鐵煤集團鐵強環保公司大興磚廠打包線回車系統改造

岳興宇

（鐵法煤業集團鐵強環保材料股份有限公司， 遼寧 調兵山 112700）

1 改造原因

打包機運行時窯車逐漸移動，工人站在窯車上同時卸磚，卸完的空窯車先停留在打包機后面，隨著繼續有磚車被卸出，逐漸將后面的空窯車頂至擺渡車上，再經擺渡車倒運供成型車間生產所用，因打包機安裝在最外線，從外線擺車距離及耗時明顯增加，銷售旺季生產時，進車速度加快，若進車速度達到60 min/車，每天需卸48 臺空車才能完成當天卸車任務。目前擺渡車倒運空車往返一次平均需25 min左右，而打包時卸一窯車空心磚大概需要20 min，擺渡車在往返過程中，需打包機停止打包，否則空窯車無處存放，嚴重制約打包線正常生產[1-2]。

為解決空窯車無處存放的問題，曾安裝了一套JD-11.4 調度絞車，將打包后的空窯車拽出（每次約4 min）至擺渡車上，預留出2 個窯車位置供打包線卸車所用，減少了打包線人員的窩工時間，但因絞車存在嚴重安全隱患，必須停止使用。此外，因廠里規定擺渡車在運行時，作業人員嚴禁離崗，若每天倒運48 臺空窯車，需擺渡車及操作人員滿負荷運行，這樣一方面對設備損耗大，維修頻繁；另一方面操作人員勞動作業強度大，安全系數低。所以，為替代原調度絞車，提高整個打包線回車系統效率、降低擺渡工勞動強度，決定從兩個方面進行改造，一是自制一臺拉引機替代調度絞車；二是提高擺渡車運行速度。

2 改造內容

2.1 自制出口拉引機

2.1.1 設備組成

大興磚廠自制加工拉引機機架主體、滑車等部件，使用閑置的電機、減速機和鏈條、鏈輪等部件，完成了出口拉引機的驅動部分、從動部分、行走滑車和機架四個組成部分。其中驅動部分主要由減速電機、主動軸、鏈輪、軸承座等組成，用于行走滑車的動力驅動，電機與減速器為一體化結構；從動部分主要由鏈輪、軸等組成，鏈輪軸用兩個軸承座固設在機架上，機架由鋼板、型鋼焊接成一體，具有安全支承的功能，驅動部分的鏈輪與拉引部分的鏈輪用鏈條套接，滑車運行在機架的直線導軌上，又在滑車的前、后端分別連接一根鏈條的兩端，且該鏈條繞接拉引部分的主動鏈輪和從動鏈輪，從而保證了結構緊湊。行走滑車主要由行走輪、車架、頂推爪等組成，用于頂推窯車。

2.1.2 工作原理

卸完的空窯車隨著回車牽引機將前方窯車逐漸推進，將后面的空窯車輸送到拉引機尾部，拉引機驅動部分開始動作，由鏈條帶動行走滑車向前運動，待行走滑車上的頂推爪掛住窯車橫梁后，通過行走滑車分兩次動作將窯車輸送至擺渡車上。

2.1.3 改造依據

1）拉引機電機及減速機參數：電機型號FALKDII2MH-4G、功率4 kW、轉速420 r/min、頻率50 Hz、額定電壓380 V，減速機型號SKZH54C、扭矩T 為2359 N·m、傳動比i=90。

2）窯車質量約為20600 kg，窯車與軌道的摩擦力f=μmg=0.05×20600×9.8=10.08 kN，其中μ 為摩擦系數，取0.05（查機械手冊表1-1-10）；m 為窯車自身質量，kg。

3）鏈輪軸直徑為0.07 m，窯車運行需要拉引機傳遞的扭矩T=10.08 kN×0.07 m÷2=352.8 N·m＜2359 N·m（減速機扭矩），所以拉引機可以拉動窯車，改造方案是可行的，改造后窯車運行速度為v=420 r/min÷90×0.07 m×3.14×2=2.05 m/min。

2.2 擺渡車改造

2.2.1 改造后的參數

擺渡車主要用于窯車的擺渡與換道，是磚瓦隧道式干燥窯、焙燒室系統中窯車運轉的主要設備之一。大興磚廠使用的是BDC690×4 型擺渡車，其結構簡單、使用方便、容易維護、承載能力大、污染少，適用寬度小于6900 mm 的窯車，主要技術參數見表1。

表1 主要技術參數

2.2.2 改造方案

通過研究，最終選用第三種改造方案。具體方案介紹如下：

1）在擺渡車電控箱內安裝變頻器：安裝變頻器后，速度提高的不明顯，且經常跳閘，需多次送電才能使擺渡車運轉，影響正常使用擺渡車，此方案失敗。

2）更換轉速高的電機：因原擺渡車動力傳遞是由電機軸直接帶動減速機二軸，為直驅動力輸出方式。若執行此方案，需采購同外形和轉子尺寸的電機，很難采購到符合要求的電機，此方案失敗。

3）更改傳動方式：原有擺渡車動力傳遞是由電機直驅輸出動力，在驅動負載時，不需要經過傳動裝置，現改為傳動相對穩定的帶傳動。改造時需將電機移至減速機上方，下方用角鐵固定，安裝兩根頂絲制成拉緊裝置，使用車床仿制一根電機轉子作為減速機高速軸，重新制作減速機與電機連接用端蓋，自制一套6205 軸承瓦盒座，在高速軸外部安裝Φ100 mm 帶輪，電機端安裝Φ140 mm 帶輪，采用A 型帶，通過調節電機端帶輪尺寸，提高擺渡車速度。原擺渡車運行速度為0.088 m/s，改造后理論上運行速度可提高至0.1232 m/s，速度提高約40%。

3 使用后的效益分析

3.1 電耗方面

1）原有調度絞車功率10 kW，每次調車耗時4 min（掛鉤放回原位置），改為出口拉引機后功率4 kW，每次調車耗時5 min（行走滑車退回原位），按照打包線平均60 min/車進行計算，每天需調度空車數量48 臺，年可節約電費（11.4kW×4min×48 次/d-4kW×5 min×48 次/d）÷60 min/h×300 d×24 h/d×0.8046元/kWh=11.86 萬元。

2）原擺渡車往返運行一次平均約需要25 min，改造后往返一次只需要15 min，效率提高約40%，與理論計算值基本相符，大大減少了擺渡車的運行時間。按每天倒運48 輛空車，每天可節約8 h 操作工人的倒車時間計算，年可節省電費約1.5kW/h×8h/d×300 d×0.8046 元/kWh=0.29 萬元。

3.2 材料消耗方面

1）原調度絞車拽車需安裝一臺1 t 單口起重滑車，每半年需更換滑輪一次，每個滑輪單價0.21 萬元，年可節約0.42 萬元。

2）拉引機注油、更換鏈條費用約為0.6 萬元；擺渡車更換傳動軸、軸承及角帶，平均每年更換一批，年費用約為0.08 萬元。

3.3 總效益

11.86 萬元+0.29 萬元+0.42 萬元-0.6 萬元-0.08萬元=11.89 萬元。

4 結語

改造后回車系統運行穩定，此次改造一方面提高了整個回車系統的生產效率，另一方面滿足了銷售旺季打包線的正常生產，同時大大降低了操作人員的勞動強度并取得了良好的經濟效益。