王翔

摘 要 發(fā)電企業(yè)的儲煤場使用的軌行設(shè)備斗輪機(jī)，其動力電源和控制信號都是使用電纜卷盤通過電纜與固定系統(tǒng)連接的。煤場用斗輪機(jī)在堆取料工作中，電纜卷盤如何實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動收放電纜與斗輪式堆取料時(shí)同步行走是其工作的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞 斗輪機(jī);電纜卷盤;磁滯式耦合器;檢修

引言

發(fā)電企業(yè)的儲煤場使用的軌行設(shè)備斗輪機(jī)，其動力電源和控制信號都是使用電纜卷盤通過電纜與固定系統(tǒng)連接的。煤場用斗輪機(jī)在堆取料工作中，電纜卷盤如何實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動收放電纜與斗輪式堆取料時(shí)同步行走是其工作的關(guān)鍵。

1電纜卷盤的構(gòu)造

電纜卷盤由卷盤、減速箱、磁滯聯(lián)軸器、電動機(jī)等零部件組成。電纜卷盤卷繞供電電纜，電纜一端固定連接于卷盤集電器的滑環(huán)上，另一端電纜固定于電纜坑連接動力電源，為斗輪機(jī)提供動力及通訊[1]。

2電纜卷盤的工作原理

電纜卷盤的動力系統(tǒng)由三相異步電動機(jī)、磁滯聯(lián)軸器 （ 感應(yīng)盤和永磁盤組成 ） 和減速機(jī)組成。其工作原理是，當(dāng)斗輪機(jī)開始行走時(shí)電動機(jī)通電工作，動力傳至磁滯聯(lián)軸器，通過感應(yīng)盤和永磁盤所產(chǎn)生的磁耦作用力帶動減速機(jī)，減速機(jī)放大力矩后驅(qū)動卷盤旋轉(zhuǎn)工作。在斗輪機(jī)朝向電纜固定坑位方向行走時(shí)，電纜卷盤朝卷繞方向旋轉(zhuǎn)收纜。此過程中由磁滯聯(lián)軸器進(jìn)行差速調(diào)整，保證收纜過程與大車運(yùn)行同步。當(dāng)斗輪機(jī)向遠(yuǎn)離電纜坑位方向行走時(shí)，電動機(jī)通電且相序不變，感應(yīng)盤仍然以和電機(jī)相同的速度朝卷繞方向旋轉(zhuǎn)，斗輪機(jī)大車行走對電纜實(shí)施拖拽，使電纜產(chǎn)生大于磁滯聯(lián)軸器的磁場扭矩力，造成感應(yīng)盤和永磁盤之間產(chǎn)生滑差，卷盤釋放出電纜。磁滯式電纜卷盤的特點(diǎn)為，無論斗輪機(jī)在行走時(shí)是駛向電纜固定坑位還是遠(yuǎn)離電纜坑位，卷盤電機(jī)相序不變，始終給予卷盤收纜作用。

3斗輪機(jī)電纜卷盤故障

（1）斗輪機(jī)行走中發(fā)生了動力及通訊電纜斷裂情況。其現(xiàn)場表現(xiàn)為斗輪機(jī)運(yùn)行方向?yàn)檫h(yuǎn)離電纜坑位，電纜從卷盤內(nèi)下墜到電纜導(dǎo)向架上方側(cè)面。電纜的斷裂處位于導(dǎo)向架上方，分析事故為電纜下墜卡入導(dǎo)向架上方側(cè)面縫隙處，斗輪行走拖拽電纜，卡住的電纜無法順暢的施放，在斗輪行走拖拽中劃傷短路造成斷裂。

（2）問題分析：檢查發(fā)現(xiàn)斗輪機(jī)電纜卷筒驅(qū)動電機(jī)，制動盤在運(yùn)行中嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致電機(jī)制動失靈電纜在自身重力下垂。由于導(dǎo)向架下部離地較近，電纜在自身支撐力的作用下無法下墜于地面，造成了電纜彎向了導(dǎo)向架上部側(cè)面開始下墜。電纜彎處正好卡在了導(dǎo)向架上部的縫隙處。致使卷筒電纜未按導(dǎo)槽方向運(yùn)行。

（3）原因查找：電纜卷筒驅(qū)動設(shè)備位于斗輪機(jī)動力電源集電器的高壓滑環(huán)支架旁，日常的設(shè)備檢查中，維護(hù)人員因設(shè)備靠近高壓電源處、位置高、風(fēng)險(xiǎn)大而造成了對設(shè)備維護(hù)檢查不到位的情況。又因驅(qū)動設(shè)備整體處于煤場內(nèi)，粉塵較大耦合器及電機(jī)無特別防護(hù)，制動盤易進(jìn)煤灰導(dǎo)致磨損加劇而失去作用。

（4）未在這次事故中表現(xiàn)，但也會導(dǎo)致電纜卷盤發(fā)生故障的原因還包括磁滯耦合器故障、連接件之間鍵槽磨損、限位開關(guān)失效等。這些故障也都會導(dǎo)致電纜卷盤運(yùn)行異常，造成電纜所受拉力變大或者電纜從卷盤滑落，當(dāng)故障處理不及時(shí)就有可能給電纜線造成一定的損傷。在高壓環(huán)境下運(yùn)行的電纜，其絕緣性和完好性的破壞會直接影響整個(gè)供電及通信系統(tǒng)的安全與可靠，嚴(yán)重時(shí)就會發(fā)生電纜放電或電纜被拉斷等情況。所以電纜卷盤的穩(wěn)定與健康運(yùn)行直接關(guān)系到斗輪機(jī)的正常運(yùn)行能力[2]。

4電纜卷盤的檢修調(diào)整

電纜卷盤是由生產(chǎn)廠家根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)安裝的，在使用中如何對其進(jìn)行正確的檢修和調(diào)整是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。由于磁滯式耦合器集電磁與機(jī)械于一體，因此在專業(yè)分工上必須機(jī)電合一。其檢修調(diào)整有以下幾個(gè)要點(diǎn)。

4.1 電纜導(dǎo)向架的檢修

電纜導(dǎo)向架的作用是通過支架活動的擺臂，對電纜起引導(dǎo)限制作用。擺臂會隨電纜的收放而改變角度從而幫助電纜改變方向，從而引導(dǎo)電纜順利的卷繞于電纜盤或?qū)㈦娎|施放于橋架之上。檢修調(diào)整內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：①引導(dǎo)電纜的擺臂應(yīng)靈活自如、無卡澀能隨電纜同步的擺動，底部導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)靈活且表面光滑在引導(dǎo)電纜時(shí)不會劃傷電纜表面;②固定的導(dǎo)引底座與電纜接觸位置應(yīng)光滑并安裝有滑輪，且不留有較大的縫隙以避免電纜卡入而造成電纜收放困難。

4.2 磁滯聯(lián)軸器氣隙的調(diào)整

電纜松纜的原因最為常見的就是磁滯耦合器兩感應(yīng)盤之間間隙過大，導(dǎo)致其磁耦作用下產(chǎn)生的扭矩偏小，滑差率過大，致使提升動力和蓄纜力不夠，造成電纜松纜。通過調(diào)整感應(yīng)盤與永磁盤之間的機(jī)械距離 （ 稱為氣隙 ），等于調(diào)整聯(lián)軸器的磁扭矩大小來解決扭矩偏小，滑差率過大問題。一般在卷盤電纜滿盤時(shí)要求其扭矩最大，因此其扭矩只要在電纜卷盤滿盤時(shí)能正常卷盤即可。電纜卷盤停止旋轉(zhuǎn)后，電機(jī)斷電，磁盤因永磁力的作用被制動，從而有效制止電纜在卷盤停止工作時(shí)開卷。卷盤停止后，還應(yīng)確保電纜不產(chǎn)生慣性下滑。一般聯(lián)軸器出廠時(shí)廠家對氣隙已按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，使用中應(yīng)根據(jù)設(shè)備工況進(jìn)行調(diào)整。

調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)方法為，取下電機(jī)側(cè)感應(yīng)盤（此盤固定在聯(lián)軸器鋁質(zhì)散熱外殼上）軸上的定位螺釘，取出3只固定軸套，在聯(lián)軸器外殼上做好標(biāo)記 （ 便于掌握所調(diào)氣隙的大小 ）。旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器鋁質(zhì)散熱外殼即可調(diào)整氣隙，每轉(zhuǎn)一圈可調(diào)整1.5mm。應(yīng)當(dāng)說明的是，從電機(jī)側(cè)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動使氣隙增大，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動使氣隙減小 （ 耦合器結(jié)構(gòu)有一定區(qū)別，磁間距的調(diào)整辦法有所不同 ）。調(diào)整后，安裝固定軸套及定位螺絲，啟動電機(jī)，檢查氣隙調(diào)整后對各設(shè)備的影響和運(yùn)行效果。

對電機(jī)的可能影響，由于感應(yīng)盤與永磁盤之間的機(jī)械距離越小其扭矩越大，同時(shí)電機(jī)電流也相應(yīng)增大，一旦超過電機(jī)的額定出力，電機(jī)將發(fā)熱，甚至燒壞。一般電機(jī)損壞都是由這個(gè)原因造成的。

4.3 聯(lián)軸器永磁盤與感應(yīng)盤中心的調(diào)整

當(dāng)卷筒的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行拆除檢修后，在回裝電機(jī)時(shí)需進(jìn)行聯(lián)軸器永磁盤與感應(yīng)盤中心找正。由于永磁盤的影響，聯(lián)軸器無法使用傳統(tǒng)的磁座百分表進(jìn)行中心的校核調(diào)整，雖然其中心度要求不高，但超過一定偏差后仍將振動發(fā)響。其正確的調(diào)整方法為：①將電機(jī)與聯(lián)軸器本體連接的固定盤螺栓放松，將感應(yīng)盤螺栓放松;②電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)，如有振動，則用銅棒多方向敲擊電機(jī)與耦合器本體連接的固定盤，直至振動降到最低;③利用磁極的相互作用（磁力線總是走磁阻最小的路徑）自動對中心。調(diào)整后停電，緊固對角2個(gè)螺栓，再進(jìn)行一次試轉(zhuǎn);如正常，則將螺栓全部緊固，最后將護(hù)罩恢復(fù)即可正常使用。

4.4 電機(jī)及卷盤的檢修調(diào)整

電纜卷盤使用的電機(jī)只允許按標(biāo)志指定方向運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在電機(jī)的電路安裝、接線后必須對電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向測試，保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)向要求保持一致。當(dāng)電纜卷筒在正常工作時(shí)，不允許改變電動機(jī)的電源相序防止卷筒改變工作方向。

電機(jī)工作時(shí)電流不能超額定電流值，在感應(yīng)盤與永磁盤之間的機(jī)械距離調(diào)小其扭矩變大后，要注意檢查電機(jī)是否有過熱現(xiàn)象。

定期檢查電動機(jī)制動盤磨損度，并測試制動效果，當(dāng)制動效果無法滿足電纜卷盤的需要時(shí)應(yīng)及時(shí)的調(diào)整或更換。

卷盤結(jié)構(gòu)牢固可靠，其旋轉(zhuǎn)的圓周范圍內(nèi)無異物阻擋，外圓處無變形及影響電纜卷入盤內(nèi)的突起。卷盤外表光滑，特別是與電纜接觸面應(yīng)無劃傷電纜的尖銳凸起，保證電纜的完整安全。

5檢修調(diào)整過程的注意事項(xiàng)

①由于永磁盤磁性很強(qiáng)，因此易受磁場影響的設(shè)備儀器要遠(yuǎn)離。②永磁盤與感應(yīng)盤之間的氣隙測量不得用鐵質(zhì)工具，以防止吸附至永磁盤上。③解體工作中，要有防止感應(yīng)盤或鐵質(zhì)工具被永磁盤吸附的措施。 ④當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)電流偏大而卷盤輸出力矩偏小的情況時(shí)，應(yīng)首先保證卷盤的輸出力矩。

6結(jié)束語

斗輪機(jī)屬于大型設(shè)備，也是工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備。維護(hù)好磁滯式電纜卷盤是保證斗輪機(jī)能否正常工作的根本。在日常的維護(hù)中限位報(bào)警裝置、磁滯耦合器的間隙調(diào)整及電纜導(dǎo)向裝置對電纜的傷害是工作的重點(diǎn)。以預(yù)防事故為主，對斗輪機(jī)限位要定期進(jìn)行試驗(yàn)及全面檢查，并確認(rèn)動作正常。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙雍.40t門座起重機(jī)電纜卷盤集電器箱防潮改造[J].港口裝卸，2019（4）：17-18.

[2] 陸芳.斗輪機(jī)聯(lián)鎖無線控制系統(tǒng)方案研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（23）：38.