重机

JB/T 10104-2011 YZ系列起重及冶金用三相异步电动机技术条件

JB/T 10649-2006桥式起重机用空气调节机

JB/T 3695-2008电动葫芦桥式起重机

JB/T 8437-1996起重机械无线遥控装置

TSG Q0002-2008起重机械安全技术监察规程―桥式起重机

TSG Q7002-2007桥式起重机型式试验细则

YB/T 5055-1993起重机钢轨

YB/T 5295-2010密封钢丝绳

1. 2. 设计运行环境
      1. 电解车间规格

行车轨道跨度Dh：18米

行车轨道长度Lh：75米

电解槽列数：2×3（小槽）

电解槽排数n：32

电解槽总数量：64×3（小槽）

电解槽间距（中心）：970mm

 

1. 1. 2. 电解槽规格

单槽长度Lc：5300mm

单小槽长度Lc1：1700mm

单槽宽度Dc：570mm

单槽阴极板数量：75块

单小槽阴极板数量：25块

单槽阳极板数量：76块

阴极板间距Wy：70mm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 1. 3. 阴极板规格

不锈钢片长度：635mm

不锈钢片宽度：500mm

铜条侧出长度1：250mm

铜条侧出长度2：70mm

铜条高度：35mm

提手高度：48mm

提手宽度：185mm

提手侧出：32mm

 

1. 1. 4. 工作环境

温度：<50℃

湿度：95%，凝露。

腐蚀性气体：二氧化硫，硫酸雾，氨气。

海拔高度：<3000米

户内户外：户内

1. 1. 5. 电气要求

要求供电条件达到GB/T3859.1-93中5.2所规定的一般工业电网（即B级）的要求。

1. 3. 整体设计思路
      1. 固定输入输出

在电解槽的端头，放置四排阴极板架，两排进槽板架(如图1#-4#板架)，两排出槽板架（如图5#-8#板架）。自动行车将覆锰阴极板从电解槽中运输至出槽板架上。再从进槽板架上获取新板，放入电解槽。出槽板架与进槽板架与自动后处理系统相衔接，完成阴极板后续的烘干、剥离、清洗、抛光等各道工序处理。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 1. 2. 并行交错处理

自动行车一次处理6个小槽。每侧各3个小槽。这6个小槽位于连续的3排电解槽，每1排取1小槽。

阴极板进出槽时，电解槽为通电工作状态，单侧的3个小槽极板的电连接方式为并联连接，因此，不能同时将一侧的3个小槽极板全部取出。取出1小槽极板后，剩下的2小槽极板上的电流将增大，根据经验，为了尽量减小对剩下极板的影响，每一次处理流程中，每1排两侧各取出1小槽极板，处理3排。这样既保证质量，又提高了数量，节约了处理时间。

自动行车的进槽和出槽工作实质上就是在电解槽和端头极板架之间来回运输阴极板。为了提高了处理速度，自动行车上安装了6台独立的吊车。6列电解槽上方各对应有1台吊车。6台吊车安装在同一排，取板的流程大致如下：

大车先移动到第1排电解槽，1#和6#吊车分别吊出A小槽和F小槽。

大车再移动到第2排电解槽，2#和5#吊车分别调出B小槽和E小槽。

大车再移动到第3排电解槽，3#和4#吊车分别吊出C小槽和D小槽。

大车再移动到端头出板架上方，将6台吊车上的极板放入出板架中。

大车再移动到端头进板架上方，用6台吊车将新极板吊出。

大车再移动到第1排电解槽，将1#和6#吊车上的新极板放入A和F小槽。

大车再移动到第2排电解槽，将2#和5#吊车上的新极板放入B和E小槽。

大车再移动到第3排电解槽，将3#和4#吊车上的新极板放入C和D小槽。

以上为一次进出槽工作流程。自动行车每个流程总是处理6个小槽的极板，相当于整个电解槽中的1排极板。这样，n（3的整数倍）排电解槽需要处理n次即可完成。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 1. 3. 随车钝化

系统采用随车钝化的模式。钝化池安装在大车上，从电解槽吊出的覆锰阴极板后，小车立即移动将其放入钝化池中，这样减少了阴极板暴露于空气中的时间，同时，也节省了处理时间，提高了处理效率。

1. 1. 4. 精确定位

大车粗定位。大车采用光电传感器进行绝对位置定位。安装调试时，针对每个槽的绝对位置进行调试和校准。

小车细定位。小车定位是基于大车基础上的。小车采用齿条和齿轮运动机构，运动精度很高。安装调试时，在大车绝对定位的基础上，对每排槽的小车位置进行校准和存储。在进出槽处理时，控制系统根据槽号对应存储的位置信息，控制伺服运动机构精确定位在对应的电解槽位置。

进槽定位。定位齿梳理极板定位。保证每块极板准确对准电解槽的缝隙，顺利插入电解槽中。

1. 1. 5. 程控自动进出槽

自动进出槽系统采用PLC作为主控制器，PLC检测光电传感器和伺服编码器等位置信息，PLC控制变频器，伺服控制器等实现大车、小车和吊车的平稳运行和高精度定位。PLC控制气动装置完成极板的夹持，进出定位等。

梁架中部为控制室，控制系统和操作显示终端均安装在此。系统具有多种操作模式。

自动模式：PLC内置自动处理流程程序，从第一槽开始自动进行进出槽处理，直至最后一槽完成为止。

半自动操作模式：操作员输入需要处理的槽号，系统处理对应编号的一排槽，处理完即停止，等待输入下一个槽号。

单步操作模式：PLC控制大车和四台小车吊车，每执行一个运动步骤，即暂停，显示屏给出下一步的提示。暂停时，可对各个运动部分实行手动微调。调节完毕，可继续执行下一步。

手动模式：操作人员通过操作面板按钮可以单独操控大车、各台小车、提升机构、夹持机构和定位机构的动作，并可通过终端显示屏观察实时动作状态。

1. 1. 6. 低轨道安装

如图所示，自动行车采用低轨道安装。行车轨道顶面离开电解槽平面的距离Hg大约2.5米。施工时，在原有行车梁柱下部增加支撑块，安装行车梁，在梁上铺设行车轨道。

采用低轨道安装有很多优势，极板升降行程大大缩短，缩短了处理时间，极板升降过程中的摆动也减小，运行更加稳定。另外，对原有行车不会产生影响，原有行车仍可正常使用。安装和维护过程中，也可利用原有行车吊装。

 

1. 4. 工作流程简述

自动进出槽系统主体由一套整体双梁架结构和一套大车驱动机构组成。主梁架上安装6套独立的小车提升定位机构和对应的钝化水槽。小车运动方向与大车一致，提供极板进出钝化水槽的通道。提升机构具有专门针对电解槽和阴极板设计的夹持机构，能一次抓取1小槽阴极板。定位齿机构能自动对整槽阴极板进行等间距分隔定位。整个系统一次处理整个电解槽中的一排阴极板（相邻错开），因此，不需要进行横向的移动，节省了处理时间。

自动进出槽系统的处理速度设计为高于自动后处理系统的速度。但是其实际处理速度小于等于自动后处理系统，因为，它与后处理系统的处理是衔接的。

1. 5. 与自动剥离机的衔接

自动进出槽系统的输入和输出为电解槽端头的4排极板架。出槽的板放置在两边的出板架上，进槽的新板放置在两边的进板架上。自动进出槽系统即从这几个极板架上吊入和吊出极板。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

出板架上的极板随后需要进入自动剥离机进行一系列后处理，包括冲洗去硫、烘干、冷却、剥离、残板筛选、冲洗、玻璃水浸泡等工序。然后，处理好的极板需要放置在进板架上，等待入槽。

因此，系统另外设置一台自动搬运行车。完成极板架与自动剥离机之间的极板搬运工作。该自动行车与自动进出槽装置安装在同一个轨道上。采用双梁结构，上面安装有一台多功能的可精确定位的小车，小车上的夹具可一次起吊一整槽75块阴极板。夹具装置安装在一个旋转转台上。可实现90度的旋转。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

当自动搬运行车检测到出板架上有极板时，同时确认剥离生产线的进板架空置时，大车将移动到出板架上方，吊起出板架上的极板，然后旋转90度，大车移动到剥离生产线的进板架上方，小车移动，对准，然后将极板放入进板架。

当自动搬运行车检测到剥离生产线出板架满板，同时确认入槽的进板架上空置时，行车将出板架上的板吊起，旋转90度，放入入槽的进板架上。

 

1. 6. 安装施工
      1. 施工流程图

1. 1. 2. 施工作业说明
         1. 基础施工

行车轨道梁支撑块施工，行车梁安装，轨道安装，车档安装。在原有立柱上进行施工。对于现场混凝土立柱或者钢立柱进行不同的设计。如果原有立柱无法承受本行车总重，则考虑重新建造新立柱。

相关设计和施工均委托具有相关资质的专业公司和人员来完成。按照相关国家标准和行业标准进行验收，并按照我方要求进行参数复测确认。

1. 1. 1. 2. 行车安装

大梁安装。根据现场起重机械配备情况可采用在地面拼装行车主梁或先将主梁分别起吊至行车梁上再进行拼装。桥架主要由2根主梁、2根端梁、6根连接附梁以及走台、栏杆等附件组成，两根主梁与两根端梁连接组成大车，附梁上用来放置四台小车。

小车安装。先在地面分别拼装好4台小车。包括电机传动系统和行走机构，电动吊车部分均安装好。再分别吊装至大车的附梁上。

吊车夹持机构安装。先将吊车的两根导轨插入小车上的轴承中，将导轨下端用绳索托住。将吊车升降钢丝绳固定到夹持机构上。启动吊车上升，将两根导轨放置与夹持机构上，将导轨底座安装孔与夹持机构上对应安装孔对准，用螺栓固定。

钝化池安装。将4个钝化池依次吊装至行车主梁架安装位置，用螺栓固定好。

定位齿安装。将两侧的定位齿条和驱动机构安装在大梁下端梁架上。

操作室吊装。先在地面将操作室组装好，将电气控制系统和控制柜安装到操作室内，将操作台和面板安装好。将操作室吊至行车中部，与主梁架上的安装支架对准，用螺栓连接。

电源滑线器安装。沿行车一侧的轨道按一定间隔安装好滑线器支架，再将滑线器一段一段的拼接安装在支架上。

电机安装。将未安装的电机安装至对应的位置。

传感器安装。将大车的光电传感器安装在行车一侧的端梁侧面。在该侧的行车梁上安装光电条栅的支架。应使条栅位于U型光电槽的中间，每个电解槽对应一个条栅，条栅支架中心位置对准电解槽中心位置。安装大车、小车、吊车、夹持、定位齿机构的两端限位光电开关。安装好小车和吊车的拉绳编码器。

拖链安装。拖链用来放置可移动机构的控制线缆。大车至四个小车分别有一条拖链。小车至夹持机构各有一条拖链。

整体布线。从操作室出发，布置各种电机电源线，光电传感器和编码器线，线路经过安装好的拖链到达行车各个部分。整体布线按照《行车布线工艺图和布线规范》执行。将线缆按图纸连接好，即可进入调试阶段。

1. 1. 1. 3. 施工注意事项

在行车轨道开始施工前须在列柱上拉一条塑套钢丝绳，以系挂钢丝绳，并做好必要的安全防护措施。

轨道及行车安装前应对设备进行逐一清点和检查，合格后方能运至吊车梁上进行安装。

设备到货和安装后，应作好防锈措施，特别是钢丝绳、转动部件等重点部位的防锈。

由于厂房承重结构的变位和下沉等原因，形成行车轮子卡轨，滑车等现象，影响行车正常使用时，应及时调整轨道。

在行车安装试车完成后，应对轨道联结之螺母进行一次全面的紧固，厂房投产使用后，应根据具体情况，对轨道联结使用情况进行定期检查和维修，发现问题及时处理。

1. 7. 系统调试
      1. 部件测试
         1. 测试前准备

调试前应对下面各项进行检查：

机械、电气及安全设施安装齐全，接好安全可靠的电源，电气设备绝缘电阻合格。

检查滑线器电源引入接触是否良好，操作室内三相电源是否正常。

屋顶、屋架上悬挂的索具、行车梁上的杂物等应全部清理干净，轨道上无油脂等增滑物质。

需要润滑的零部件应注入充足的润滑油脂。

能用手盘动的机构应用手试装几下，无时松时紧或卡涩现象。

1. 1. 1. 2. 人机界面控制测试

控制系统通电测试。

按下各个按钮，观察其与PLC对应点的连接是否正确。

1. 1. 1. 3. 电机运行测试

将操作模式置于“手动”模式，合闸大车电机电源，对变频器进行参数设置。然后用按钮控制前后移动，看看运动方向是否正确。加减速时间是否与设置相同。

按上述方法逐一测试所有电机。

1. 1. 1. 4. 限位开关测试

在“手动”模式下，将各个运动机构分别移动至其两端的极限位置，观察显示屏是否有限位报警。如果没有，将对应的限位开关位置进行微调，使其正常触发。

按此方法对所有的限位开关进行测试。

1. 1. 1. 5. 光电传感器测试

在“手动”模式下，移动大车，观察显示屏能否正常显示电解槽编号。如果不能正常显示，检查光电传感器和条栅位置是否匹配。

1. 1. 1. 6. 保护动作测试

限位断电保护。观察各机构运行至极限位置时，是否会触发限位开关，PLC输出断开该机构的电源，实现保护。

1. 1. 2. 负荷试验
         1. 静负荷试验

四台小车全部吊起额定负荷，离开槽面100mm，静止悬挂10分钟，测量桥架大梁的下挠度，挠度应小于跨度的1/700（57mm），额定负荷试验无异常后可进行额定负荷125%的行车静负荷试验，四台小车全部吊起试验负荷离地100mm，静止悬挂10分钟，测量主梁跨中的挠度，挠度应小于跨度的1/700（42mm），当卸去负荷后桥架下挠读应恢复原状，无残余变形和异常现象，大钩张口无残余变形，焊缝无异常现象，钢件无裂纹产生。

1. 1. 1. 2. 动负荷试验

静负荷试验合格后，按额定负荷110%的负荷对行车进行动负荷试验，进行吊车的反复升降以及大、小车的行走，时间不少于10分钟，要求机车行走平稳，无特殊振动、卡涩和冲击，车轮无卡轨现象和声响，各轴承温度正常，各变速部分、转动部分声音正常，机械传动灵活可靠，电机制动灵活可靠，电动机及其控制设备运行正常，限位开关和联锁保护装置动作准确可靠。

1. 1. 3. 定位校准

行车首次安装调试时，需要对所有光电位置传感器进行安装位置调试和校准。使其能完成精确定位。光电传感器位置校准要结合运动部件调试，使运动部件的停止点离传感器位置固定已知。

对电机运转速度和加减速时间进行调节。调节完成后固定不变。

对每个槽绝对位置进行调试和校准，并永久存储在PLC中。

所有校准数据必须进行非易失性存储，不会因为长时间掉电而丢失，并且应该进行额外的备份，并能快速恢复。

1. 1. 4. 投入试运行

按照程序工作流程，进行一次完整的进出槽作业。针对各运动部位进行微调细调，以使系统达到最好的工作效率。

1. 8. 质量保证

我公司已通过ISO9001质量保证体系认证。我们将严格按照质量体系要求进行生产、安装、和服务。

我们将严格按照合同要求，提供符合设计标准、质量合格的产品。

我们将严格检查和控制原材料、元器件、配套件的进厂质量。

我们将保证所提供设备加工工艺完善、检测手段完备、产品决不带缺陷出厂。

我们将对涉及分包商的供货、质量、设备性能、技术接口、服务等方面问题负全部责任。按合同规定关键部件分包商必须符合有关资质的要求，并经贵方认可。

我们将按合同规定向监造单位提供有关部门标准和图纸，并为监造提供方便。对监造设备的停工待检部提前7天通知贵方及监造代表。

我们将为所提供的设备在制造、运输、装卸过程中投保，一旦发生意外，我方将按贵方要求对所提供的设备尽快进行免费更换、修理，直到需方满意为止。

在验收过程中如发现缺件及其他原因引起的零部件的丢失，我方负责尽快免费补齐所缺部件。

1. 9. 售后服务

及时提供按合同规定的全部技术图纸资料和图纸。

需方要求的时间到现场进行技术报务，指导需方按供方的技术资料和图纸要求进行安装、分部与整套设备试运行及试生产。

需方选购的与合同设备的关的配套设备，供方应主动提供满足设备接口的技术条件和资料。

严格执行供方双方就有关问题召开会议的纪要或签定的协议。

合同规定为需方举办有关设备安装、调试、使用、维护技术的业务培训班。

做好售前、售中、售后服务，把“24小时服务”、“超前服务”、“全过程服务”、“终身服务”贯彻到产品制造、安装、调试、大修的全过程。

收到需方反映的质量问题信息后，全国除西藏、新疆地区外在2小时之内作出答复或派出服务人员，在24小时或更短的时间内到达现场；对西藏、新疆地区在2小时之内作出答复，在12小时内到达用户指定地，从用户指定地以最短的时间到达目的地。做用户对质量不满意，服务不停止。

提供设备实行三包，产品质量保证期为设备投运后壹年，终身维护。

及时满足需方提供的有关的改进技术文件。

1. 10. 附录1

1. 11. 附录2

1. 12. 附录3 

1. 13. 附录4

1. 14. 附录5

 

1. 15. 附录6

1. 16. 附录7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 17. 附录8