早期轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)系統(tǒng)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(fā)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(shù)量也越來越多，已逐步取代C60型敞車。鑒于此，早期轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)能否適用于翻卸C70型敞車將成為輸煤系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為了確認(rèn)早期翻車機(jī)系統(tǒng)對C70型敞車的適用性，現(xiàn)以華電能源股份有限公司富拉爾基發(fā)電廠ZFJ－100型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)為例，就翻車機(jī)系統(tǒng)的幾個主要相關(guān)部件的設(shè)計(jì)參數(shù)對C70型敞車的適應(yīng)性進(jìn)行分析。該廠ZFJ－100型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)為武漢電力設(shè)備廠1983年生產(chǎn)的第1代產(chǎn)品，具有一定的代表性。

1 翻車機(jī)本體

1.1 翻車機(jī)本體金屬結(jié)構(gòu)

富拉爾基發(fā)電廠的ZFJ－100型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)至今已使用27年，期間雖經(jīng)多次技術(shù)改造，但翻車機(jī)本體金屬結(jié)構(gòu)未做改動。翻車機(jī)本體結(jié)構(gòu)原機(jī)械設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度的安全系數(shù)為2.0～2.5，設(shè)計(jì)的額定翻卸量為 80.000 t，最大翻卸量為 80×1.25=100.000(t)，實(shí)際許用的最大翻卸量可達(dá)160～200 t。而C70型敞車的載質(zhì)量為70.000 t，自身質(zhì)量為23.500 t，合計(jì) 93.500 t，在許用范圍內(nèi)，能滿足翻卸要求。

為確保翻車機(jī)設(shè)備安全生產(chǎn)，需對翻車機(jī)本體轉(zhuǎn)子構(gòu)架進(jìn)行更新加固改造，具體改造內(nèi)容包括:更換翻車機(jī)下部縱梁、橫梁及其相關(guān)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(zhuǎn)架，可大大增加翻車機(jī)的強(qiáng)度和剛度，以確保翻車機(jī)在翻卸C70型敞車時的安全性。

1.2 液壓系統(tǒng)

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(jī)構(gòu)的實(shí)際凈空高(相對于C60系列)約45 cm，所以，在夾具機(jī)構(gòu)高度方面能滿足C70型敞車的要求。

1.2.2 系統(tǒng)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(tǒng)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(diào)整。

1.2.3 液壓缸強(qiáng)度

早期的轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)液壓系統(tǒng)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(jī)翻卸C70型敞車的要求。當(dāng)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(yùn)行將增加現(xiàn)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(qū)動裝置

1.3.1 減速機(jī)

減速機(jī)設(shè)計(jì)系數(shù)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(diào)速方式減小啟、停過程中對減速機(jī)的運(yùn)行沖擊，以保證減速機(jī)正常、可靠運(yùn)行，延長減速機(jī)的使用壽命。

1.3.2 電動機(jī)

電動機(jī)設(shè)計(jì)系數(shù)為額定載荷的1.25倍，所用電動機(jī)通常為繞線式異步電動機(jī)，啟動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2.2～2.5倍，在正常情況下應(yīng)能滿足C70型敞車的翻卸要求。當(dāng)超載或機(jī)構(gòu)摩擦阻力增加時，有可能出現(xiàn)翻卸困難的情況，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際使用狀況，最好改用變頻調(diào)速。在容量保持不變的前提下，可增加20%的啟動轉(zhuǎn)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(jī)的沖擊，以使翻車機(jī)本體的運(yùn)行達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

1.4 本體靠車梁

早期轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)均采用固定式靠板和移動平臺，在整個運(yùn)行過程中，靠車輛自重和平臺的傾斜移動來達(dá)到靠車和定位的目的。在實(shí)際運(yùn)行過程中，靠車和回位均會產(chǎn)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(dǎo)致敞車及靠板受到損傷，也超過了鐵道部所允許“車輛一側(cè)側(cè)墻立柱內(nèi)側(cè)總彎矩值不得大于235 kN”的規(guī)定。因此，在翻車機(jī)運(yùn)行中極易對翻車機(jī)本體設(shè)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(tǒng)，以滿足新型C70型敞車的靠車需要，確保設(shè)備安全、正常運(yùn)行。

液壓靠板改造具體實(shí)施方案:首先拆除原有固定靠板及相關(guān)構(gòu)件，拆除定推平臺4套彈簧機(jī)構(gòu)，吊出定推平臺并進(jìn)行測量檢查，對變形和損壞部分進(jìn)行整形和修補(bǔ)，在轉(zhuǎn)子構(gòu)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(shè)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(wěn)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(shè)備的使用壽命。

2 重牛

在早期翻車機(jī)系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)#17車鉤，與早期重牛使用的#13車鉤在實(shí)際運(yùn)行過程中會發(fā)生干涉，影響運(yùn)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(jìn)行改造，以滿足C70型敞車鉤的要求。

3 空牛

早期翻車機(jī)系統(tǒng)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(jìn)行整體更換改造，以滿足現(xiàn)場使用工況要求。

4 遷車平臺

早期翻車機(jī)系統(tǒng)中的遷車平臺各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)完全能夠滿足C70型敞車的需要。

5 翻車機(jī)控制系統(tǒng)

早期翻車機(jī)系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)大多采用繼電回路組成的組合邏輯和時序邏輯，控制系統(tǒng)可靠性差、故障率高、自動化程度低，增加了運(yùn)行維護(hù)人員的工作量，影響設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。

新型翻車機(jī)系統(tǒng)控制系統(tǒng)廣泛采用了可編程控制器(PLC)系統(tǒng)，在高可靠性傳感元件配合下，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)全自動程序運(yùn)行。

PLC控制方式具有控制準(zhǔn)確、邏輯性強(qiáng)、調(diào)整方便、可擴(kuò)充性強(qiáng)的特點(diǎn);控制方式可實(shí)現(xiàn)自動和手動，其中手動又分為單機(jī)手動和遠(yuǎn)程集中手動，自動分為單機(jī)自動和全系統(tǒng)自動。

在PLC控制的基礎(chǔ)上，翻車機(jī)系統(tǒng)還配備了陰極射線管(CRT)監(jiān)控系統(tǒng)和事故自診斷系統(tǒng)。CRT系統(tǒng)與PLC進(jìn)行雙工異步通信，通過PLC采集翻車機(jī)系統(tǒng)的工況參數(shù)，將各設(shè)備工況實(shí)時顯示在工控機(jī)屏幕上，運(yùn)行人員可隨時了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。該系統(tǒng)還提供各種綜合管理功能，使翻車機(jī)運(yùn)行操作和管理水平達(dá)到一個新的高度。

6 結(jié)束語

通過對富拉爾基發(fā)電廠2臺ZFJ－100型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)為適應(yīng)C70型敞車所進(jìn)行的改造可知，早期轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)系統(tǒng)各主要設(shè)備能夠很好地適應(yīng)C70型敞車，只需進(jìn)行局部小范圍的改造，便能正常翻卸C70型敞車。將變頻技術(shù)應(yīng)用于本體、重牛、空牛、遷車臺等驅(qū)動部分;利用液壓靠板技術(shù)取代老式移動平臺靠板;將PLC控制、CRT監(jiān)控和事故自診斷系統(tǒng)應(yīng)用在翻車機(jī)系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)上;將控制室內(nèi)操作改為遙控操作等，這些新技術(shù)的應(yīng)用可使早期轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)達(dá)到或接近新型翻車機(jī)的性能。