M16-33型门机中心受电器的技术改造

  M16- 33 型门座式起重机(以下简称门机)的动力是由中心受电器(以下简称滑环)将码头闸箱内电力输送至变幅、起升、回转三大机构的各个控制电气柜。随着门机的回转作业, 滑环的作用是为回转工作平台上各工作机构传动装置提供电力。

滑环构造

滑环由送电滑环组、信号滑环组、支撑座及两个传动联接盘等组成, 整体高度为 1.9m(如图 1)。

其中:

送电滑环组高度为 0.6m, 由回转滑环 (共 10环)、滑环架、滑环架定位盘、绝缘盘及碳块组、碳块架、碳块架定位盘等组成(如图 2)。码头闸箱电力经送电滑环组传向各控制电气柜。

信号滑环组高度为 0.9m, 其上的 48 项滑环中,现仅留存“急停”信号环, 传至电气系统**部位。

滑环使用

由于门机的使用频繁且工作年限已久, 滑环各工作元件磨损老化情况严重。近几年来, 曾发生多起因滑环短路烧毁而造成的门机停产和机损事故。其原因如下:

一是信号滑环组设计不合理。该类型门机滑环由美国 GE 公司引进, 信号滑环组多达 48 环, 尺寸较高, 给电工的维修保养工作带来较大不便。

二是绝缘盘接线柱强度较差。送电滑环组绝缘盘上接线柱 M10 为沉头设置, 绝缘板与绝缘盘紧贴相连以防止接线柱沉头端外露。由于铜质材料较软, 且 M10 螺栓相对较细, 经过多次的紧固保养后, 接线柱容易发生紧断现象。使每次拆换接线柱工作非常繁重。

三是联接盘强度较差。由于滑环与拨叉之间不同心, 以致二者在传动时互相“拧着劲”, 而两个联接盘上的 φ12 连接杆相对比较细, 所以当拨叉与滑环“互不相让”发展到一定限度时, 联接盘上连接杆发生断裂, 进而导致滑环整体变形, 严重时造成滑环短路烧毁。

四是碳块架定位盘的强制定位效果欠佳。在送电滑环组结构中, 滑环架定位盘与碳块架定位盘位于同一平面内, 二者径向间隙为 0.5mm (如图 3)。由于拨叉、滑环之间的不同心传动, 使得滑环架定位盘回转时在径向上有一定的摆动, 碳块架定位盘内圈不断受到偏磨。当发展到一定限度时, 受到严重磨损的一边, 碳块与滑环紧紧摩擦而导致发热量巨增; 而没有受到磨损的一边, 碳块架定位盘与滑环架定位盘之间径向间隙不断加大, 造成碳块与滑环接触**。久而久之, 滑环间发生短路以致烧毁整个滑环。

五是拨叉传动效果**。拨叉将门机回转转矩传向滑环, 促使滑环与门机转台共同回转。拨叉为刚性联接, 不具备自动调心的作用, 而拨叉与滑环在传动轴线上存在一定的不同心, 使得拨叉在传动时与滑环互相“拧着劲”。发展到一定限度时, 传动联接盘发生扭裂, 从而导致滑环变形, 严重时发生短路烧毁。

技改攻关

为 了 降 低 滑 环 易 于 烧 毁 的 机 损 事 故 率 , 自1999 年 5 月开始展开了技改攻关活动。

一是同国内厂家共同研讨组装新型滑环。为了压缩滑环的整体高度, 我们提出将“急停”信号环合并至送电滑环组而舍弃原信号滑环组, 这样的优化组合在理论上完全行得通。考虑到国内厂家目前的设计制造技术已接近******, 为此, 我们同上海某生产厂进行了多次联系, 并合作攻关, 终于在 1999 年 6 月初按我们提出的要求将压缩型滑环改制、组装成功 (如图 2) :新型回转滑环在总数上仅为 11 环, 组装高度由原 1.9m 降为 1.2m, 既有效地集原滑环所有实用功能为一体, 又赢得了造价低廉、结构简单、维修保养工作方便的综合效果。

二是采用大直径铜质螺栓替代原接线柱。在压缩型滑环的绝缘盘上, 在不改变导电材质的前提下, 我们采用 M12 铜质螺栓替代原 M10 接线柱,这样就有效提高了原接线柱的强度。

三是制做高强度联接盘。为了提高联接盘的强度, 应我们要求, 厂家将原来的两个联接盘重新制做, 将原联接盘 1 上的 "12 连接杆换装为"16 连接杆; 将原联接盘 2 拆除并换装一个厚壁联接盘铸件, 使两个联接盘强度有较大提高 (如图 2)。

四是对滑环架定位盘进行重新定位。为了改进碳块架定位盘的强制定位效果, 我们对压缩型滑环制定并实施了以下方案:拆卸去一层绝缘子以下调滑环架定位盘位置; 自行制做定位轮 (如图 4); 制做一中间加工有 !30- 0.02 圆凹槽的轮壳, 并在其环面 !40 圆周上均匀加工 4 个 !5 通孔; 制做一!52 盖片, 并在其 !40 圆周上均匀加工 4 个 !5通孔; 制做一柱销, 其光杆部分为!10+0.02; 将型号为 6200 双面密封轴承装人轮壳凹槽内, 盖上盖片; 将柱销依次穿过轮壳、盖片后, 用 4 条 M5沉头螺钉联接紧固即成为一套定位轮; 在碳块架定位盘 !354 圆周上、每根碳块架之间各均匀加工两个!8 通孔; 将上述 8 套定位轮逐一紧固在此定位盘的下端面, 呈“吊置”状态 (如图 3)。此时 8套定位轮与滑环架定位盘之间恰好达到有效配合间隙, 由于定位轮本身可以自由旋转, 对滑环架定位盘的正常回转运动不会产生阻滞作用。这样,在 8 套定位轮的强制定位、导向、泄力作用下,大大降低了回转滑环架的径向磨损。

五是选用适于不同心传动的联轴器。在既定选用压缩型滑环的基础上, 我们决定选用汽车万向传动轴作为拨叉的替代品 (如图 5)。汽车万向传动轴长达1.2m 且伸缩可调, 万向转动节部位装有油 脂 润 滑 嘴 可 定 期 润滑 保 养 。 万 向 传 动 轴专 门 适 用 于 两 轴 间 存在 较 大 偏 斜 角 (0～45度) 的不同心、远距离传动。

根 据 下 转 柱 内 实际 工 作 高 度 以 及 压 缩型 滑 环 的 尺 寸 , 我 们对 汽 车 万 向 传 动 轴 进行 了 改 装 。 切 割 掉 传动 轴 中 间 一 部 分 , 将万 向 节 两 头 及 其 可 伸缩 调 节 部 分 对 接 焊 装即 成 为 一 件 短 程 万 向传 动 轴 。 改 装 后 的 万向 传 动 轴 净 长 度 为510mm, 伸缩变化量为 0～40mm。

同时, 我们又为压缩型滑环自行焊接制做了一个四脚台凳:以 12mm 厚钢板为平台, 将四根 10 号槽钢与平台焊接牢固。台凳整体高度为 420mm。压缩型滑环的安装调试1999 年 6 月中旬我们对门机 4#、7# 进行了压缩型滑环的安装调试。

拆卸掉门机原滑环、拨叉, 按照安装尺寸, 调节万向传动轴的伸缩量至适当长度后, 我们依次将万向传动轴、压缩型滑环、台凳联接安装紧固。此时滑环传动联接盘 (一) 距地板面为 1.62m, 完全方便了电工的检修拆换工作 (如图 6)。

在试运行期, 我们确保每周对压缩型滑环进行跟踪检修一次, 尤其注意对 8 套定位轮的联接紧固检查, 防止因联接松动而导致滑环组短路、烧毁事故的发生。

改装后的使用效果及经济效益1999 年 6 月中旬给 4#、7# 门机换装的压缩型滑环运转五个多月后, 我们进行了使用调查。实践证明, 该滑环技术状况稳定、送电可靠, 在每周的例保检查中从未出现过任何异常险肇现象。由于滑环结构简化, 故每次的维修保养工作仅用 10 分钟即可准确、高效地完成, 大幅度提高了电工维修保养工作效率。该压缩型滑环改装试验成功为提高该类型门机的作业效率、为公司持续高效完成装卸生产任务提供了可靠的保障。