陳瑾娟 杜錫林

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618000)

設(shè)備的動作是由機械本體和控制系統(tǒng)來協(xié)作完成的?？刂葡到y(tǒng)的初始信號多數(shù)來源于電氣元件的滑鍵。無論是接近開關(guān)、位移傳感器、極限開關(guān)、光電開關(guān)及各類檢測儀都有其自己的安裝方式，而安裝位置則是由設(shè)計人員在設(shè)計過程中根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、檢測元件的使用要求、安裝要求、現(xiàn)場環(huán)境等因素綜合考慮后進行布置，力求布置合理、安全可靠、檢修方便。若設(shè)計不合理，則會造成設(shè)備動作失誤，損壞設(shè)備，影響整個機組的正常運行，更有甚者會造成安全事故。因此就某軋線電動壓下的電氣元件布置進行優(yōu)化。

1 問題描述

某軋線軋機電動壓下電氣元件布置如圖1所示，在已投產(chǎn)熱軋機組軋線設(shè)備上這是比較多見的電氣元件布置型式，整個機構(gòu)由電氣元件保護罩、滑鍵桿、接近開關(guān)、傳感器、端蓋、電線出口架、壓下螺絲保護罩、壓下螺絲等組成?；I桿以間隙配合型式安裝在壓下螺絲保護罩頂面，當壓下絲桿運動到高位時，帶動滑鍵桿向上運動，滑鍵桿隨著壓下絲桿運動到最高位時，觸發(fā)接近開關(guān)，用作壓下絲桿最高極限位保護。電氣元件保護罩安裝在壓下螺絲保護罩頂面，接近開關(guān)和位移傳感器安裝在壓下螺絲保護罩頂部，被封閉在電氣元件保護罩內(nèi)部，電氣元件保護罩頂部用端蓋封閉。端蓋用于在設(shè)備安裝時卸下，便于安裝位移傳感器和接近開關(guān)，安裝完成后回裝，設(shè)備維修時再次拆卸端蓋及回裝。根據(jù)鋼廠信息反饋，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，主要存在以下幾點問題：

1—電氣元件保護罩 2—滑鍵桿 3—接近開關(guān) 4—傳感器 5—端蓋 6—電線出口架 7—壓下螺絲保護罩 8—壓下螺絲圖1 某軋線軋機電動壓下的電氣元件布置圖Figure 1 Electrical elements arrangement of electric screwdown for a certain rolling line

(1)電氣元件(傳感器和接近開關(guān))和滑鍵桿的安裝、檢修都在電氣元件保護罩內(nèi)進行，而電氣元件保護罩內(nèi)部空間狹小，操作不方便，且每次檢修都必須拆卸和回裝端蓋，檢修時間長，工作量大。

(2)接近開關(guān)的滑鍵桿在滑道內(nèi)滑動，當壓下螺絲上升過程中頂?shù)交I桿后，滑鍵桿在滑道內(nèi)上升，在最高位進入接近開關(guān)滑鍵范圍，發(fā)出信號，當壓下螺絲下降時，滑鍵桿因自重下降回位。在實際生產(chǎn)過程中，壓下螺絲上升為機械驅(qū)動，力量非常大，滑鍵桿在上升時如果在滑道存在卡阻，立刻會被頂死，造成變形。而一旦變形就會失效，需要更換。在現(xiàn)場檢查中，滑鍵桿一旦變形卡死在滑道中，不但無法工作，而且極其難以拆除，一般都只能采取破壞性拆除，必須重新制作滑鍵桿，但問題卻依然存在，無法根除。

(3)傳感器和接近開關(guān)電纜經(jīng)電氣元件保護罩穿出，不便于排線。穿出后加保護管，為了確保保護罩的密封性，電纜開孔時一般根據(jù)電纜直徑大小盡可能減小開孔直徑，導(dǎo)致電纜安裝后極其容易被孔磨斷，電纜損壞率高，電纜損壞，影響電氣設(shè)備控制。

2 優(yōu)化方案

根據(jù)鋼廠反饋信息，制定如下設(shè)計優(yōu)化方案。經(jīng)多個鋼廠實際應(yīng)用，電動壓下電氣元件故障率大大減少。

根據(jù)圖2所示，優(yōu)化后，整個機構(gòu)由傳感器保護罩、感應(yīng)架、接近開關(guān)、傳感器、端蓋、接近開關(guān)安裝板、壓下螺絲保護罩、壓下螺絲等組成。與設(shè)計優(yōu)化前相比，優(yōu)化后技術(shù)方案主要有以下優(yōu)點：

(1)電氣元件布置在壓下螺絲保護罩外側(cè)。通過接近開關(guān)安裝板，接近開關(guān)固定在壓下螺絲保護罩外側(cè)，傳感器安裝在壓下螺絲保護罩頂部，并設(shè)置與其外形尺寸匹配的保護罩。采用電氣元件外置后，不需拆卸其他零部件，就可以進行電氣元件的安裝、調(diào)試、檢修，不受空間限制，操作方便，日常檢修效率提高。

1—接近開關(guān)安裝板 2—接近開關(guān) 3—感應(yīng)架 4—傳感器保護罩 5—傳感器 6—端蓋 7—壓下螺絲保護罩 8—壓下螺絲圖2 優(yōu)化方案示意圖Figure 2 Optimized scheme

(2)取消原來的滑鍵桿及相關(guān)件，從而去除了機構(gòu)中唯一一個滑動副，設(shè)備結(jié)構(gòu)得以簡化；消除了因工作環(huán)境引起的滑鍵桿卡阻事故，降低了設(shè)備故障率。在壓下螺絲頂部增加感應(yīng)架，用于觸發(fā)接近開關(guān)，動作更加穩(wěn)定可靠。

(3)接近開關(guān)外側(cè)布置和傳感器外側(cè)布置便于電纜布線和點檢人員檢查傳感器。

3 結(jié)論

(1)電氣元件的相關(guān)件動作要求簡單可靠。本例中原設(shè)計由滑鍵桿、滑道等零部件組成，機構(gòu)復(fù)雜，零部件加工工作量大。整改后采用接近開關(guān)安裝板，滑鍵副相關(guān)零部件則用焊接結(jié)構(gòu)件感應(yīng)架替代，大大簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)、減少了設(shè)備加工工作量。

(2)打破常規(guī)思維。保護罩的形式是通用的一種保護形式，常用的設(shè)計中認為密封空間是一種很好的保護方式，對于電氣元件的保護也很常用。但是同時還需考慮維修空間，便于提高設(shè)備在實際生產(chǎn)運行中的工作效率。此例中，整改方案則改變封閉式為開放式，充分利用壓下螺絲保護罩自身的結(jié)構(gòu)，直接將接近開關(guān)安裝在壓下螺絲保護罩上，將端蓋布置在接近開關(guān)正上方，從而起到保護接近開關(guān)的作用，這種方式完全不存在空間受限的問題。

(3)簡化設(shè)計模式。本例中設(shè)計了電線出口架，實際上電氣元件都帶有保護套管，只要適當?shù)牟捎霉軍A固定，并確定電纜的合理走向，完全可以滿足要求。

(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化后，降低了壓下電器元件設(shè)備故障率，減少了設(shè)備維修時間，提高生產(chǎn)效率，增加機組年產(chǎn)量，還降低了機組日常維護人員工作強度，達到了設(shè)計優(yōu)化改造的預(yù)期效果。

(5)設(shè)計人員需要對產(chǎn)品進行全生命周期的統(tǒng)計分析，從而達到產(chǎn)品的不斷完善和優(yōu)化，并以此促進設(shè)計人員設(shè)計水平的提高。