專利名稱：自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電解槽搖籃架，屬于鋁電解槽技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景搖籃架是電解鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵構(gòu)件，現(xiàn)代大型鋁電解槽多采用搖籃式槽殼，其下部 結(jié)構(gòu)主要是由電解槽槽殼和一系列的搖籃架組成。槽殼的長邊荷載主要依靠搖籃架承受。 在實際使用過程中，發(fā)現(xiàn)槽殼長邊的變形是影響槽殼工作能力的主要因素。而引起電解槽 變形的主要原因是隨著電解槽啟動運行，槽大面端溫度升高，在內(nèi)襯吸納膨脹應(yīng)力和焊接 內(nèi)應(yīng)力及熱應(yīng)力作用下，槽殼膨脹由搖籃架側(cè)臂提供限位，由于此力較大，在搖籃架端部產(chǎn) 生較大的剪力和彎矩。因此多會在搖籃架根部發(fā)生剪切和拉裂破壞。目前大型電解槽主要 通過船型設(shè)計在U型端部增加加勁板，雖然搖籃架在端部增大端面對抗彎剪應(yīng)力有效，但 由于焊縫受拉易在此處形成薄弱處，同時每個電解鋁廠所用電解槽數(shù)量多，而每臺電解槽 搖籃架數(shù)量多，由此搖籃架的質(zhì)量對項目投資及生產(chǎn)成本產(chǎn)生較大的影響。目前電解槽搖 籃架存在如下問題搖籃架形狀類似一 U型構(gòu)件，懸臂端承受較大的彎矩和剪力，采用懸臂結(jié)構(gòu)抵抗 不利的彎矩和剪力，傳力不明確，受力結(jié)構(gòu)不合理，結(jié)構(gòu)耗鋼量較大；懸臂結(jié)構(gòu)用焊縫工作量大，且懸臂端工作時焊縫受拉，容易造成施工方面的缺 陷；用懸臂結(jié)構(gòu)控制懸臂端端部變形，容易使結(jié)構(gòu)端部變形較大；
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，該搖籃 架結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)約鋼材、工作可靠，能夠自平衡電解槽搖籃架懸臂端工作時產(chǎn)生的較大應(yīng)力 及較大變形，改善搖籃架和電解槽內(nèi)部的受力性能，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的懸臂端端部變 形大、產(chǎn)生較大的剪力和彎矩，在搖籃架根部容易發(fā)生剪切和拉裂破壞等不足。本實用新型的技術(shù)方案為它包括電解槽搖籃架懸臂端、電解槽槽殼、電解槽AB 梁、搖籃架底部大梁，在相鄰的兩組電解槽搖籃架懸臂端之間設(shè)置支撐梁。支撐梁采用角鋼或槽鋼制作。支撐梁通過節(jié)點板和連接螺栓與電解槽搖籃架懸臂端連接。電解槽搖籃架懸臂端與節(jié)點板焊接。本實用新型的技術(shù)方案通過螺栓與節(jié)點板將相鄰兩組電解槽搖籃架懸臂端之間 用角鋼或槽鋼連接，從而形成對兩組相鄰電解槽搖籃架懸臂端形成側(cè)向約束，使搖籃架懸 臂端受力由純受彎構(gòu)件改變?yōu)檩S心拉壓與小彎矩受力相結(jié)合的構(gòu)件，在電解槽搖籃架啟動 及工作時可以通過角鋼或槽鋼行減小及抵消荷載所引起的搖籃架懸臂端內(nèi)側(cè)應(yīng)力和應(yīng)變， 從而使搖籃架懸臂端的應(yīng)力、應(yīng)變較小甚至處于受壓狀態(tài)，大幅度減少搖籃架懸臂端作用 力矩和力的快速傳遞，使搖籃架焊縫由受拉改為受壓，有效減少懸臂端組合型鋼腹板厚度和高度，及兩端翼緣材料用量，達(dá)到受力合理，變形較小的目的。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向視圖、放大圖。
具體實施方式
本實用新型的實施實例如圖1、圖2所示，它包括電解槽搖籃架懸臂端1、電解槽 槽殼5、電解槽AB梁6、搖籃架底部大梁7，在相鄰的兩組電解槽搖籃架懸臂端1之間設(shè)置支 撐梁3。在電解槽搖籃架上方焊接節(jié)點板2，通過連接螺栓4將支撐梁3與節(jié)點板2連接， 從而形成對兩個電解槽搖籃架懸臂端1的有效側(cè)向約束，抵抗搖籃架工作時受到的溫度膨 脹應(yīng)力及應(yīng)變，解決搖籃架懸臂端端部位移過大問題。本實用新型的施工步驟為第一、在相鄰的兩組電解槽搖籃架懸臂端1上方分別焊接節(jié)點板2 ；第二、用連接螺栓4將按照計算及構(gòu)造要求的支撐梁3的角鋼或槽鋼與節(jié)點板2 形成有效連接；第三、通過使用節(jié)點板2、連接螺栓4、支撐梁3將兩組相鄰電解槽搖籃架懸臂端1 連接，從而形成對電解槽搖籃架的有效側(cè)向約束，自平衡應(yīng)力的新型電解槽搖籃架結(jié)構(gòu)施 工完成。
權(quán)利要求一種自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，它包括電解槽搖籃架懸臂端(1)、電解槽槽殼(5)、電解槽AB梁(6)、搖籃架底部大梁(7)，其特征在于在相鄰的兩組電解槽搖籃架懸臂端(1)之間設(shè)置支撐梁(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，其特征在于支撐梁(3)采用 角鋼或槽鋼制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，其特征在于支撐梁(3)通 過節(jié)點板(2)和連接螺栓(4)與電解槽搖籃架懸臂端(1)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，其特征在于電解槽搖籃架懸 臂端⑴與節(jié)點板⑵焊接。
專利摘要本實用新型公開了一種自平衡應(yīng)力的電解槽搖籃架，它包括電解槽搖籃架懸臂端(1)、電解槽槽殼(5)、電解槽AB梁(6)、搖籃架底部大梁(7)，在相鄰的兩組電解槽搖籃架懸臂端(1)之間設(shè)置支撐梁(3)。支撐梁(3)采用角鋼或槽鋼制作。支撐梁(3)通過節(jié)點板(2)和連接螺栓(4)與電解槽搖籃架懸臂端(1)連接。電解槽搖籃架懸臂端(1)與節(jié)點板(2)焊接。本實用新型通過角支撐梁把相鄰兩組電解槽的搖籃架連接成整體，從而抵消搖籃架懸臂部啟動及工作時因溫度和鋁液產(chǎn)生的外荷載及相應(yīng)變形。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用、受力合理，使搖籃架的工作狀態(tài)更符合實際受力狀況，經(jīng)濟(jì)效益顯著，減少電解槽建設(shè)投入成本。
文檔編號C25C3/10GK201614415SQ200920317960
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者余祥興, 施亮, 鄭莆 申請人:貴陽鋁鎂設(shè)計研究院