淺談紙卷起重機的設計和配置

鄺海堅

(廣州泰克力起重機有限公司，廣東廣州，510897)

隨著我國造紙工業的不斷發展，對造紙車間內紙卷起重機的需求也不斷增加。紙卷起重機一般配置雙小車或三小車，吊鉤下方配置專用的吊具，用于吊運紙卷、更換紙輥等工作，有時亦需要運行至造紙機的濕部，協助造紙機設備的部件更換、檢修、維護等。作為造紙車間內的重要設備之一，紙卷起重機的工作直接關系到造紙生產線的正常運作和生產效率，其重要性不言而喻。本文對紙卷起重機的設計和配置提出了詳細的意見和建議，供實際設計和制作參考。

1 使用環境

造紙車間屬于以對流熱為主的濕熱車間，其設備表面溫度為30～100℃，室溫會高達40～45℃?？諝庀鄬穸却?，一般達90%以上，甚至達到100%;車間內有連續運行的造紙機等大型設備，存在較大的電磁干擾;紙卷的搬運既需要較高的效率，又需要以穩定的低速進行精確的對位，故與通用的起重機相比，紙卷起重機需要有針對性的設計和配置。

2 機械方面的配置

圖1 紙卷起重機

紙卷起重機一般分為雙小車起重機和三小車起重機兩種形式，雙小車起重機一般用于日常的吊運紙卷工作，三小車起重機一般用于紙機檢修及輔助紙卷吊運。紙卷起重機的額定起重一般根據紙張種類、造紙機幅寬和速度等參數確定，同時需要考慮紙卷吊具、紙輥和紙卷的質量，并預留15% ～20%左右的余量。在三小車起重機中，中間小車的額定起重需要考慮造紙機設備安裝和檢修、更換部件時的需要起吊的最大起質量。對于額定起重較大的起重機，可以考慮在主梁或走臺下方設置5 t或10 t的電動葫蘆，以提高搬運小件物品的效率。

根據造紙機的速度計算形成紙卷的周期，再結合紙卷的質量可以計算出紙卷起重機需要的工作級別?？紤]到運行的平穩性，起升和運行速度不宜過快。紙卷起重機一般安裝在二樓，在確定其起升高度時，需要考慮將吊鉤安裝在一樓地面。此外，為適應吊鉤鉤距和吊鉤極限位置的工藝要求，需要進行專門設計，以減少小車的軸距和整體寬度。對于濕端配置的三小車起重機，為能適應干端的工作，會對兩側小車鉤距提出要求，可以吊掛紙卷吊具。

起升及運行機構通常采用變頻調速方式，配置快慢雙速或多檔速度?？刂品绞椒矫?，為避免與下方的造紙機設備干涉，不宜采用司機室操縱，建議采用遙控方式，可獨立移動的地操手電門作為備用。在實際應用中，已越來越多地采用搖桿式多檔速遙控器。

紙卷起重機一般以卷揚形式的起升機構為主，也有不少采用國外品牌的電動葫蘆作為起升機構。卷揚式的起升機構一般配置兩組工作制動器，確保制動安全;為保障起升機構的安全，避免吊鉤沖頂，建議在起升上限位的基礎上增加重錘開關;此外，設置起升機構的下極限限位開關，可以有效防止吊具接觸地面后吊鉤繼續下降，造成卷筒上的鋼絲繩脫槽［1］。

為適應車間濕熱的使用環境，建議采用H級、IP55的電動機，如采用變頻電動機，應配置獨立的冷卻風扇。此外，為了更好地保護電動機，可以考慮在電動機的定子中設置熱敏電阻。變頻器應有適當的余量，一些品牌的變頻器有所謂的“三防”產品，即在變頻器的芯片和線路板上增加防護涂層，防侵腐效果更好。電阻器宜采用不銹鋼材料，建議采用鍍鋅鋼絲繩，以提高鋼絲繩的使用壽命［2］。

考慮到造紙車間環境中一般存在一定的腐蝕性氣體，且有較高的溫度和濕度，為保證紙卷起重機表面油漆的使用年限，紙卷起重機的結構件在制作時應注意預處理的質量，同時應使用與之適應的配套油漆，并適當增加漆膜的厚度。此外，普通的聚氨脂緩沖器在使用一段時間后會變硬變脆，容易導致失效。

如紙卷起重機上的減速器等部件漏油或滲油，容易污染下方的造紙機設備和紙卷，一個較好的方案是在減速器下方設置集油盤。另外，鋼絲繩上亦不宜涂抹太多的潤滑油脂。對于起重機內空調，不能使冷凝水直接滴到車間內，可用水桶接水，或通過管道將水排到車間的兩側。

3 電氣方面的配置

造紙車間惡劣的環境會對紙卷起重機的電控系統造成嚴峻的考驗。為保證紙卷起重機電氣系統運行的穩定性，建議注意以下幾方面的問題。

(1)采取措施減少車間設備的高次諧波等對紙卷起重機供電電源和電氣系統的電磁干擾，包括變頻器線路中配置輸入電抗器，采用屏蔽線作為PLC、變頻器、遙控接收器等重要部件的控制線等。

(2)注意電動機、旋轉編碼器、變頻器、PLC、變壓器等電氣元件的接地處理。

(3)注意對電控柜冷卻和防潮措施，具體有設置專門的空調電氣室、電控柜配置散熱風扇或空調機等方式。一般而言，在電控柜安裝工業空調是較為常用和有效的方式，但注意空調制冷量的匹配，并且空調溫度不應調得過低，一般不宜低于26℃，以防止因電控柜內外溫差過大造成電柜內側出現凝露。

(4)注意電控柜、端子接線箱的防護等級和密封性，避免外界潮濕氣體進入箱體，腐蝕內部的電氣元件。

(5)在濕熱的環境下，依靠小車車輪和軌道的接觸作為小車接地的方式是不可靠的，一般需要在小車移動電纜中增加專用的接地電線。

(6)選用高品質的電氣配套件，包括旋轉編碼器、行程開關、電線電纜等

在某些場合，需要采用專門的電氣設計，以滿足上雙小車較高的吊鉤同步性要求。

此外，還應注意，不同類型紙張的生產環境可能會有較大的區別，如衛生紙生產車間內飛散的紙屑較多，容易造成堵塞及引起燃燒;包裝紙生產車間的溫度和相對濕度會更高。這些都需要在設計上采取不同的措施應對和解決。

4 結語

紙卷起重機在實際使用的過程中，將面臨造紙車間高溫高濕等惡劣環境的考驗，以及運行可靠、穩定性好等較高的使用要求。為提高其使用壽命，減少設備故障，應對紙卷起重機的機械及電氣方面進行相應配置，以使其適應車間環境，保證安全使用。

［1］GB/T 3811—2008 Crane design specification［S］.GB/T 3811—2008起重機械設計規范［S］.

［2］Zhang Zhiwen，Yu Heqian，Wang Jinnuo，et al.Crane design manual［M］.Beijing:China Railway Press，2001.

張質文，虞和謙，王金諾，等.起重機設計手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，2001. CPP