专利名称：自平衡应力的电解槽摇篮架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电解槽摇篮架，属于铝电解槽技术领域。
背景技术：
摇篮架是电解铝生产的关键构件，现代大型铝电解槽多采用摇篮式槽壳，其下部 结构主要是由电解槽槽壳和一系列的摇篮架组成。槽壳的长边荷载主要依靠摇篮架承受。 在实际使用过程中，发现槽壳长边的变形是影响槽壳工作能力的主要因素。而引起电解槽 变形的主要原因是随着电解槽启动运行，槽大面端温度升高，在内衬吸纳膨胀应力和焊接 内应力及热应力作用下，槽壳膨胀由摇篮架侧臂提供限位，由于此力较大，在摇篮架端部产 生较大的剪力和弯矩。因此多会在摇篮架根部发生剪切和拉裂破坏。目前大型电解槽主要 通过船型设计在U型端部增加加劲板，虽然摇篮架在端部增大端面对抗弯剪应力有效，但 由于焊缝受拉易在此处形成薄弱处，同时每个电解铝厂所用电解槽数量多，而每台电解槽 摇篮架数量多，由此摇篮架的质量对项目投资及生产成本产生较大的影响。目前电解槽摇 篮架存在如下问题摇篮架形状类似一 U型构件，悬臂端承受较大的弯矩和剪力，采用悬臂结构抵抗 不利的弯矩和剪力，传力不明确，受力结构不合理，结构耗钢量较大；悬臂结构用焊缝工作量大，且悬臂端工作时焊缝受拉，容易造成施工方面的缺 陷；用悬臂结构控制悬臂端端部变形，容易使结构端部变形较大；
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自平衡应力的电解槽摇篮架，该摇篮架结 构简单、节约钢材、工作可靠，能够自平衡电解槽摇篮架悬臂端工作时产生的较大应力及较 大变形，改善摇篮架和电解槽内部的受力性能，以克服现有技术存在的悬臂端端部变形大、 产生较大的剪力和弯矩，在摇篮架根部容易发生剪切和拉裂破坏等不足。本发明的技术方案为它包括电解槽摇篮架悬臂端、电解槽槽壳、电解槽AB梁、摇 篮架底部大梁，在相邻的两组电解槽摇篮架悬臂端之间设置支撑梁。支撑梁采用角钢或槽钢制作。支撑梁通过节点板和连接螺栓与电解槽摇篮架悬臂端连接。电解槽摇篮架悬臂端与节点板焊接。本发明的技术方案通过螺栓与节点板将相邻两组电解槽摇篮架悬臂端之间用角 钢或槽钢连接，从而形成对两组相邻电解槽摇篮架悬臂端形成侧向约束，使摇篮架悬臂端 受力由纯受弯构件改变为轴心拉压与小弯矩受力相结合的构件，在电解槽摇篮架启动及工 作时可以通过角钢或槽钢行减小及抵消荷载所引起的摇篮架悬臂端内侧应力和应变，从而 使摇篮架悬臂端的应力、应变较小甚至处于受压状态，大幅度减少摇篮架悬臂端作用力矩 和力的快速传递，使摇篮架焊缝由受拉改为受压，有效减少悬臂端组合型钢腹板厚度和高度，及两端翼缘材料用量，达到受力合理，变形较小的目的。
图1为本发明的结构示意图；图2为图1的A-A向视图、放大图。
具体实施例方式本发明的实施实例如图1、图2所示，它包括电解槽摇篮架悬臂端1、电解槽槽壳 5、电解槽AB梁6、摇篮架底部大梁7，在相邻的两组电解槽摇篮架悬臂端1之间设置支撑梁 3。在电解槽摇篮架上方焊接节点板2，通过连接螺栓4将支撑梁3与节点板2连接，从而形 成对两个电解槽摇篮架悬臂端1的有效侧向约束，抵抗摇篮架工作时受到的温度膨胀应力 及应变，解决摇篮架悬臂端端部位移过大问题。本发明的施工步骤为第一、在相邻的两组电解槽摇篮架悬臂端1上方分别焊接节点板2 ；第二、用连接螺栓4将按照计算及构造要求的支撑梁3的角钢或槽钢与节点板2 形成有效连接；第三、通过使用节点板2、连接螺栓4、支撑梁3将两组相邻电解槽摇篮架悬臂端1 连接，从而形成对电解槽摇篮架的有效侧向约束，自平衡应力的新型电解槽摇篮架结构施 工完成。
权利要求
1.一种自平衡应力的电解槽摇篮架，它包括电解槽摇篮架悬臂端(1)、电解槽槽壳 (5)、电解槽AB梁(6)、摇篮架底部大梁(7)，其特征在于在相邻的两组电解槽摇篮架悬臂 端⑴之间设置支撑梁(3)。
2.根据权利要求1所述的自平衡应力的电解槽摇篮架，其特征在于支撑梁C3)采用 角钢或槽钢制作。
3.根据权利要求1或2所述的自平衡应力的电解槽摇篮架，其特征在于支撑梁(3)通 过节点板( 和连接螺栓(4)与电解槽摇篮架悬臂端(1)连接。
4.根据权利要求3所述的自平衡应力的电解槽摇篮架，其特征在于电解槽摇篮架悬 臂端⑴与节点板⑵焊接。
全文摘要
本发明公开了一种自平衡应力的电解槽摇篮架，它包括电解槽摇篮架悬臂端(1)、电解槽槽壳(5)、电解槽AB梁(6)、摇篮架底部大梁(7)，在相邻的两组电解槽摇篮架悬臂端(1)之间设置支撑梁(3)。支撑梁(3)采用角钢或槽钢制作。支撑梁(3)通过节点板(2)和连接螺栓(4)与电解槽摇篮架悬臂端(1)连接。电解槽摇篮架悬臂端(1)与节点板(2)焊接。本发明通过角支撑梁把相邻两组电解槽的摇篮架连接成整体，从而抵消摇篮架悬臂部启动及工作时因温度和铝液产生的外荷载及相应变形。本发明结构简单，坚固耐用、受力合理，使摇篮架的工作状态更符合实际受力状况，经济效益显著，减少电解槽建设投入成本。
文档编号C25C3/10GK102086524SQ20091031094
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者余祥兴, 施亮, 郑莆 申请人:贵阳铝镁设计研究院