門(mén)式堆取料機(jī)卷?yè)P(yáng)鋼絲繩防出槽解決方案

王 堃

（秦皇島港股份有限公司第二港務(wù)分公司，河北秦皇島 066003）

0 引言

鋼絲繩作為重要的提升、起重、運(yùn)輸設(shè)備中的高度危險(xiǎn)構(gòu)件，被視為諸多工業(yè)領(lǐng)域的“生命線”。但鋼絲繩的安全一直是使用單位重大設(shè)備管理過(guò)程中的“盲點(diǎn)”。若鋼絲繩出槽，會(huì)傾斜纏繞在纏繞完好的鋼絲繩或繩槽的棱緣上產(chǎn)生籠狀畸變，籠狀畸變發(fā)生后會(huì)使繩徑變大，因此有一個(gè)變量會(huì)隨之明顯發(fā)生改變，即鋼絲繩和卷筒體的包絡(luò)圓。據(jù)此設(shè)計(jì)了一套防出槽檢測(cè)機(jī)構(gòu)，當(dāng)鋼絲繩出槽后，活動(dòng)梁會(huì)停止升降，保證了卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)運(yùn)行，防止鋼絲繩由于出槽造成的鋼絲繩磨損斷絲情況的發(fā)生，消除了一定的安全隱患。

1 立項(xiàng)背景

MDQ3000/3000.650型門(mén)式堆取料機(jī)作為秦皇島港煤二期預(yù)留堆場(chǎng)中的一種場(chǎng)地散狀物料高效堆放設(shè)備，集堆料、取料于一身，工藝變換頻繁，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。門(mén)式堆取料機(jī)包括堆料皮帶機(jī)、受料皮帶機(jī)、斗輪機(jī)構(gòu)、大車(chē)行走、尾車(chē)皮帶機(jī)和活動(dòng)梁起升機(jī)構(gòu)等主要部分，其中活動(dòng)梁起升機(jī)構(gòu)是堆取料機(jī)堆料和取料的重要機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)裝置、卷筒、配重體和卷?yè)P(yáng)鋼絲繩等組成。由于堆場(chǎng)中惡劣的生產(chǎn)工作環(huán)境和人為操作因素，導(dǎo)致活動(dòng)梁在升降過(guò)程中卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)中的鋼絲繩出槽，鋼絲繩出槽后導(dǎo)致活動(dòng)梁偏斜嚴(yán)重時(shí)甚至掉落，對(duì)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的人身安全都有極大的威脅。

秦皇島港煤二期門(mén)式堆取料機(jī)卷?yè)P(yáng)鋼絲繩包括兩根240 m和兩根315 m 鋼絲繩，規(guī)格為6×37-30-170-I。若發(fā)生鋼絲繩出槽引發(fā)籠狀畸變后鋼絲繩須進(jìn)行整體更換。若更換卷?yè)P(yáng)鋼絲繩成本5～10 萬(wàn)元左右，且需停產(chǎn)3 d，若鋼絲繩出槽后未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致活動(dòng)梁掉落事故，恢復(fù)需要的成本是更換鋼絲繩的數(shù)十倍，還可能損毀設(shè)備以及對(duì)人員造成傷害。

2 技術(shù)方案

2.1 防脫裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 5972—2006 中鋼絲繩的報(bào)廢條件，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，由于卷筒上的繩槽較密，當(dāng)在取料作業(yè)時(shí)，如果司機(jī)操作不當(dāng)，在下降過(guò)程中使斗輪機(jī)構(gòu)坐在煤垛上時(shí)，卷筒上的鋼絲繩會(huì)松脫出槽，若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，卷筒在外力驅(qū)動(dòng)作用下，通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)活動(dòng)梁上升，此時(shí)，鋼絲繩混亂的纏繞在卷筒上，使鋼絲繩發(fā)生籠狀畸變，這種變形一般出現(xiàn)在具有鋼芯的鋼絲繩上，當(dāng)外層繩股發(fā)生脫節(jié)或者變得比內(nèi)部繩股長(zhǎng)的時(shí)候就會(huì)發(fā)生這種變形，籠狀畸變的鋼絲繩應(yīng)立即報(bào)廢。通過(guò)分析，鋼絲繩在出槽后會(huì)產(chǎn)生籠狀畸變，籠狀畸變具有不可控性，尤其是在夜間生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，受到生產(chǎn)者生理和外界條件等因素綜合影響。鋼絲繩在出槽后會(huì)傾斜的纏繞在纏繞完好的鋼絲繩或繩槽的棱緣上，因此有一個(gè)變量會(huì)明顯發(fā)生改變，即鋼絲繩和卷筒體的包絡(luò)圓會(huì)增大。根據(jù)這一變量設(shè)計(jì)一套連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)包絡(luò)圓即卷筒直徑變大后，滾筒會(huì)碰觸到碰桿裝置帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，在連桿機(jī)構(gòu)另一端安裝行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)碰桿裝置動(dòng)作后連桿裝置帶動(dòng)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，行程開(kāi)關(guān)在系統(tǒng)中與堆取料機(jī)啟停程序連接，當(dāng)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作后堆取料機(jī)停止工作，據(jù)此思路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)計(jì)如圖1 中裝置。

圖1 防出槽裝置

2.2 電氣控制方案

卷?yè)P(yáng)防出槽裝置主要為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)鋼絲繩是否出槽，當(dāng)鋼絲繩出槽后，需立即采取的措施即停止活動(dòng)梁上升或下降，防止問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大，查閱資料選用歐姆龍DA3303 行程開(kāi)關(guān)作為檢測(cè)裝置，程序如圖2 所示。

圖2 防出槽裝置控制程序

3 現(xiàn)場(chǎng)安裝及實(shí)施效果

根據(jù)技術(shù)方案和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)計(jì)檢測(cè)裝置，通過(guò)solidworks制圖軟件制作卷筒、檢測(cè)裝置3D 圖并進(jìn)行模擬組裝，如圖3 所示，確定檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝位置和是否與其他部件、機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉，模擬組裝完成后制作了連桿、底座等機(jī)構(gòu)，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后在系統(tǒng)中寫(xiě)入檢測(cè)程序。檢測(cè)裝置安裝完成后進(jìn)行測(cè)試，因正常工況下模擬鋼絲繩出槽較為不便，所以利用更換門(mén)式堆取料機(jī)滑輪時(shí)，對(duì)防出槽裝置進(jìn)行了測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)情況如圖4 所示，在卷筒纏繞鋼絲繩的過(guò)程中，人為將鋼絲繩纏繞在已纏繞在卷筒上的鋼絲繩上進(jìn)行模擬，出槽的鋼絲繩觸碰到碰桿，從而觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)，形成開(kāi)關(guān)動(dòng)作后卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

圖3 安裝模擬圖

圖4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

4 結(jié)語(yǔ)

本次技術(shù)改進(jìn)已應(yīng)用于秦皇島港股份公司第二港務(wù)分公司煤二期B1/2DQ 門(mén)式堆取料機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行觀察，新改進(jìn)的防出槽檢測(cè)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜的環(huán)境，檢測(cè)裝置與卷筒的位置調(diào)試合理后檢測(cè)較為準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作造成停機(jī)的情況，整體效果良好，完全達(dá)到預(yù)計(jì)效果，為生產(chǎn)作業(yè)提供了可靠的保證，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，此裝置也可應(yīng)用到與卷筒類似的鋼絲繩系統(tǒng)中，為卷筒鋼絲繩出槽問(wèn)題提供了解決辦法。