鐵路、礦山用螺旋卸車機受電器的技術改造

劉俊強，吳繼軍

（山東海化股份有限公司，山東 壽光 262737）

山東海化純堿廠原煤卸車系統是采用螺旋卸車機將原煤卸至煤坑，然后利用行吊將原煤抓送至原煤貨場或者直接抓卸至皮帶輸送機，輸送到熱電廠。純堿廠螺旋卸車機是1986年投入使用的，螺旋卸車機原卸車軌道長度375m，螺旋卸車機移動作業范圍較大，采用架空線（裸銅線）方式給與供電，螺旋卸車機通過受電器內碳滑塊與裸銅線接觸獲得電源。自1986年至2004年純堿廠原煤卸車系統基本采用原有設計運行生產，設備及線路沒有進行大的技術改造。

近些年來，隨著山東海化集團熱電廠的擴建，原煤需求量急劇增大，純堿廠原煤卸車系統也進行了相應的技術改造，煤坑由原375m，增加到625m，純堿廠架空線（裸銅線）增加到650m。由于裸銅線的延長，原設計受電器不能滿足現有生產，各種問題就突出顯現出來，雖然線路延長后碳滑塊改為銅滑塊，但也存在很多不適應生產的因素，嚴重制約純堿廠原煤卸車任務。

1 存在的問題

純堿廠原煤卸車系統使用的架空線采用的是三根φ12的裸銅線，其受電器由三部分組成：一是絕緣基礎部分；二是導電盒；三是導電碳滑塊或者導電銅滑塊，由于裸銅線的延長，致使受電器存在以下問題：

1）碳滑塊主要材質以石墨為主，它重量輕、導電性能好。但是，它存在耐磨性差、韌性小、造價高、易破碎等缺點。銅滑塊導電性好、耐磨性好、導電率高，但是存在摩擦大，容易刮傷銅滑線，更換費用高等缺點。

2）碳滑塊與裸銅線相對滑動，由于650m裸銅線自重，致使碳滑塊磨損嚴重，甚至由于銅滑線重量壓碎碳滑塊，有時10～20天就需要更換一次，碳滑塊使用壽命短，費用高。

3）銅滑塊電阻系數小，導電率高，導電性能好，使用銅滑塊可以解決裸銅線重量導致碳滑塊磨損快或者破裂等情況。但是，銅滑塊與裸銅線滑行，銅滑塊與裸銅線之間屬于“硬性摩擦”，會導致裸銅線的摩擦加劇，影響裸銅線的使用壽命。

5）由于碳滑塊或銅滑塊放在導電盒中采用無固定式放置，當受電器行至裸銅線彎曲處，容易導致碳滑塊或銅滑塊自受電器導電盒中脫落，裸銅線在導電盒上滑行，損壞導電盒，導電盒體刮傷銅滑線。

6）導電盒由銅板焊接而成，由于作業惡劣，焊接點氧化、裸銅線撞擊等原因，導電盒經常損壞，修復難度大。

2 技術改造

為了提高螺旋卸車機的卸車水平，確保設備及人身安全，解決卸車機受電器不合理帶來的卸車困難和安全問題，在進行多次研究和試驗基礎上，對螺旋卸車機受電器進行了全面的技術改造。

改造后的受電器采取與原有受電器裝置完全不同的結構（除根據螺旋卸車機機體安裝受電器裝置的連接孔外，其余部分重新進行設計），這種受電器完全能滿足螺旋卸車機的使用要求，而且使用、維護方便簡單。

2.1 基本構造

新的受電器裝置結構簡單，改變傳統滑塊不動，架空線滑動的“硬碰硬”方式，采取滑塊滾動，架空線滑動“柔性”滾動模式。如圖1。

圖1 受電器裝置結構

新型滾動式受電器總成整體采用黃銅鑄造而成，共分為三部分：

1）絕緣部分：采用上下兩塊15mm厚度的新型絕緣板壓制而成，下板用于固定受電器，螺栓頂部用密封膠灌注，上板用于固定受電器盒（殼體），螺栓全部密封灌注。

2）殼體部分：殼體部分采用整體分鑄結構，殼體壁厚20mm，分為上下兩個部分，滑動軸承鑲嵌其中，上下兩部分采用M6銅螺栓連接在一起，滑動軸承損壞時，方便更換。殼體內外兩側安裝軸承蓋，殼體外側軸承蓋上安裝有加油嘴。殼體內側圓滾上側安裝10mm絕緣板防止裸銅線與殼體接觸摩擦打火，殼體頂部安裝10mm絕緣板，絕緣板有兩個作用：一是用來防治粉塵、雜物進入受電器，受潮引起連電；二是防治裸銅線從受電器中脫落至受電器支架之上。

制作：1.把雞肉切成1.5 cm見方的丁，用少許精鹽、料酒、味精和水淀粉兌成味汁待用。2.鍋中放油燒溫熱：花生米下鍋炸熟撈起，留少許余油，把干紅辣椒、花椒入鍋稍炒，待呈深紅色逸出香味時，雞丁下鍋炒散。蔥、蒜、姜下鍋稍炒，烹入味汁，炒熟，放入花生米炒勻即可。

3）導電系統：導電滑塊采用3個φ50的圓滾，為黃銅鑄造而成，圓滾安裝在滑動軸承中，軸承蓋中注入導電膏，導電膏一方面起到潤滑滑動軸承的作用，另一方面起到滅弧的作用。滾動軸承在受電器中起關鍵性的作用：一是保證圓滾能夠滾動通暢；二是將裸銅線的電通過殼體傳輸到圓滾上，使受電器殼體、滑動軸承、圓滾成為統一的帶電體，可以保證負載瞬間不斷電。

2.2 主要特點

1）銅導電性能好，導電率高。

2）受電器與裸銅線之間是相對滾動，摩擦力大大減小，避免了刮傷裸銅線的大問題，大大提高了圓滾及裸銅線的使用壽命（裸銅線與銅圓滾的磨損情況記錄分別見表1、表2），消除了刮傷裸銅線帶來的安全隱患。

表1 裸銅線磨損情況記錄

表2 銅圓滾磨損情況記錄

3）由于受電器采用了滑動軸承及導電膏，可以消除圓滾與滑動軸承之間由于滾動產生的電火花，避免了銅圓滾與滑動軸承的燒結現象，可以保證銅圓滾滾動自如。

4）受電器采用3個圓滾一方面可以加大裸銅線與受電器圓滾的接觸面積，可以更好的滿足負載的要求。另一方面當圓滾長期使用摩擦成槽時，可以掉換其中兩個圓滾的方向繼續使用，以節約成本。

5）具有較強的抗灼燒性能，減少了裸銅線的灼傷，使其表面長期保持表面光潔、無斑痕。

6）維護保養、維修簡單方便。受電器銅圓滾軸承座內每半年通過加油孔注入導電膏一次就可以滿足使用要求。

7）受電器采用新的絕緣部分，增加了絕緣的可靠性，提高了安全性能。

8）成本低，無污染。

3 效益分析

制造一套新型滾動式受電器總成需要花費2 000元，原受電器每套需花費1 200元。新型受電器在螺旋卸車機運行過程中，基本框架幾乎不受損害，易損件為滾動軸承及圓滾。

新型受電器一次性投資為：2 000×3套／臺×6臺＝3.6萬元。

舊受電器一次性投資為：1 200×3套／臺×6臺＝2.16萬元。

新型受電器一次性投入比舊受電器高3.6－2.16＝1.44萬元。

原受電器銅滑塊每2個月需要更換一次，每臺更換3塊，全年一臺設備更換18塊，海化純堿廠共6臺設備，每塊滑塊價格為450元，每年可花費：450×18×6＝4.86萬元。

滾動式受電器每個圓滾500元，每套滑動軸承30元。一般使用一年半時間需要更換一次，每年可花費：500×3根／套×1／1.5×6臺＝0.6萬元。僅銅滾一項，每年可節約費用4.86－0.6＝4.26萬元。

改造前由于銅滑塊磨損及刮傷，鐵運原卸車機裸銅線使用4年就必須更換，經過改造后，每條可延長4年壽命，每條裸銅線價格為6萬元，純堿廠共6條裸銅線，更換一次需花費：6×6＝36萬元，每年可為純堿廠節約費用36／4＝9萬元。

使用新型受電器每年可為公司節約費用：4.26萬元＋9萬元－1.44萬元＝11.82萬元。

改造后的螺旋卸車機受電器自2006年10月投入使用以來，運行始終正常，未發生因新型受電器裝置故障引起生產、安全方面的事故，使用效果良好。實踐證明，這種受電器設計合理，性能可靠，完全滿足螺旋卸車機的使用要求，而且安裝簡單、工作可靠、維護方便、維修量小及投資小，具有一定的推廣價值。