随着大容量预焙电解槽在我国推广，所需炭素阳极块规格也越来越大，我公司四爪阳极块尺寸已达到1 400×660×540 mm。500 t残极破碎机是用来破碎电解返回的残极块以及其他不合格生、熟阳极块的主要设备，经过500 t残极破碎机粗碎后，再用颚式破碎机和圆锥破碎机进一步破碎，然后作为原料返回生产系统中再次利用。500 t残极破碎机的性能好坏将直接影响到下一步工艺的生产。其主要技术参数：
破碎力5 000 kN；碎料尺寸150 x150 mm或100×100mm；产能6t/h；液压站电机功率45 x2 =90 kW。
2 结构特点
500 t残极破碎机主要由3个部分组成，见图1。
2.1 破碎装置
包括翻料装置、推料装置、格筛、机体、冲头装置、充液阀等部件。它们各自的作用是：翻料装置是把残极或要破碎的生阳极运到翻料平台上，经油缸把平台上炭块翻到破碎室内进行破碎。推料装置是把破碎室内已被挤压实了的物料进行松动，以便再破碎。格筛是安装在破碎室下面的支承梁上，为了减少炭块翻转下来所产生的冲击力，在格筛和支承梁之间装有碟形弹簧。机体是整个破碎装置的主要受力构件，它由机架、固定齿板、导轨、衬板筹部份组成。机架是由厚钢板焊制而成，其外形尺寸为4700 x2 880 x1390 mm，在机架一端的中央开设一个安装主油缸的孔，在其两侧开两个安装侧油缸的孔。固定齿板、导轨和衬板都是耐磨钢制成。为了维修和更换，从结构设计都提供了方便条件。冲头装置在破碎机中是主要作功部件，它是由主油缸和两个付油缸及冲头所组成，冲头上装有活动齿板（冲头上的活动齿板与机体上的固定齿板构成破碎室）。主油缸加压运动时，主柱塞带动冲头前进以产生对物料的挤压破碎作用。充液阀的作用是利用其内部的活塞杆开启阀口，从而保证侧缸在快速前进或后退时，主油缸随之从油箱里大量吸油或排油。当活塞杆下降关闭阅口时，压力油顺利通过充液阀而进入主油缸推动主柱塞进行破碎工作。为消除油缸和流液阀中的气体，在充液阀顶部装有排气阀。
2.2 液压装置
包括液压件装配、油箱装配和泵组装配3部分。液压件装配是分成3个集成块装在1块焊在油箱顶部的立板上，为了适应液压系统连续工作而保证油温不高与样机一样在油箱顶部装有冷却器；付油缸的加压和充液仍然采用国产组合阀；泵采用菱形法兰接口的CBL5140齿轮泵。
2.3 控制系统
500 t残极破碎机的控制采用的电磁继电控制方式，其控制特点：
(1)炭块被送到翻料平台上后，可按电钮发出信号，使翻料油缸动作将炭块翻入破碎室内待破碎，然后发出信号侧缸前进，主油缸充油，翻料缸返回。
(2)两个侧缸接到信号后，活塞杆带动冲头侠速前进（低油压，大油量），当冲头触及炭块时，油压升高到设定值，通知主油缸进入高压油作破碎工作。
(3)主油缸中主柱塞推动冲头前进（高压油、小流量），加压油路上有两个压力继电器，主柱塞前进其管路压力不断升高，当升高到设定值时发出信号开始降压，降到限定值时，又发出信号通知二个侧缸的活塞带动主柱塞返回（低油压、大流量）。
(4)侧缸返回到位后发出信号通知推料缸前进松散物料和排料，推料缸到位后发出信号自动返回。
(5)推料缸自身返回后，发出信号通知侧缸快速前进而重复2—4的动作，直至破碎完为止，筛下料由输送机带走。
3 存在的问题
500 t残极破碎机经过十多年的运行，以及当初设计的缺陷，存在许多问题，主要包括以下几个方面：
(1)主油缸导向套磨损严重，有外泄漏现象，活塞与冲头的接触端面变形，导致作用力不均匀。
(2)侧缸、推料缸、充溢阀顶出缸等导向套与活塞密封均磨损，有泄漏，且侧缸与尾座连接方式不合理，经常出现缸座损坏故障。
(3)冲头支撑导轨磨损严重，承载、导向性能严重劣化。
(4)充溢阀阀芯与阀杯配合面磨损，划伤多，间隙大，经常出现卡死现象。
(5)推料板导向套磨损间隙变大、性能差，滑块变形严重。
(6)倾翻极损坏，现已失去工作性能。
(7)液压管路泄漏严重，管内油垢堆积；部分液压阀老化，存在内外泄漏。
(8)液压齿轮泵频繁损坏，压力不稳定。
(9)各压力表功能丧失，相应测试点压力无法判断是否正常。
(10)油箱冷却器已坏，功能丧失多年。
(11)设计线路均采用的是黑皮线，经油浸泡膨胀，外皮脱落现象十分严重，时常出现短路、接地等故障。
(12)目前采用的电磁继电控制方式，都不同程度地出现元器件老化现象，动作迟缓，灵敏度降低，严重影响生产的顺利进行，设备的运转效益降低。
4 改造内容
4.1 侧缸尾座的改造
由于导轨运行一段时间后就会发生磨损，变得凹凸不平，而侧缸与尾座的连接方式是水平转动，推料板在导轨上滑动时导致侧缸的上下摆动使侧缸尾座经常被损坏。为了杜绝侧缸尾座的损坏，侧缸与尾座连接方式由水平转动改为上下转动。
4.2 液压系统
4. 2.1 改进优化后液压系统主要技术参数
工作压力：15 MPa；
额定压力：42 MPa;
工作流量：163 L/min(单泵)；
泵转速：1 480 r/min；
单台电机功率：45 kW。
4.2.2 液压站的改进
液压站重新设计制作，管路重新配置，所有阀件全部采用Parker原装叠加阀型式产品。泵采用Parker生产的定量柱塞泵．其额定压力为42 MPa，排量110 mL/r管接件除法兰连接的低压管路外，其余全部采用Parker的EO接头和软管；压力继电器选用德国HAWE生产的柱塞式，并带表盘；阀件安装采用板式集成块连接结构，集中到油路阀块安装，所有阀件全部安装在上面，阀块上直接引出油缸、压力表、压力继电器接口，以及迸油口和回油口。油管采用Parker提供的精密冷拔无缝钢管；电动机由原来的6极电机改为4极电机，PN =45 kW，主要目的是加大泵的流量，同时减小电机座尺寸、体积和重量。回油过滤器选用国产高过滤精度、大公称流量的过滤器。
4.2.4 润滑系统
一个柱塞泵对应一个润滑点。润滑站主要参数：
电机功率：O.55 kW；
贮油桶容量：23 L；
公称压力：10 MPa;
每口给油量：O～0.2 mU次；
给油次数：13次/min；
出油口数：10个。
4.3控制系统改造
重新铺设从操作台到液压站及润滑站的动力电缆和控制电缆；根据控制需要在操作台内增添低压元件及扩展模块；控制电压：DC 24 V；电气控制方式由可编程序控制代替原来的电磁继电控制，对各工位的动作进行编程。
5 结语
经过改造，更换该设备关键运行部件，恢复了该设备的设计使用性能。在控制方面进行可编程技改，提高了设备产能，杜绝了以往动作迟缓，灵敏度降低的缺陷。总之，对原有设 备的合理改造，可以提高设备的性能，又可以节约大量的资金，为其他设备的改造提供了一条可行之路。
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