萬寨港翻車機技術改造

郭少建

摘 要：在對徐州港務集團萬寨港現有翻車機設備老化的原因進行深入研究的基礎上，分析介紹了改造的思路和方法，并結合實際的使用效果，闡述此次改造在港口裝卸設備改造中的意義。

關鍵詞：港口；翻車機；改造

江蘇徐州港務（集團）有限公司萬寨港作業區原有兩臺KFJ-3型轉子式翻車機，1987年制造，1990年1月投產運行，到2012年已使用20多年。由于長時間使用，翻車機主體結構已經多處出現損壞及其他故障，已經嚴重影響設備的安全運行，且該型號翻車機已不能滿足新車型安全生產要求。

1 問題分析

由于這兩臺KFJ-3型轉子式翻車機是上個世紀八十年代翻車機的一種主要機型，自九十年代采用液壓固車的新型翻車機出現后，KFJ-3型翻車機便不在生產并逐步淘汰。特別是在鐵路推出70噸級車輛以后，對翻車機的要求更加嚴格，KFJ-3型翻車機的更新改造已是必然趨勢。經過對存在問題的分析，這兩臺KFJ-3型轉子式翻車機的技術狀況基本一致，分析鑒定如下：①就現行統計的情況，在國內煤炭港口使用的翻車機一般壽命都不超過十五年。而萬寨港區的這兩臺翻車機自1990年使用至今已經二十余年時間，主要承載結構已經達到預期使用壽命，結構出現破壞是必然的和正常的。其次，由于翻車機作業環境惡劣，嚴重的銹蝕也大大降低鋼結構和連接部分的承載能力。②KFJ-3型轉子式翻車機是基于60噸級鐵路車輛設計的機型，自2006年開始，60噸級車輛便不再生產，鐵路大量推出70噸級車輛，即翻車機實際上是在超負荷作業，必然加劇結構的破壞，嚴重影響設備安全生產。③KFJ-3型轉子式翻車機在翻卸作業中存在嚴重的沖擊過程，結構的破壞多數屬于疲勞破壞，采用局部補焊的方式修復破壞之處，往往效果不佳，甚至會加劇結構的破壞。聯系梁、月牙槽、壓車梁的破壞均屬于此種情況，端環腹板的開裂更為危險嚴重。④KFJ-3型轉子式翻車機給予車輛作用力等各項指標不能滿足鐵路檢測要求，這種機型屬于鐵路強令整改的機型。

綜上所述，這兩臺KFJ-3型轉子式翻車機主體結構已經不能滿足翻卸C70安全生產作業要求，存在安全隱患，有必要進行技術改造。

2 項目方案

2.1 改造方案設計要求 本著充分利舊和降低改造費用的原則，改造方案整體設計要求包括：更換翻車機的轉子部分，采用新型的液壓固車的O型轉子，承載能力和接受車輛的外形尺寸按照接卸C60-C80設計，并且不增加基礎荷載；托輪裝置和傳動裝置完全利用原有設備；針對翻車機增加一套獨立的PLC控制系統，和原系統的PLC通訊以實現整個翻車機系統的聯動作業。

2.2 改造方案 依據方案的設計要求，方案設計如下：①更換整個轉子，采用新型的鋼結構、液壓靠車和液壓壓車機構。轉子（主體鋼結構）由兩端環、平臺、前梁、后梁通過高強度螺栓連接組成。端環采用完整的箱形結構，有利于增加端環的橫向剛度，避免長期工作產生橫向偏擺，但增加了端環的重量和制造難度。平臺、前梁、后梁均為箱形結構。轉子具有良好的抗扭強度和剛度，取消傳動裝置的同步軸。靠車裝置由靠車板、撐桿、油缸、橫向止擋裝置、縱向止擋裝置組成。將原翻車機托車梁上的橡膠板安裝于新的靠車板上。夾緊裝置是由夾緊梁、液壓缸等組成。傾翻側與非傾翻側各有兩個夾緊裝置，傾翻側的夾緊裝置與后梁鉸接，非傾翻側夾緊裝置與前梁鉸接，每個夾緊裝置由兩個液壓缸驅動，繞鉸點作上、下擺動，夾緊裝置與車幫接觸的部位安裝橡膠緩沖墊，使車幫受力均勻，減小沖擊。按照可翻卸鐵路當前最高車C80設計。當沒有C80車時，夾緊梁不必升起到最高位。排車裝置為雙臂推車器推車方式。 ②增加液壓系統。液壓系統的動力站置于平臺上，每個油缸均帶有獨立的鎖閉閥組，保證系統安全可靠。③保留原來出車端的兩組托輥裝置，更換進車端的兩組托輥裝置，新托輥輪緣與軌道單邊側隙5mm，通過加過渡梁實現轉子中心高的變化。④傳動裝置更換變頻電機和聯軸器，其余利用原設備，拆除同步軸。新轉子安裝后，要對各部分進一步調整。⑤翻車機本體電控系統增加PLC 輸入輸出模塊，通過PLC擴展機架與原有系統的PLC融合為完整的控制系統。⑥翻車機本體則增加囊式除塵裝置。

囊式自動給水裝置的功用主要是儲存水的壓力能。在蓄水器中氣體和水由皮囊隔開，利用氣體的壓縮和膨脹來儲存、釋放壓力能。在翻車機循環作業中，當不需要噴霧除塵時，可將水泵打出來的水先儲存在囊式蓄水器中，當需要時再由蓄水器快速釋放給系統。在短時間內供應大量壓力水，以求獲得更好的噴霧效果。囊式自動給水裝置附帶壓力控制器，能顯示囊內壓力并控制進水量，當囊內壓力超過1.5MPa時，壓力控制器工作，發出電信號使水泵停止向囊內供水，當囊內壓力小于1.5MPa時，壓力控制器發出電信號，使水泵向囊內供水，直至壓力為1.5MPa。囊式除塵裝置在翻車機操作室下層。

2.3 改造后的翻車機主要技術參數

新型翻車機型號為FZO1-3型，主要技術參數如下：

額定載重量：100t，最大載重量：110t。

回轉角度：正常工作：165°，最大：175°。

轉子回轉速度：1.12 r/min ，轉子直徑：φ7600mm。

轉子回轉驅動功率：2×55kW。

靠車裝置：靠出時間：2s 縮回時間：2s。

夾緊裝置：夾緊時間（最矮車）：8s 松開時間：7s。

排車裝置：采用雙臂推車器，推車行程：10m。

推車速度：0.75m/s ，推車驅動功率：11kW。

液壓系統：電機功率：30kW 主動工作壓力：50bar，被動壓力：160bar。

囊式除塵裝置：電機功率：15 kW 水泵流量：12m3/h，水泵揚程：150m。

囊式給水裝置工作壓力：0.6-1.5MPa，充氣壓力：0.44MPa，容積：1.56 立方米，布置形式：地面三排，機上一排。

3 實施效果

兩臺翻車機通過以上方案先后經技術改造，到目前為止，已運行一年多時間，設備故障率大幅下降，設備完好率和卸車效率大大提高；改造后的FZO1-3型翻車機較KFJ-3結構更科學，各部件布局合理，維修方便，提高了設備的可維修性；靠車壓車裝置采用液壓系統取代原有的純機械機構，增強了作業的安全可靠性，消除了對車輛的損壞現象；改造后的系統增加了除塵功能，大大改善了作業區域的作業環境。可以看出，此次改造完全達到了預期效果，值得借鑒與推廣。