铝电解多功能机组捞渣机构平挖作业的实现与仿真研究

摘要

铝电解多功能机组专用于大型预焙阳极电解铝生产，捞渣机构是更换阳极的主要工具，而机构捞渣动作的平稳、速度的快慢，会影响整个电解铝的生产。由于受空间位置的限制，直立式结构形式的抓斗不能做的太大，这势必就存在捞渣次数多、时间长、效率低的问题，致使电解槽温度的大量流失，造成制铝成本的极大浪费。因此为适应现代化、高效率的制铝需要，对现有捞渣机构进行结构优化设计，势在必行。　　本课题通过对铝电解多功能机组捞渣机构进行开发，找出了一种巧妙的连杆机构来实现抓斗平移，其平移精度可达±5mm，为铝电解多功能机组捞渣机构的升级改造提供了方法参考，现将本文工作内容归纳如下：　　（1）通过分析捞渣机构的挖掘轨迹表达式，用Matlab软件演算捞渣抓斗的挖掘曲线。　　（2）结合捞渣抓斗的挖掘曲线及参数设计了连杆补偿机构。　　（3）用 Solidworks、ADAMS软件建立包含各种运动副与约束关系在内的捞渣机构运动模型，通过仿真来验证其平移轨迹。　　（4）用电解铝厂捞渣工艺要求为±5mm的“平移精度”与仿真所得平挖轨迹的偏移量相比对，若平挖轨迹偏移过大，则进一步调整连杆补偿机构的运动参数，找出二次补偿的位移量，以及此时抓斗连杆机构和连杆补偿机构的相对运动关系。　　（5）进行二次平挖作业仿真并分析捞渣抓斗刃口的运动参数，直至所得平挖轨迹偏移量符合电解铝厂捞渣工艺要求。然后组织进行生产试验，在实践中检验捞渣机构实现平挖作业的可能。　　最后对上述的研究工作进行总结，展望今后的工作。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要研究内容

第二章 捞渣机构及电解铝生产工艺的介绍

2.1 新、旧捞渣机构结构比较及分析

2.2 新型捞渣机构结构分析及工作原理介绍

2.3 电解铝生产工艺简介

2.4 本章小结

第三章 捞渣机构平挖作业的Matlab建模及仿真分析

3.1 Matlab软件简介

3.2 捞渣装置中抓斗连杆机构的机械原理

3.3 捞渣装置中连杆补偿机构的机械原理

3.4 捞渣装置中整个捞渣机构的机械原理

3.5本章小结

第四章 捞渣机构平挖作业的仿真分析

4.1 Solidworks软件介绍

4.2 捞渣机构建模

4.3 ADAMS软件介绍

4.4 捞渣机构模型导入ADAMS软件

4.5 添加运动副与约束

4.6 添加载荷

4.7 仿真计算及结果后处理分析

4.8 捞渣机构二次补偿修正及仿真分析

4.9 捞渣机构平挖作业生产试验验证

4.10 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间主要研究成果

致谢