装船机俯仰钢丝绳防松装置的改进设计

摘要：在当前的煤炭港口生产中，装船是一种常见的设备，同时也是非常重要的设备。装船机的主要结构部分有俯仰机构和行走机构以及臂架等，由于这些机构的协同作用，从而轻松的完成装船。随着装船机在煤炭港口中的应用，使得煤炭港口装船的效率得到了大幅度提高，同时还节约了大量的装船成本，从而提高了装船的经济效益。然而在装船机工作过程中，装船机俯仰机构的钢丝绳松弛是装船机运行中一种常见且危害巨大的问题。当前装船机俯仰机构钢丝绳出现松弛时，就很可能导致臂架的急速下落，出现这种情况不仅影响到装船机的正常工作，还给煤炭港口工作人员的生命财产安全造成极大的威胁。因此，为了确保装船机能够正常稳定的运行和确保港口人员的生命财产安全，对装船机俯仰机构钢丝绳放松装置进行改进不仅意义重大，而且迫在眉睫。本文通过对装船机俯仰钢丝绳放松装置的深入研究，然后对具体的改进措施进行了详细阐述，以供同行参考。

关键词：装船机 俯仰钢丝绳 放松装置 改进设计

引言

随着科学技术的日新月异，在现代社会的各领域中，各种技术和设备以及材料都得到了长足的发展，并且还涌现出了大批先进的技术和设备以及材料，而随着这些技术和设备以及材料在现代社会各领域中的应用，使得社会的生产水平大幅度提高，从而为推动社会发展起到了不可估量的作用。在当前的煤炭港口生产中，装船是一种常见的设备，同时也是非常重要的设备。装船机的主要结构部分有俯仰机构和行走机构以及臂架等，由于这些机构的协同作用，从而轻松的完成装船。随着装船机在煤炭港口中的应用，使得煤炭港口装船的效率得到了大幅度提高，同时还节约了大量的装船成本，从而提高了装船的经济效益。然而在装船机工作过程中，装船机俯仰机构的钢丝绳松弛是装船机运行中一种常见且危害巨大的问题。当前装船机俯仰机构钢丝绳出现松弛时，就很可能导致臂架的急速下落，出现这种情况不仅影响到装船机的正常工作，还给煤炭港口工作人员的生命财产安全造成极大的威胁。而为了确保装船机能够正常稳定的运行和确保港口人员的生命财产安全，就必须要对装船机俯仰机构钢丝绳放松装置进行改进。本文从装船机俯仰机构出发，对装船机俯仰钢丝绳放松装置进行研究，然后对对装船机俯仰钢丝绳装置的改进设计进行了详细阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的装船机俯仰钢丝绳装置的改进设计起到一定的参考作用。

一、港口装船机俯仰机构

装船机是煤炭港口生产作业系统的重要组成部分，主要由俯仰机构、行走机构、臂架机构、溜筒机构等部分组成。装船机俯仰机构包括驱动装置、钢丝绳、顶端滑轮组和臂架滑轮组、平衡梁装置等。其具体工作过程如下：俯仰电机通过减速器带动钢丝绳卷筒转动，钢丝绳经装船机顶端和臂架滑轮组将钢丝绳卷筒与平衡梁装置连接，卷筒转动时，钢丝绳带动装船机臂架以俯仰铰点为中心抬起或放下，从而完成装船机的俯仰动作。由于装船机臂架总质量达数百t，且仅靠装船机俯仰铰点和2根钢丝绳连接，因此，一旦钢丝绳发生大范围松弛，将导致整个臂架在重力作用下加速下落，极易导致装船机倾覆的重大事故。所以，用于检测钢丝绳松弛的保护机构对于保护设备的安全显得极为重要。

二、改进前装船机钢丝绳松弛检测装置技术状况

黄骅港一期装船机原有的钢丝绳松弛检测装置存在灵敏度低、设计不合理等缺陷，因此，本项目主要进行了两方面的技术改造：1）针对原有检测装置存在的问题，设计并应用了新的钢丝绳松弛检测装置，在出现松弛故障时，通过及时检测.防止故障的扩大；2）分析了装船机俯仰动作过程中导致钢丝绳松弛故障产生的主要原因，通过编写PLc保护程序。有效降低了故障产生的机率，对于钢丝绳松弛故障具有一定的预防作用。黄骅港一期共有4台装船机，在钢丝绳平衡粱的底部装有1个机械式行程开关。一旦钢丝绳发生松弛，平衡粱前倾，带动检测铁板触碰行程开关，开关动作后将产生故障报警。同时停止装船机俯仰动作。使用中发现此种机械限位具有以下缺陷：1）灵敏度低机械限位的触发过程为检测铁板触动外部滚轮，带动限位内部的弹簧触发限位动作，开关动作行程导致了故障检测延时，不能及时发现钢丝绳松弛故障。2）寿命短，故障率高 由于港口工况恶劣，机械限位长期受煤尘、污水侵蚀，在长时间不活动的情况下，内、外部动作部位易锈蚀、失效。

因此，原有的钢丝绳松弛检测装置存在严重的设备安全隐患，需要设计一种可以及时检测松弛故障，并且自身寿命较长、故障率较低的新型装置。

三、新型钢丝绳松弛检测装置的设计

鉴于机械限位存在的缺点。新装置采用全塑封电感型接近开关替代原有的机械式开关。钢丝绳发生松弛、平衡粱前倾时，原有的机械式行程开关在检测铁板的触碰下需要一定的动作行程才能产生故障报警。而电感式接近开关则可以直接

检测平衡粱是否处于其感应范围之内，属于非接触式检测。所以对检测位置进行了调整。接近开关为Bt25一G47sR―Fz3x2型，感应距离25Ⅻ，直径47m。采用全塑封结构，受环境影响小。动作灵敏可靠。寿命较长。接近开关固定在正对平衡梁背部中间位置的支架上。直接检测平衡粱是否在其感应范围内。接近开关与平衡梁钓距离调整为15mm，平衡梁发生前倾后，只要其前倾距离超过lOM，即平衡粱与接近开关距离大于25wn时，开关瞬时动作，产生故障报警，停止装船机俯仰动作，防止钢丝绳松弛范围过大。

四、PLC保护程序设计

通过生产作业中的观察和统计发现，装船机容易发生钢丝绳松弛故障的情况为：1）装船机臂架锁定与解除的区间内发生钢丝绳松弛故障的机率最高；2）气温低的冬季比其他温度较高的季节发生故障的机率高。因为臂架颤定是依靠装船机顶端的俯仰锁钩机构来完成的。臂架锁定过程为：由推力器驱动先将锁钩抬起，臂架升到俯仰上限后锁钩落下，再将臂架下放，直到锁钩装置的钩头完全勾住臂架上的瓴定轴销，触动镁定限位，俯仰停止，完成臂架镇定。松弛故障原因为：1）如果锁钩机构锁定时不到位，即钩头不能完全钩住轴销，甚至出现只有钩头的钩尖挂住轴悄。此时锁钩抬起和放下限位均无动作，若臂架再做下俯动作，虽然钢丝绳卷筒可以转动而放开钢丝绳，但臂架无法动作，将造成钢丝绳松弛。2）由于锁钩抬起、下放动作靠液压装置驱动，冬天港口温度很低，驱动装置中的液压油流动性变差，造成锁钩抬起和落下的速度变慢，此时进行臂架锁定也易发生1）的情况。

五、结束语

装船机工作过程中，装船机俯仰机构的钢丝绳松弛是装船机运行中一种常见且危害巨大的问题。当前装船机俯仰机构钢丝绳出现松弛时，就很可能导致臂架的急速下落，出现这种情况不仅影响到装船机的正常工作，还给煤炭港口工作人员的生命财产安全造成极大的威胁。通过本文对装船机俯仰钢丝绳放松装置改进设计的详细阐述，相信读者对其也有了更深刻的认识。总而言之，为了确保装船机能够正常稳定的运行和确保港口人员的生命财产安全，就必须要对装船机俯仰机构钢丝绳放松装置进行改进。