早期轉子式翻車機系統對C70敞車的適用性分析

劉樹明，張雪峰

(華電能源股份有限公司富拉爾基發電廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041)

0 引言

目前，新型C70型敞車在鐵路上的使用范圍越來越廣，使用數量也越來越多，已逐步取代C60型敞車。鑒于此，早期轉子式翻車機能否適用于翻卸C70型敞車將成為輸煤系統能否正常運行的關鍵。為了確認早期翻車機系統對C70型敞車的適用性，現以華電能源股份有限公司富拉爾基發電廠ZFJ－100型轉子式翻車機為例，就翻車機系統的幾個主要相關部件的設計參數對C70型敞車的適應性進行分析。該廠ZFJ－100型轉子式翻車機為武漢電力設備廠1983年生產的第1代產品，具有一定的代表性。

1 翻車機本體

1.1 翻車機本體金屬結構

富拉爾基發電廠的ZFJ－100型轉子式翻車機至今已使用27年，期間雖經多次技術改造，但翻車機本體金屬結構未做改動。翻車機本體結構原機械設計強度和剛度的安全系數為2.0～2.5，設計的額定翻卸量為 80.000 t，最大翻卸量為 80×1.25=100.000(t)，實際許用的最大翻卸量可達160～200 t。而C70型敞車的載質量為70.000 t，自身質量為23.500 t，合計 93.500 t，在許用范圍內，能滿足翻卸要求。

為確保翻車機設備安全生產，需對翻車機本體轉子構架進行更新加固改造，具體改造內容包括:更換翻車機下部縱梁、橫梁及其相關的支撐和斜撐，將平臺與橫梁焊接在一起，使平臺、圓盤、縱梁和橫梁組成一個剛性回轉架，可大大增加翻車機的強度和剛度，以確保翻車機在翻卸C70型敞車時的安全性。

1.2 液壓系統

1.2.1 夾具高度

C70型敞車的車體高度與C60系列車型的車體高度相差不大(C70型敞車高10 cm左右)，而目前夾具機構的實際凈空高(相對于C60系列)約45 cm，所以，在夾具機構高度方面能滿足C70型敞車的要求。

1.2.2 系統壓力

由于C70型敞車高度增加，壓車行程變短，壓車時間雖然提前，但由于液壓系統壓力不變，壓車力也維持不變，完全能滿足C70型敞車的壓車要求，無需調整。

1.2.3 液壓缸強度

早期的轉子式翻車機液壓系統液壓缸大多采用SHGK01－100/56E/3611液壓缸，壓力等級為21 MPa，額定承載量為11.300 t，最大許用承載量為14.125 t，正常情況下完全能滿足翻車機翻卸C70型敞車的要求。當遇到凍煤，整車煤都無法翻卸時，此時液壓缸的最大承載量為93.5÷8×1.2=14.030(t)，非常接近最大許用承載量，長時間運行將增加現場的不安全性，縮短液壓缸的使用壽命。因此，為確保安全，將液壓缸更換為125/70E并帶液壓鎖的液壓油缸。

1.3 驅動裝置

1.3.1 減速機

減速機設計系數為額定承載量的1.5倍，即80.000 ×1.5=120.000(t)，能滿足 C70 型敞車要求，但在翻卸量增加30%的情況下，可改用變頻調速方式減小啟、停過程中對減速機的運行沖擊，以保證減速機正常、可靠運行，延長減速機的使用壽命。

1.3.2 電動機

電動機設計系數為額定載荷的1.25倍，所用電動機通常為繞線式異步電動機，啟動轉矩為額定轉矩的2.2～2.5倍，在正常情況下應能滿足C70型敞車的翻卸要求。當超載或機構摩擦阻力增加時，有可能出現翻卸困難的情況，根據現場實際使用狀況，最好改用變頻調速。在容量保持不變的前提下，可增加20%的啟動轉矩，完全可滿足C70型敞車的翻卸要求，從而也能較好地減輕啟、停過程中對減速機的沖擊，以使翻車機本體的運行達到最佳工作狀態。

1.4 本體靠車梁

早期轉子式翻車機均采用固定式靠板和移動平臺，在整個運行過程中，靠車輛自重和平臺的傾斜移動來達到靠車和定位的目的。在實際運行過程中，靠車和回位均會產生較大沖擊，使用新型C70型敞車后，其靠車過程中沖擊力大約為350kN，如此大的沖擊力容易導致敞車及靠板受到損傷，也超過了鐵道部所允許“車輛一側側墻立柱內側總彎矩值不得大于235 kN”的規定。因此，在翻車機運行中極易對翻車機本體設備和車輛造成一定的損壞，為此建議將本體的靠車方式改為固定平臺的液壓移動靠板靠車系統，以滿足新型C70型敞車的靠車需要，確保設備安全、正常運行。

液壓靠板改造具體實施方案:首先拆除原有固定靠板及相關構件，拆除定推平臺4套彈簧機構，吊出定推平臺并進行測量檢查，對變形和損壞部分進行整形和修補，在轉子構架改造完之后，再將定推平臺吊入并與下部橫梁焊接固定。新的靠板分為3塊，每塊尺寸為2480 mm×307 mm×1900 mm，每塊分別由2臺油缸控制，油缸型號為HSGK－125/90 E－250，油缸工作最大工作壓力設定為3 MPa。靠板靠出時，油缸無桿腔的壓力油做功，在油缸推動下，靠板平穩地固定敞車，從而改變了過去用固定靠板來承受敞車沖擊的弊端，延長了設備的使用壽命。

2 重牛

在早期翻車機系統中，重牛起著牽車和定位的作用。C70型敞車的車鉤采用的是標準#17車鉤，與早期重牛使用的#13車鉤在實際運行過程中會發生干涉，影響運行過程的安全可靠性，需將早期重牛使用的#13車鉤及頭部進行改造，以滿足C70型敞車鉤的要求。

3 空牛

早期翻車機系統中的空牛車鉤使用的特制平板型擋板在推車過程中無法滿足C70型敞車鉤的要求，長期使用會對C70型敞車鉤造成損壞，所以，需對空牛車鉤進行整體更換改造，以滿足現場使用工況要求。

4 遷車平臺

早期翻車機系統中的遷車平臺各項技術指標完全能夠滿足C70型敞車的需要。

5 翻車機控制系統

早期翻車機系統電氣控制系統大多采用繼電回路組成的組合邏輯和時序邏輯，控制系統可靠性差、故障率高、自動化程度低，增加了運行維護人員的工作量，影響設備安全、可靠運行。

新型翻車機系統控制系統廣泛采用了可編程控制器(PLC)系統，在高可靠性傳感元件配合下，系統運行穩定、可靠并實現了系統全自動程序運行。

PLC控制方式具有控制準確、邏輯性強、調整方便、可擴充性強的特點;控制方式可實現自動和手動，其中手動又分為單機手動和遠程集中手動，自動分為單機自動和全系統自動。

在PLC控制的基礎上，翻車機系統還配備了陰極射線管(CRT)監控系統和事故自診斷系統。CRT系統與PLC進行雙工異步通信，通過PLC采集翻車機系統的工況參數，將各設備工況實時顯示在工控機屏幕上，運行人員可隨時了解設備的運行狀況，及時發現設備故障。該系統還提供各種綜合管理功能，使翻車機運行操作和管理水平達到一個新的高度。

6 結束語

通過對富拉爾基發電廠2臺ZFJ－100型轉子式翻車機為適應C70型敞車所進行的改造可知，早期轉子式翻車機系統各主要設備能夠很好地適應C70型敞車，只需進行局部小范圍的改造，便能正常翻卸C70型敞車。將變頻技術應用于本體、重牛、空牛、遷車臺等驅動部分;利用液壓靠板技術取代老式移動平臺靠板;將PLC控制、CRT監控和事故自診斷系統應用在翻車機系統電氣控制系統上;將控制室內操作改為遙控操作等，這些新技術的應用可使早期轉子式翻車機達到或接近新型翻車機的性能。