淺談紙卷起重機(jī)的設(shè)計(jì)和配置

鄺海堅(jiān)

(廣州泰克力起重機(jī)有限公司，廣東廣州，510897)

隨著我國造紙工業(yè)的不斷發(fā)展，對造紙車間內(nèi)紙卷起重機(jī)的需求也不斷增加。紙卷起重機(jī)一般配置雙小車或三小車，吊鉤下方配置專用的吊具，用于吊運(yùn)紙卷、更換紙輥等工作，有時(shí)亦需要運(yùn)行至造紙機(jī)的濕部，協(xié)助造紙機(jī)設(shè)備的部件更換、檢修、維護(hù)等。作為造紙車間內(nèi)的重要設(shè)備之一，紙卷起重機(jī)的工作直接關(guān)系到造紙生產(chǎn)線的正常運(yùn)作和生產(chǎn)效率，其重要性不言而喻。本文對紙卷起重機(jī)的設(shè)計(jì)和配置提出了詳細(xì)的意見和建議，供實(shí)際設(shè)計(jì)和制作參考。

1 使用環(huán)境

造紙車間屬于以對流熱為主的濕熱車間，其設(shè)備表面溫度為30～100℃，室溫會(huì)高達(dá)40～45℃。空氣相對濕度大，一般達(dá)90%以上，甚至達(dá)到100%;車間內(nèi)有連續(xù)運(yùn)行的造紙機(jī)等大型設(shè)備，存在較大的電磁干擾;紙卷的搬運(yùn)既需要較高的效率，又需要以穩(wěn)定的低速進(jìn)行精確的對位，故與通用的起重機(jī)相比，紙卷起重機(jī)需要有針對性的設(shè)計(jì)和配置。

2 機(jī)械方面的配置

圖1 紙卷起重機(jī)

紙卷起重機(jī)一般分為雙小車起重機(jī)和三小車起重機(jī)兩種形式，雙小車起重機(jī)一般用于日常的吊運(yùn)紙卷工作，三小車起重機(jī)一般用于紙機(jī)檢修及輔助紙卷吊運(yùn)。紙卷起重機(jī)的額定起重一般根據(jù)紙張種類、造紙機(jī)幅寬和速度等參數(shù)確定，同時(shí)需要考慮紙卷吊具、紙輥和紙卷的質(zhì)量，并預(yù)留15% ～20%左右的余量。在三小車起重機(jī)中，中間小車的額定起重需要考慮造紙機(jī)設(shè)備安裝和檢修、更換部件時(shí)的需要起吊的最大起質(zhì)量。對于額定起重較大的起重機(jī)，可以考慮在主梁或走臺(tái)下方設(shè)置5 t或10 t的電動(dòng)葫蘆，以提高搬運(yùn)小件物品的效率。

根據(jù)造紙機(jī)的速度計(jì)算形成紙卷的周期，再結(jié)合紙卷的質(zhì)量可以計(jì)算出紙卷起重機(jī)需要的工作級別。考慮到運(yùn)行的平穩(wěn)性，起升和運(yùn)行速度不宜過快。紙卷起重機(jī)一般安裝在二樓，在確定其起升高度時(shí)，需要考慮將吊鉤安裝在一樓地面。此外，為適應(yīng)吊鉤鉤距和吊鉤極限位置的工藝要求，需要進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，以減少小車的軸距和整體寬度。對于濕端配置的三小車起重機(jī)，為能適應(yīng)干端的工作，會(huì)對兩側(cè)小車鉤距提出要求，可以吊掛紙卷吊具。

起升及運(yùn)行機(jī)構(gòu)通常采用變頻調(diào)速方式，配置快慢雙速或多檔速度。控制方式方面，為避免與下方的造紙機(jī)設(shè)備干涉，不宜采用司機(jī)室操縱，建議采用遙控方式，可獨(dú)立移動(dòng)的地操手電門作為備用。在實(shí)際應(yīng)用中，已越來越多地采用搖桿式多檔速遙控器。

紙卷起重機(jī)一般以卷揚(yáng)形式的起升機(jī)構(gòu)為主，也有不少采用國外品牌的電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。卷揚(yáng)式的起升機(jī)構(gòu)一般配置兩組工作制動(dòng)器，確保制動(dòng)安全;為保障起升機(jī)構(gòu)的安全，避免吊鉤沖頂，建議在起升上限位的基礎(chǔ)上增加重錘開關(guān);此外，設(shè)置起升機(jī)構(gòu)的下極限限位開關(guān)，可以有效防止吊具接觸地面后吊鉤繼續(xù)下降，造成卷筒上的鋼絲繩脫槽［1］。

為適應(yīng)車間濕熱的使用環(huán)境，建議采用H級、IP55的電動(dòng)機(jī)，如采用變頻電動(dòng)機(jī)，應(yīng)配置獨(dú)立的冷卻風(fēng)扇。此外，為了更好地保護(hù)電動(dòng)機(jī)，可以考慮在電動(dòng)機(jī)的定子中設(shè)置熱敏電阻。變頻器應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠嗔浚恍┢放频淖冾l器有所謂的“三防”產(chǎn)品，即在變頻器的芯片和線路板上增加防護(hù)涂層，防侵腐效果更好。電阻器宜采用不銹鋼材料，建議采用鍍鋅鋼絲繩，以提高鋼絲繩的使用壽命［2］。

考慮到造紙車間環(huán)境中一般存在一定的腐蝕性氣體，且有較高的溫度和濕度，為保證紙卷起重機(jī)表面油漆的使用年限，紙卷起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件在制作時(shí)應(yīng)注意預(yù)處理的質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)使用與之適應(yīng)的配套油漆，并適當(dāng)增加漆膜的厚度。此外，普通的聚氨脂緩沖器在使用一段時(shí)間后會(huì)變硬變脆，容易導(dǎo)致失效。

如紙卷起重機(jī)上的減速器等部件漏油或滲油，容易污染下方的造紙機(jī)設(shè)備和紙卷，一個(gè)較好的方案是在減速器下方設(shè)置集油盤。另外，鋼絲繩上亦不宜涂抹太多的潤滑油脂。對于起重機(jī)內(nèi)空調(diào)，不能使冷凝水直接滴到車間內(nèi)，可用水桶接水，或通過管道將水排到車間的兩側(cè)。

3 電氣方面的配置

造紙車間惡劣的環(huán)境會(huì)對紙卷起重機(jī)的電控系統(tǒng)造成嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為保證紙卷起重機(jī)電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，建議注意以下幾方面的問題。

(1)采取措施減少車間設(shè)備的高次諧波等對紙卷起重機(jī)供電電源和電氣系統(tǒng)的電磁干擾，包括變頻器線路中配置輸入電抗器，采用屏蔽線作為PLC、變頻器、遙控接收器等重要部件的控制線等。

(2)注意電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、變頻器、PLC、變壓器等電氣元件的接地處理。

(3)注意對電控柜冷卻和防潮措施，具體有設(shè)置專門的空調(diào)電氣室、電控柜配置散熱風(fēng)扇或空調(diào)機(jī)等方式。一般而言，在電控柜安裝工業(yè)空調(diào)是較為常用和有效的方式，但注意空調(diào)制冷量的匹配，并且空調(diào)溫度不應(yīng)調(diào)得過低，一般不宜低于26℃，以防止因電控柜內(nèi)外溫差過大造成電柜內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凝露。

(4)注意電控柜、端子接線箱的防護(hù)等級和密封性，避免外界潮濕氣體進(jìn)入箱體，腐蝕內(nèi)部的電氣元件。

(5)在濕熱的環(huán)境下，依靠小車車輪和軌道的接觸作為小車接地的方式是不可靠的，一般需要在小車移動(dòng)電纜中增加專用的接地電線。

(6)選用高品質(zhì)的電氣配套件，包括旋轉(zhuǎn)編碼器、行程開關(guān)、電線電纜等

在某些場合，需要采用專門的電氣設(shè)計(jì)，以滿足上雙小車較高的吊鉤同步性要求。

此外，還應(yīng)注意，不同類型紙張的生產(chǎn)環(huán)境可能會(huì)有較大的區(qū)別，如衛(wèi)生紙生產(chǎn)車間內(nèi)飛散的紙屑較多，容易造成堵塞及引起燃燒;包裝紙生產(chǎn)車間的溫度和相對濕度會(huì)更高。這些都需要在設(shè)計(jì)上采取不同的措施應(yīng)對和解決。

4 結(jié)語

紙卷起重機(jī)在實(shí)際使用的過程中，將面臨造紙車間高溫高濕等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，以及運(yùn)行可靠、穩(wěn)定性好等較高的使用要求。為提高其使用壽命，減少設(shè)備故障，應(yīng)對紙卷起重機(jī)的機(jī)械及電氣方面進(jìn)行相應(yīng)配置，以使其適應(yīng)車間環(huán)境，保證安全使用。

［1］GB/T 3811—2008 Crane design specification［S］.GB/T 3811—2008起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］Zhang Zhiwen，Yu Heqian，Wang Jinnuo，et al.Crane design manual［M］.Beijing:China Railway Press，2001.

張質(zhì)文，虞和謙，王金諾，等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，2001. CPP