萬寨港翻車機技術(shù)改造

郭少建

摘 要：在對徐州港務(wù)集團萬寨港現(xiàn)有翻車機設(shè)備老化的原因進行深入研究的基礎(chǔ)上，分析介紹了改造的思路和方法，并結(jié)合實際的使用效果，闡述此次改造在港口裝卸設(shè)備改造中的意義。

關(guān)鍵詞：港口；翻車機；改造

江蘇徐州港務(wù)（集團）有限公司萬寨港作業(yè)區(qū)原有兩臺KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機，1987年制造，1990年1月投產(chǎn)運行，到2012年已使用20多年。由于長時間使用，翻車機主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)多處出現(xiàn)損壞及其他故障，已經(jīng)嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運行，且該型號翻車機已不能滿足新車型安全生產(chǎn)要求。

1 問題分析

由于這兩臺KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機是上個世紀(jì)八十年代翻車機的一種主要機型，自九十年代采用液壓固車的新型翻車機出現(xiàn)后，KFJ-3型翻車機便不在生產(chǎn)并逐步淘汰。特別是在鐵路推出70噸級車輛以后，對翻車機的要求更加嚴(yán)格，KFJ-3型翻車機的更新改造已是必然趨勢。經(jīng)過對存在問題的分析，這兩臺KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機的技術(shù)狀況基本一致，分析鑒定如下：①就現(xiàn)行統(tǒng)計的情況，在國內(nèi)煤炭港口使用的翻車機一般壽命都不超過十五年。而萬寨港區(qū)的這兩臺翻車機自1990年使用至今已經(jīng)二十余年時間，主要承載結(jié)構(gòu)已經(jīng)達到預(yù)期使用壽命，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞是必然的和正常的。其次，由于翻車機作業(yè)環(huán)境惡劣，嚴(yán)重的銹蝕也大大降低鋼結(jié)構(gòu)和連接部分的承載能力。②KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機是基于60噸級鐵路車輛設(shè)計的機型，自2006年開始，60噸級車輛便不再生產(chǎn)，鐵路大量推出70噸級車輛，即翻車機實際上是在超負荷作業(yè)，必然加劇結(jié)構(gòu)的破壞，嚴(yán)重影響設(shè)備安全生產(chǎn)。③KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機在翻卸作業(yè)中存在嚴(yán)重的沖擊過程，結(jié)構(gòu)的破壞多數(shù)屬于疲勞破壞，采用局部補焊的方式修復(fù)破壞之處，往往效果不佳，甚至?xí)觿〗Y(jié)構(gòu)的破壞。聯(lián)系梁、月牙槽、壓車梁的破壞均屬于此種情況，端環(huán)腹板的開裂更為危險嚴(yán)重。④KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機給予車輛作用力等各項指標(biāo)不能滿足鐵路檢測要求，這種機型屬于鐵路強令整改的機型。

綜上所述，這兩臺KFJ-3型轉(zhuǎn)子式翻車機主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足翻卸C70安全生產(chǎn)作業(yè)要求，存在安全隱患，有必要進行技術(shù)改造。

2 項目方案

2.1 改造方案設(shè)計要求 本著充分利舊和降低改造費用的原則，改造方案整體設(shè)計要求包括：更換翻車機的轉(zhuǎn)子部分，采用新型的液壓固車的O型轉(zhuǎn)子，承載能力和接受車輛的外形尺寸按照接卸C60-C80設(shè)計，并且不增加基礎(chǔ)荷載；托輪裝置和傳動裝置完全利用原有設(shè)備；針對翻車機增加一套獨立的PLC控制系統(tǒng)，和原系統(tǒng)的PLC通訊以實現(xiàn)整個翻車機系統(tǒng)的聯(lián)動作業(yè)。

2.2 改造方案 依據(jù)方案的設(shè)計要求，方案設(shè)計如下：①更換整個轉(zhuǎn)子，采用新型的鋼結(jié)構(gòu)、液壓靠車和液壓壓車機構(gòu)。轉(zhuǎn)子（主體鋼結(jié)構(gòu)）由兩端環(huán)、平臺、前梁、后梁通過高強度螺栓連接組成。端環(huán)采用完整的箱形結(jié)構(gòu)，有利于增加端環(huán)的橫向剛度，避免長期工作產(chǎn)生橫向偏擺，但增加了端環(huán)的重量和制造難度。平臺、前梁、后梁均為箱形結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子具有良好的抗扭強度和剛度，取消傳動裝置的同步軸。靠車裝置由靠車板、撐桿、油缸、橫向止擋裝置、縱向止擋裝置組成。將原翻車機托車梁上的橡膠板安裝于新的靠車板上。夾緊裝置是由夾緊梁、液壓缸等組成。傾翻側(cè)與非傾翻側(cè)各有兩個夾緊裝置，傾翻側(cè)的夾緊裝置與后梁鉸接，非傾翻側(cè)夾緊裝置與前梁鉸接，每個夾緊裝置由兩個液壓缸驅(qū)動，繞鉸點作上、下擺動，夾緊裝置與車幫接觸的部位安裝橡膠緩沖墊，使車幫受力均勻，減小沖擊。按照可翻卸鐵路當(dāng)前最高車C80設(shè)計。當(dāng)沒有C80車時，夾緊梁不必升起到最高位。排車裝置為雙臂推車器推車方式。 ②增加液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的動力站置于平臺上，每個油缸均帶有獨立的鎖閉閥組，保證系統(tǒng)安全可靠。③保留原來出車端的兩組托輥裝置，更換進車端的兩組托輥裝置，新托輥輪緣與軌道單邊側(cè)隙5mm，通過加過渡梁實現(xiàn)轉(zhuǎn)子中心高的變化。④傳動裝置更換變頻電機和聯(lián)軸器，其余利用原設(shè)備，拆除同步軸。新轉(zhuǎn)子安裝后，要對各部分進一步調(diào)整。⑤翻車機本體電控系統(tǒng)增加PLC 輸入輸出模塊，通過PLC擴展機架與原有系統(tǒng)的PLC融合為完整的控制系統(tǒng)。⑥翻車機本體則增加囊式除塵裝置。

囊式自動給水裝置的功用主要是儲存水的壓力能。在蓄水器中氣體和水由皮囊隔開，利用氣體的壓縮和膨脹來儲存、釋放壓力能。在翻車機循環(huán)作業(yè)中，當(dāng)不需要噴霧除塵時，可將水泵打出來的水先儲存在囊式蓄水器中，當(dāng)需要時再由蓄水器快速釋放給系統(tǒng)。在短時間內(nèi)供應(yīng)大量壓力水，以求獲得更好的噴霧效果。囊式自動給水裝置附帶壓力控制器，能顯示囊內(nèi)壓力并控制進水量，當(dāng)囊內(nèi)壓力超過1.5MPa時，壓力控制器工作，發(fā)出電信號使水泵停止向囊內(nèi)供水，當(dāng)囊內(nèi)壓力小于1.5MPa時，壓力控制器發(fā)出電信號，使水泵向囊內(nèi)供水，直至壓力為1.5MPa。囊式除塵裝置在翻車機操作室下層。

2.3 改造后的翻車機主要技術(shù)參數(shù)

新型翻車機型號為FZO1-3型，主要技術(shù)參數(shù)如下：

額定載重量：100t，最大載重量：110t。

回轉(zhuǎn)角度：正常工作：165°，最大：175°。

轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度：1.12 r/min ，轉(zhuǎn)子直徑：φ7600mm。

轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)驅(qū)動功率：2×55kW。

靠車裝置：靠出時間：2s 縮回時間：2s。

夾緊裝置：夾緊時間（最矮車）：8s 松開時間：7s。

排車裝置：采用雙臂推車器，推車行程：10m。

推車速度：0.75m/s ，推車驅(qū)動功率：11kW。

液壓系統(tǒng)：電機功率：30kW 主動工作壓力：50bar，被動壓力：160bar。

囊式除塵裝置：電機功率：15 kW 水泵流量：12m3/h，水泵揚程：150m。

囊式給水裝置工作壓力：0.6-1.5MPa，充氣壓力：0.44MPa，容積：1.56 立方米，布置形式：地面三排，機上一排。

3 實施效果

兩臺翻車機通過以上方案先后經(jīng)技術(shù)改造，到目前為止，已運行一年多時間，設(shè)備故障率大幅下降，設(shè)備完好率和卸車效率大大提高；改造后的FZO1-3型翻車機較KFJ-3結(jié)構(gòu)更科學(xué)，各部件布局合理，維修方便，提高了設(shè)備的可維修性；靠車壓車裝置采用液壓系統(tǒng)取代原有的純機械機構(gòu)，增強了作業(yè)的安全可靠性，消除了對車輛的損壞現(xiàn)象；改造后的系統(tǒng)增加了除塵功能，大大改善了作業(yè)區(qū)域的作業(yè)環(huán)境。可以看出，此次改造完全達到了預(yù)期效果，值得借鑒與推廣。