门式起重机安全改造技术.pdf

第 2 9 卷第 2 期 2 O O 8年 2月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y V 0 1 ． 2 9 No ． 2 F e b ． 2 00 8 门式起重机安全改造技术 王寒 ，刘伟 连云港碱厂，江苏 连云港 2 2 2 0 4 2 摘要 以J T 1 0 3 5 D为例， 介绍 了机械 系统中的大车轨道、 短带式输送机在运行 中存在的安全 隐患， 同时也介绍 了电气系统 中的供电电源、 小车滑线、 制动 系统、 控制 系统、 大车 自动停车装置等 部件在运行 中存在的安全 隐患。针对存在的安全隐患， 论述 了门式起重机相关的安全改造技术。 关键词 门式起重机 ；安全隐患；改造技术 ；机械 系统 ；电气系统 中图分类号T H 2 4 8 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 8 0 2 ． 0 1 4 3 ． 0 3 Ga n t r y Cr a n e S a f e t y Re f o r m Te c h n i q u e WANG I -I a n。L I U W e i L i a n y u n g a n g S o d a A s h P l a n t 。 L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 4 2 。C h i n a Ab s t r a c t T a k e J T1 0 3 5 D a s a l l e x a mp l e ，i n t r o d u c e e x i s t i n g s a f e p r o b l e m o f t h e ma c h i n e s y s t e m a n d the e l ec t r i c i t y s y s t e ms． S u c h as ； c i r c u l a t e the o r b i t ，s h o r t l e a the r b e l t t r a n s p o r t s the ma c h i n e，mo v e s the po we r s u p p l y， p u t s o n b r a k e s the s y s t e m an d c o n t r o l s the s y s t e m e t c．p a r t s ． Ai m a t e x i s t i n g s a f e p rob l e m，d i s c u s s a t y p e g a n t r y c r a n e r e l a t e d s a f e t y r e f o r ma t i o n t e c h n i q u e． Ke y wo r d s g an t r y c r a n e；s afe p rob l e m；r e f o r m the t ech n i qu e；ma c h i n e s y s t e m ；e l ec t r i c i t y s y s t e m 0 概 况 连云港碱厂属于国家大型纯碱化 工企业 ， 2 0 0 6 年生产纯碱 1 0 6万 t ／ a ， J T 1 0 3 5 D双梁箱形抓斗 门式 起重机是该厂供料专用的起重设备。该设备起重量 为 1 0 t ， 大车轨距 3 5 m， 净空高为 1 4 m， 四绳抓斗的 容量为 3 。设 备外形 尺寸 5 9 m 长 1 2 ． 5 m 宽 1 8 m 高 ， 设备总重 1 5 9 ． 2 8 7 t 。连云港碱厂 有 3台 J T 1 0 3 5 D门式起重机 ， 3台 J T 1 0 3 5 D门式起重 机均于 1 9 8 9年投入使用 ， 主要承担原燃料 的供料及 堆场货位的平衡工作。 该起重机刚性腿上设有料斗， 料斗下部设有长 度为 3 ． 5 m的短带式输送机 。抓斗抓取物料后沿大 梁方向运行 到料 斗上方 ， 将物料卸于料斗 中， 再 由 3 ． 5 m短带式输送机将物料送至料场 的供料带式输 送 机上 。 该机主要 由承受载荷 的金属结构、 抓斗 的卷扬 机构 、 抓斗的开闭机构 、 实现抓斗及物料位移 的小 车、 大车行走机构、 取物料 的抓斗、 实现物料转送 的 料斗和 3 ． 5 m短带式输送机 、 以及司机室 、 大小车供 电装置 、 电气系统、 终端及锚定装置等部分组成。设 备 电气控制系统 由主 回路 、 控制 回路和照明 回路等 组成。本文 以连云港碱厂 J T 1 0 3 5 D门式起 重机为 例， 论述门式起重机械安全改造技术 。 1 J T 1 0 3 5 D门式起重机存在的安全隐患 1 。 1 机 械 系统 1 大车轨道 门式起重机大车轨道全长 3 9 0 m，钢轨型号为 P 5 0 ， 单侧轨道梁宽为 0 ． 6 m ， 采用 C 2 0 砼浇注。由于生产负荷的增加 ， 堆场上物料经 常侵线 ， 覆盖大车钢轨 ， 人工清理工作量大， 存在清 理物料不及时的现象， 造成大车轨道基础梁上表面 都有不同程度的损坏 ， 钢轨锈蚀较严重 ， 轨道梁上用 于固定钢轨的地脚螺栓丝扣磨损严重， 地脚螺栓锈 蚀 、 弯曲变形较多。大车轨道的使用存在一定 的安 全隐患， 临时维修 已不能满足大车轨道安全稳定运 行的需求 ， 需要对大车轨道进行安全技术改造。 2 3 ． 5 m短带式输送机 由于石灰石物料对 输送带的冲击、 磨损 ， 加上传动部件易粘泥 ， 造成带 式输送机故障率高， 检维修工作量大。 1 。 2电 气 系统 1 供电电源大车供电采用三相四线制供电。 3台门式起重机在最初投用时 ， 供 电电源是分别独 立的 ， 由配电室经独立 电气 回路分别送 到对应设备 的动力箱上 ， 通过动力箱 、 移动式 电缆到达设备上的 总动力箱。每一台设备移动式电缆采用配重式电缆 卷筒的电缆结构 每根电缆长度在 8 0 m左右 ， 受 电 器采用滑环铜碳刷式结构。 设备在室外频繁移动作业 ， 加上现场工况条件 差 ， 卷筒上的电缆经常磨损破皮 ， 移动式电缆配重经 常转动不灵活， 卷筒 内受 电器也经常进水发生短路 ， 严重影响设备的稳定运行 ， 同时危及人身安全。另 一 方面由于每根 电缆长度有限， 堆场存在一定的无 法作业的空白区域 ， 不利于生产的稳定运行 。 -- 1 43-- 维普资讯 门式起重机安全改造技术王寒 ， 等 第 2 9卷第 2 2 小车滑线小 车供电则是通过小车悬挂 电 缆接入小车供 电部分。小车滑线 电缆是普通 圆形 Y C系列橡套电缆， 吊装 电缆用的移动台车以工字钢 为滑道。小车滑线存在以下缺点 滑线 电缆小车轴 磨损速度快 ， 电缆台车连同电缆经常掉下滑道 ， 甚至 碾压在小车轮下， 造成设备故障率高。 3 抓斗开闭电机 、 抓斗卷扬电机制动系统制 动系统采用 M Z D系列 电磁式制动器， 电磁线圈固定 在 E形铁芯中， 线圈电源引 自电机的定子接线柱并 与电机同步得 电。当电机运行启 动时 ， 线圈得 电产 生磁力克服弹簧力打开抱闸， 实现电机运转 ， 电机停 止时 ， 线圈失电， 磁力消除， 在弹簧的作用下抱 闸抱 死。由于电机启动、 停止频繁 ， 线圈频繁动作 ， 铁芯 产生 的巨大振动 ， 使线圈的固定不牢， 线圈损坏极为 频繁 ， 线圈在大电流的频繁冲击下易烧毁。 4 控 制系统① 控制 回路。控制 回路使 用 c J l 2型接触器 ， 由于产生的振动大， 消弧效果不理 想 ， 经常造成触头烧蚀 ， 甚至粘连断不开 ； 相关线圈、 辅助触点也因振动大等原因频繁出现故障； ②大车 行走电机 回路。大车行走 电机采用 J 系列环型电 阻器启动和调速进行控制 ， 通过接触器进行启动电 阻的切除， 存在故障率高等缺陷。 5 大车 自动停车装置 自动停车装置采用 D 系列机械行程开关 ， 触点开合靠机械压杆或 弹簧压 力 。因现场工况复杂或锈蚀等原因， 经常造成失灵。 2 ． I- T 1 0 3 5 D门式起重机安全改造技术 2 ． 1 机械 系统 1 大车轨道 针对堆场的物料经常侵入大车轨道的状况， 在 每股大车轨道内侧修建挡墙 ， 挡墙 以不影响起重机 械运行 ， 占有堆场面积最小， 同时保证有一定的强度 为原则。 针对大车轨道砼基础存在的安全隐患 ， 采取拆 除原大车轨道梁上表面混凝土 ， 拆除深度 为 l 8 e m； 将原地脚螺栓截断 ， 截断深度 距混凝土梁顶面标高 8 1 3 m处 ， 采用两边对接帮焊的方法加 固同材质的新 地脚螺栓 帮焊材料与地脚螺栓为同直径、 同材质的 圆钢， 长度为 1 2 e m ； 拆除的混凝土用 C 3 0 混凝土恢 复 ， 砼顶标高同原轨道梁。接地线按接地规范重新 安装 。 全部钢轨轨底及轨腰涂石油沥青漆 2道 ； 外露 的地脚螺栓跟部涂石油沥青漆 2 道。地脚螺栓的压 板螺母上面增加 M 2 4铸钢防腐螺母 。 2 3 ． 5 m带式输送机改振动给料机 式给料机 ， G Z K 1 0 2 5振 动电机 2个 ， 功率都 为 2 ． 2 k W。改造后， 给料平稳 ， 粉尘小 ， 噪音小 。采用的块 偏心激振器， 结构简单， 维修方便。给料机与电机为 挠性连接， 电机不参振， 运行可靠， 故障率极低。联 轴器采用废旧输送带做 的软连接 ， 简单方便。整体 结构简单紧凑， 电动机功率小 ， 既节省动力 ， 又不易 损坏 。 振动给料机在使用 、 操作 、 维护上都显露了较大 的优越性， 从维护保养角度来看， 机械设备部分无易 损件， 维护量很小， 减轻了检修人员的劳动强度， 降 低了生产维护成本。在给料机的料槽内增加其他耐 磨材料作衬板 ， 既提高耐磨性 ， 又保证 了更换方便 ， 延长了整机使用寿命 。 2 ． 2电气 系统 1 供 电电源 将 3台门式起重机配重式 电缆拆 除， 全线安装 一 条供 电封闭安全滑触线 ， 在配 电室内将 3台门式 起重机电源电缆并联接于 同一开关下 ， 经埋地 电源 电缆送到现场动力箱 ， 分别作为封闭安全滑触线的 电源接入点 ， 在每台门抓上安装一台动力箱 ， 此动力 箱的电源由封闭安全滑触线的专用受电器引入。 安全滑触线 主要性能参数 极 间绝缘 电阻 5 M I 2 、 极对地绝缘电阻 5 M I 2 、 受 电器牵引力 F8 0 N、 运行速度 t ， 2 0 0 m ／ m i n 、 环境温度 一3 o～5 5℃。 该封闭安全滑触线安全防护等级达到 I P 5 5级 ， 能防 雨 、 防雪、 防冰冻、 防尘 、 防腐蚀老化 以及异物触及 ， 在露天输 电对检修人员及操作人员无任何伤害。输 电导轨导 电性能可靠 ， 散热快 ， 许用 电流密度高， 阻 抗值低 ， 线路损失小。电刷 由高导电性能的耐磨金 属石墨材料制成 ， 受 电器移 动灵活， 定向性好， 可有 效控制接触电弧和串弧现象。 封闭安全滑触线主要由导管、 受电器、 中间进线 盒及其他附件组成。导管是一根半封闭的异形管状 部件， 是滑触线主体部分 ， 各导轨 间相互绝缘 ， 并与 外壳绝缘， 从而保证安全性。导管形状为方形， 受电 器是在导管内运行的一组 电刷壳架 ， 由安置在用 电 设备上的拨叉或牵引绳带动， 使之与用电设备同步 运行， 并通过导轨、 电刷的电能输送到设备。 经过改造后 ， 解决了连续作业的问题 ， 充分利用 堆场面积进行作业， 可以在堆场任意位置抓取物料 。 同时供电的安全与稳定性也得到了很大的提高。经 多年运行证明， 封闭安全滑触线供 电方式 能保证设 备安全稳定运行。 2 小车滑线 将 3 ． 5 m短带式输送机改为 G Z K 1 0 2 5座式振动 小车滑线改为扁平橡套电缆 ， 滑道采用封闭型， 1 4 4- - 维普资讯 第 2 9卷第 2期 2 O O 8年 2 月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e 1 V o 1 ． 2 9 No ． 2 F e b．20 08 Z 3 0 4 0摇臂钻床的 P L C控制改造 谢宇 温州职业技术学院，浙江 温州 3 2 5 0 3 5 摘要 针对 Z 3 0 4 0摇臂钻床传统的继电 一接触器控制 系统存在电路复杂、 可靠性差、 故 障诊 断与排除困难等缺点， 提 出了利用 P I E进行改造的方案， 给 出了 P L C的 I ／ O接线 图和梯形图程序 ， 并分析 了 P IE 控制的工作过程。 关键词 可编程控制器；Z 3 0 4 0摇臂钻床；梯形 图 中图分类号T G 5 2 文献标志码A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 8 0 2 ． 0 1 4 5 ． 0 2 P L C Co n t r o l l i n g Re c o n s t r u c t i 0 n 0 f Z 3 0 4 0 Be a m Dr i l l Xm Yu We n z h o u V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e 。 We n z h o u 3 2 5 0 3 5 - C h i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e e x i s t e n c e o f we a k n e s s i n the t r a d i t i o n al Z 3 0 4 0 b e a m d ril l r e l a ys wi t c h c o n t r o l s y s ． t e m， s u c h a s c o mp l e x c i r c u i t ， l o w r e l i a b i l i t y a n d d i fi q c u l t y o f d i a g n o s e a n d e l i mi n a t e f a i l u r e ， t h e me tho d t o r e c o n s t r u c t the s y s t e m b y u t i l i z i n g P IE i s p u t f o r wa r d．Me a n wh i l e， the PL C I ／ O c o n n e c t i n g d i a g r a m an d t r a p e z o i d a l p a t t e rn p r o g r a m a l e p res e n t e d， an d the wo r k i n g p r o c e s s b y P IE c o n t rol l i n g i s an aly z e d． Ke y wo r d s P L cZ 3 0 4 0 b e a m d r i l l ；t rap e z o i d al p a t t e rn 0前 言 Z 3 0 4 0 摇臂钻 床是我 国生产 和使用 较多 的钻 床， 从控制上讲 ，需机 、 电、 液压等相配合而且要进 行时间控制。具有主轴的旋转运动和进给运动以及 摇臂沿外立柱的垂直移动，主轴箱沿摇臂的径 向移 动及摇臂与外立柱一起相对于 内立柱的回转运动， 后两者为手动。另外还需考虑主轴箱 、 摇臂 、 内外立 柱的夹紧和松开。因此相应电动机较多，电路较复 杂 ， 往往 因电气故 障， 影 响生产的进行 。采 用 P IE 控制后 ，电气故障降低 ，可靠性大大提高 ， 使用更 为方便。 1 Z 3 0 4 0摇臂钻床的电气控制要求 Z 3 0 4 0摇臂钻床的主电路 如图 1 所示。设有 4 台电动机 ， 即主轴电动机、 冷却泵电动机 、 摇臂升降 电动机及液压泵电动机 。主轴电动机提供主轴转动 的动力， 是钻床加工主运动的动力源。主轴应具有 正反转功能 ， 但主轴电动机只有正转工作模式 ， 反转 由机械方法实现 ， 主轴 电动机 M1 由接触器 K M 控 制。冷却泵电动机用于提供冷却液 ， 只需正转 ， 冷却 泵电动机 功率较小 ， 由组合开关 Q s 2 手动控制 。 摇臂升降电动机提供摇臂升降的动力 ， 需正反 转。 液压泵电动机提供液压油 ， 用于摇臂 、 立柱和主轴箱 电缆台车为轴承滑动， 在滑道内行走不掉道 ， 扁平电 缆也不发生扭曲， 故障率降低。 3 抓斗开闭电机 、 抓斗卷扬电机制动系统 将 M Z D系列电磁式制动器改为 Y Wz系列电力 液压制动器 ， Y Wz系列电力液压制动器属于机电一 体设备， 具有制动平稳 、 无噪音、 损耗小 、 安全可靠 、 维修方便、 寿命长等优点 ， 设备运行平稳 、 灵敏 ， 故障 率降低。 4 控制系统 ①控制回路接触器全部改用 3 T F系列西门子 接触器， 3 T F系列交流接触器适合供远距离接通及 分断电路之用 ， 适用于控制交流电动机的起动 、 停止 及反转。符合 I E C 9 4 7 ， V D E 0 6 6 0 ， G B 1 4 0 4 8等标准。 3 T F接触器结构紧凑 ， 方便 了维护检修。 ②大车行走 电机回路拆除原电阻器， 在转子 回路中串联一台 B P系列频敏变阻器 ， B P系列变阻 器结构简单 ， 维护方便， 适用 于较差工况的作业条 件 。改造后 ， 经运行证 明， 使用效果较好 ， 已经完全 取代了原来使用的 J 系列环型电阻器。 5 大车 自动停车装置 将机械行程开关改为 E S系列接近开关或光 电 开关 ， 其主要优点是无接触 、 无火花、 无压力、 响应频 率高， 检测信号迅速， 驱动继 电器或接触器后， 达到 大车 自动停车的效果 。 作者简介王寒 1 9 5 8一 ， 江苏海安人 ， 高级工程 师， 南京化工 学院化工机械专 业毕业 ， 在连云港碱厂长期从事设备管理工作 ，电 话 0 5 1 88 2 3 1 0 3 0 1 3 6 9 6 ， 电子信箱 l y g ／ w 2 9 3 y a h o o ． c o m． 收稿 日期 2 0 0 7 ． 0 9 - 0 2 维普资讯