長材成品吊具鋼絲繩自動(dòng)脫鉤裝置設(shè)計(jì)

錢洪建

（江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司 江蘇張家港 215625）

1 前言

沙鋼現(xiàn)有6條螺紋棒材生產(chǎn)線，年產(chǎn)螺紋棒材約520萬噸。其中有4條生產(chǎn)線，由于受廠房高度、行車噸位的限制，其螺紋棒材成品的吊裝方式采用的是鋼繩掛鉤式。這種作業(yè)方式的流程是：螺紋棒材在成品收集臺(tái)架上，由收集工對成品穿繩掛鉤，行車起吊，送到成品堆垛工位上堆垛，由堆垛工在垛位上將掛鉤上的鋼絲繩脫開，行車起升返回收集臺(tái)架進(jìn)行下一吊料的操作。受環(huán)境溫度、成品收集溫度的影響，堆垛工崗位環(huán)境比較惡劣，夏季溫度有時(shí)會(huì)超過70℃以上，堆垛工無法在垛位上長時(shí)間停留，堆垛工作業(yè)時(shí)往往是來一吊料爬一次堆，一個(gè)班次往返頻次會(huì)多達(dá)140次以上。因此無論從員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，還是上下往返過程的安全性角度，都必須思考這種人工作業(yè)方式的改善與改進(jìn)。

2 改進(jìn)的設(shè)計(jì)思路

由于原鋼絲繩依靠的是人工脫鉤，因此吊梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分簡單，中間主梁加兩側(cè)各二個(gè)掛鉤即可。但要實(shí)現(xiàn)掛鉤吊梁鋼絲繩的無人脫鉤，設(shè)計(jì)上就必須有脫繩的機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的動(dòng)力源。因此在構(gòu)思鋼絲繩脫鉤設(shè)計(jì)時(shí)考慮了機(jī)械式脫鉤裝置和電動(dòng)式脫鉤裝置兩種方式。

2.1 機(jī)械式脫鉤裝置

機(jī)械式脫鉤裝置是應(yīng)用杠桿原理，在原掛鉤吊梁基礎(chǔ)上，在掛梁兩側(cè)的掛鉤端板，設(shè)計(jì)一根經(jīng)力作用能夠繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒（即脫繩杠桿）、起到動(dòng)力作用的配重盤和配重導(dǎo)桿，與未脫離的鋼絲繩形成有支點(diǎn)、有阻力、阻力臂和動(dòng)力、動(dòng)力臂的杠桿機(jī)構(gòu)［1］［2］（見圖1）。其工作原理是：當(dāng)行車起吊掛鉤吊梁時(shí)，由于配重盤的自重，配重盤在最低位，使得脫繩桿也在低位，掛鉤露出，成品收集崗位的收集工將成品穿繩的另一端掛在露出的掛鉤上，正常吊運(yùn)。當(dāng)?shù)踹\(yùn)到堆垛垛位時(shí)，行車下降，配重盤先接觸到螺紋成品。當(dāng)掛鉤繼續(xù)下降時(shí)，配重盤的配重導(dǎo)桿將支撐脫繩桿抬升，當(dāng)掛鉤吊梁接觸到配重盤時(shí)，脫繩桿的抬升高度也超過掛鉤的最高處，保證鋼絲繩完全從鉤中脫出，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的機(jī)械式自動(dòng)脫鉤。

機(jī)械式脫鉤裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低、投用快的優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)鋼絲繩無人脫鉤的目標(biāo)，該裝置制作投用后受到生產(chǎn)一線員工的肯定。

圖1 機(jī)械式脫鉤裝置示意圖

在實(shí)際長期使用中機(jī)械式脫鉤裝置也暴露了兩個(gè)比較關(guān)鍵的問題：一是由于配重盤的設(shè)計(jì)，配重盤低于掛鉤高度，收集崗位的收集工掛鉤時(shí)，存在配重盤碰撞收集工安全帽的安全問題；二是行車工在堆垛位堆垛時(shí)，有時(shí)成品尚未堆到位，但由于下降幅度稍大，已造成鋼絲繩脫鉤，無法再起吊將成品規(guī)范堆垛。因此一段時(shí)間之后，生產(chǎn)班組逐漸減少了機(jī)械式脫鉤裝置的使用。

2.2 電動(dòng)式脫鉤裝置

針對機(jī)械式脫鉤裝置存在的兩方面問題，在設(shè)計(jì)思路上進(jìn)行了較大調(diào)整。配重盤存在碰撞收集工安全帽的安全問題，則取消配重盤，但因此沒有了脫鉤的動(dòng)力源，則思考了電動(dòng)控制的設(shè)計(jì)方案；機(jī)械自動(dòng)脫鉤狀態(tài)受行車工操作幅度影響的設(shè)計(jì)，對作業(yè)的穩(wěn)定性帶來影響，因此采用脫鉤的電動(dòng)遙控操作設(shè)計(jì)來解決脫鉤的穩(wěn)定性問題。

遙控電動(dòng)式脫鉤裝置是在機(jī)械式脫鉤裝置的原理上，將杠桿動(dòng)力源設(shè)計(jì)為電動(dòng)動(dòng)力（見圖2），并實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)的無線遙控。遙控電動(dòng)式脫鉤裝置主要由吊具本體、帶脫繩桿的電動(dòng)脫鉤執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、電源控制系統(tǒng)、遙控收發(fā)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電源充電系統(tǒng)、防護(hù)裝置等部分組成。遙控收發(fā)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)［3］包含遙控發(fā)射器、遙控接受器、中間繼電器等部件，通過對左右側(cè)、內(nèi)外側(cè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場成品堆垛、卡車翻運(yùn)、平板車翻料等工況中，遙控選擇同側(cè)脫鉤、對角脫鉤和全脫鉤的自動(dòng)脫鉤功能。

圖2 電動(dòng)式脫鉤裝置示意圖

3 實(shí)踐應(yīng)用

2017年5月，沙鋼首次使用自行設(shè)計(jì)制造的機(jī)械式脫鉤裝置，為改善堆垛工工作環(huán)境、減輕堆垛工勞動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行了有益的償試。2018年4月，沙鋼又組織力量進(jìn)行了遙控電動(dòng)式脫鉤裝置的設(shè)計(jì)、制造和試應(yīng)用工作，在取得100%脫鉤成功率的基礎(chǔ)上，在4條鋼繩掛鉤式成品吊裝作業(yè)的生產(chǎn)線全面推廣使用。鋼絲繩自動(dòng)脫鉤裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用，不僅消除了堆垛工堆垛作業(yè)時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)，而且減少了行車工與堆垛工工種配合中的時(shí)間耽誤，提高了行車工的堆垛效率。該裝置的成功應(yīng)用還為公司4條生產(chǎn)線共減員12人，每年給企業(yè)增加效益約140萬元。該自動(dòng)脫鉤裝置于2019年1月獲國家實(shí)用新型專利。

4 結(jié)束語

棒線材生產(chǎn)線存在少數(shù)安全系數(shù)低，工作環(huán)境差的工作崗位，運(yùn)用企業(yè)技術(shù)力量，對傳統(tǒng)作業(yè)習(xí)慣、作業(yè)方式進(jìn)行改善和改進(jìn)，是企業(yè)管理者不可推卸的責(zé)任。近年沙鋼出臺(tái)多項(xiàng)鼓勵(lì)政策，發(fā)揮企業(yè)技術(shù)骨干作用，解決生產(chǎn)一線實(shí)際問題。對鋼絲繩掛鉤式吊裝的生產(chǎn)線推進(jìn)自動(dòng)脫鉤的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，是沙鋼成功解決現(xiàn)場實(shí)際問題的一例。