門式堆取料機卷揚鋼絲繩防出槽分析與解決方案

趙曉龍

摘要：鋼絲繩作為重要的提升、起重、運輸設(shè)備中的高度危險構(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)備管理過程中的“盲點”。若鋼絲繩出槽，會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)生后會使繩徑變大，因此有一個變量會隨之明顯發(fā)生改變，即鋼絲繩和卷筒體的包絡(luò)圓。

關(guān)鍵詞：門式堆取料機;卷揚鋼絲繩;防出槽分析;卷揚機鋼絲繩出槽解決

1門式堆取料機鋼絲繩起升主要原理3現(xiàn)場安裝及實施效果

鋼絲繩吊裝是門式堆取料機活動梁的主要吊裝形式之一。活動梁提升機構(gòu)有兩組，剛性腿和柔性腿各一組，每組由立柱滑道、平衡滑輪組、單滑輪組、四聯(lián)固定滑輪組、四聯(lián)聯(lián)動滑輪組、絞車機構(gòu)（包括滾筒和驅(qū)動裝置）、鋼絲繩托輥、鋼絲繩等組成。當(dāng)活動梁在任意升降位置工作時，平衡滑輪組可自動調(diào)節(jié)兩組升降機構(gòu)的平衡。當(dāng)鋼絲繩突然斷裂時。鋼絲繩的方向和位置可以通過多套移動和天車來改變，應(yīng)力分布合理。

鋼絲繩張力的數(shù)學(xué)模型：鋼絲繩張力主要由脫扣器的重力引起，鋼絲繩重量相對較輕，可忽略不計。刮刀由刮刀托架、鏈輪傳動裝置、刮刀桿、皮帶輪塊彈簧和驅(qū)動小齒輪裝置組成。當(dāng)脫料處在不同的工作條件下時，鋼絲繩和脫料件之間包含的角度會發(fā)生變化，同時脫料件的重心也會發(fā)生變化。通過研究材料采集區(qū)的工作條件，下圖給出了鋼絲繩張力的數(shù)學(xué)模型。脫料板和門框之間的鉸鏈點做為座標(biāo)原點o，水平左向上方向和垂直向上方向是兩個座標(biāo)軸的正方向。其中點a是鏈輪傳動裝置的重心，而鏈輪傳動裝置的重力為G1;k是鋼絲繩張力和皮帶輪鎖緊器和皮帶輪鎖緊器的作用點G2;點b是脫料載體和脫料鏈的重心，重力為G3;o點是驅(qū)動小齒輪的重心，重力為G4。當(dāng)脫料處于水平狀態(tài)時，點A（x1，0）、點K（x2，0）、點B（x3，0）和點S（x4，y4）的坐標(biāo)。當(dāng)刮刀以任何角度傾斜θ時，上述坐標(biāo)為：A（x1cosθ，x1sinθ）、K（x2cosθ，x2sinθ）、B（x3cosθ，x3sinθ）。鋼絲繩與水平方向之間的β角度為β=arctany4-x2sinox2cosθ-x4o，從o點到鋼絲繩的垂直距離L=x2sin（θ+β）。按照下圖所示鋼絲繩張力的數(shù)學(xué)模型，通過以下方程求解t=[G1x1cosο-G2cosο-G3cosο=0。

2堆取料機使用現(xiàn)狀

火力發(fā)電廠內(nèi)使用的堆取料機根據(jù)其堆、取功能可以細分成堆料機、取料機和堆取料機，其中堆料機和堆取料機都能承擔(dān)堆料的功能。在日常工作中，堆取料機的堆垛作業(yè)使用升降活動梁。堆垛前，應(yīng)先進行尾車更換操作。當(dāng)尾車更換操作從揀貨變?yōu)槎蚜蠒r，活動梁將被提升到最高位置，堆取料機的堆料操作才能進行。在門式揀貨作業(yè)中，還需要抬起活動橫梁來更換尾車。當(dāng)火力發(fā)電廠煤炭被分層揀起時，堆取料機必須降低活動梁才能取下一層。但是，當(dāng)平衡輪不在平衡位置時，活動梁的鋼絲繩會摩擦槽。當(dāng)活動梁上升或下降時，會對鋼絲繩造成嚴重磨損，甚至導(dǎo)致鋼絲繩斷裂或折斷，因此平衡輪的偏轉(zhuǎn)對活動梁升降機構(gòu)鋼絲繩的磨損率影響很大。

根據(jù)技術(shù)方案和現(xiàn)場測量設(shè)計檢測裝置，確定檢測機構(gòu)安裝位置和是否與其他部件、機構(gòu)發(fā)生干涉，模擬組裝完成后制作了連桿、底座等機構(gòu)，并在現(xiàn)場進行組裝，現(xiàn)場安裝完成后在系統(tǒng)中寫入檢測程序。檢測裝置安裝完成后進行測試，因正常工況下模擬鋼絲繩出槽較為不便，所以利用更換門式堆取料機滑輪時，對防出槽裝置進行了測試，在卷筒纏繞鋼絲繩的過程中，人為將鋼絲繩纏繞在已纏繞在卷筒上的鋼絲繩上進行模擬，出槽的鋼絲繩觸碰到碰桿，從而觸發(fā)行程開關(guān)，形成開關(guān)動作后卷揚機構(gòu)停止運行，達到了預(yù)期的目標(biāo)。

4活動梁升降日常維護及運行注意事項

設(shè)備運行初期無問題，鋼絲繩纏繞正常，提升機構(gòu)運行良好。跑了一段時間后，鋼絲繩開始微微出現(xiàn)，然后越來越嚴重。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，說明整個機構(gòu)的原理和安裝都沒有問題，因為一開始設(shè)備還能正常運行，然后一點一點出現(xiàn)“拉繩”現(xiàn)象，說明機構(gòu)中某個部件有變量，且變量越來越大。通過對整個機構(gòu)的分析，之前已經(jīng)對活動梁及其附件和材料進行了分析，它們的變化不會導(dǎo)致機構(gòu)斷繩，但是活動梁、天車和卷盤的磨損需要很長時間，不會有那么快的反應(yīng)。在整個機構(gòu)中滿足這種變量的部件顯然是鋼絲繩。我們都知道新鋼絲繩在使用初期有一定的伸長率，在一定范圍內(nèi)，但即使是同一型號的任意兩根鋼絲繩，其伸長率也是不同的。提升機構(gòu)調(diào)整運行后，平衡輪兩側(cè)的鋼絲繩受到應(yīng)力的影響，在設(shè)備運行過程中，由于受力環(huán)境、物料作用不穩(wěn)定等因素，會造成平衡輪兩側(cè)鋼絲繩伸長量變化不一致。當(dāng)不一致性過大，超出平衡輪的調(diào)整范圍時，出現(xiàn)“斷繩”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象很正常，處理起來也比較簡單。只需將活動梁降到最低點，通過卷筒上的鋼絲繩夾重新調(diào)整鋼絲繩的長度即可。而且鋼絲繩使用一段時間后，鋼絲繩的伸長率消失，無需調(diào)整。除上述現(xiàn)象外，還有機構(gòu)本身零件的缺陷導(dǎo)致的“斷繩”現(xiàn)象，可以用檢查法進行檢查。首先檢查滑輪轉(zhuǎn)動是否靈活。如果滑輪轉(zhuǎn)動靈活，整個升降系統(tǒng)中只剩下滾筒本身。卷筒的加工精度和差異也是影響纏繞鋼絲繩長度的主要因素。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，斷繩現(xiàn)象可以通過重組或更換來解決。（1）門式機操作人員應(yīng)嚴格執(zhí)行《堆取料機的操作規(guī)程》，避免魯莽操作和誤操作。（2）正常情況下，大車行走機構(gòu)和活動橫梁升降機構(gòu)不得同時啟動。（3）活動梁應(yīng)同步升降，擺輪應(yīng)處于平衡位置，最大傾角不得大于70°。（4）每次啟動前，檢查擺輪是否在正常位置，然后再堆取;（5）吊動梁時注意平衡輪是否偏斜，如有及時調(diào)整。（6）鋼絲繩不得扭曲、漏油、開槽、斷股、斷絲。（7）電梯各滑輪組應(yīng)無卡澀和磨損。（8）提升活動梁時，應(yīng)將門式小車開到剛性腿或柔性腿的邊緣，并密切注意避免與料場發(fā)生碰撞，以免活動梁變形、門式小車脫軌。

結(jié)束語

總而言之，加強門式堆取料機卷揚鋼絲繩防出槽的成功實施為料場施工奠定了良好基礎(chǔ)，為解決料場無組織排放創(chuàng)造了條件，對火力發(fā)電企業(yè)和其他行業(yè)封閉料場建設(shè)具有很好的借鑒意義。

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