李 祥

張家港港務(wù)集團(tuán)有限公司港盛分公司

1 引言

某港口主要從事煤炭、礦石等散貨裝卸作業(yè)，其10臺(tái)門座起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱門機(jī))回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均采用老式的常開臥式塊式制動(dòng)器，回轉(zhuǎn)錨定裝置為銷軸配合錨定板結(jié)構(gòu)，銷軸采用螺桿螺母升降或手柄翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，錨定插銷與錨定板安裝位置在回轉(zhuǎn)中心滑環(huán)內(nèi)或回轉(zhuǎn)圓平臺(tái)處。每次回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)錨定時(shí)，至少需要2人相互配合、反復(fù)調(diào)整回轉(zhuǎn)角度才能完成?；剞D(zhuǎn)錨定操作在使用中存在3個(gè)方面問題：①回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)器是常開的，大風(fēng)天氣，人員離開駕駛室鎖緊回轉(zhuǎn)的過程中，門機(jī)會(huì)被風(fēng)吹動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度；②部分設(shè)備錨定坑位于回轉(zhuǎn)中心滑環(huán)內(nèi)，回轉(zhuǎn)錨定配合對(duì)位人員需要在中心滑環(huán)不斷電情況下進(jìn)入，存在較大安全隱患；③錨定操作和回轉(zhuǎn)操作位置分離，回轉(zhuǎn)錨定過程2～3人才能完成。為提高操作便捷性及安全性，研發(fā)了門機(jī)回轉(zhuǎn)自動(dòng)錨定裝置。

2 研發(fā)思路

研發(fā)回轉(zhuǎn)自動(dòng)錨定裝置的目的是減少錨定操作人員數(shù)量，提高回轉(zhuǎn)對(duì)位操作的便捷性及精準(zhǔn)度，因此對(duì)日常操作過程進(jìn)行細(xì)化：①1名操作人員先到正駕駛室將門機(jī)回轉(zhuǎn)到錨定坑附近位置；②1名配合錨定人員松開回轉(zhuǎn)剎車并走到圓平臺(tái)處觀察錨定與坑的當(dāng)前位置，查看后告知操作人員向左或向右回轉(zhuǎn)；③操作人員在配合人員指引下不斷調(diào)整回轉(zhuǎn)位置，直到錨定坑與銷軸完全對(duì)位；④配合人員操作手柄放下錨定，錨定放下后，該配合人員到錨定坑位置，確認(rèn)錨定完全進(jìn)入錨定坑后整個(gè)操作結(jié)束。

分析錨定操作過程可知，回轉(zhuǎn)自動(dòng)錨定需要實(shí)現(xiàn)錨定對(duì)位、錨定銷自動(dòng)收放、錨定銷入坑檢測(cè)3項(xiàng)主要功能。研發(fā)完成后，回轉(zhuǎn)自動(dòng)錨定只需駕駛室的1名操作人員即可完成，操作過程中的對(duì)位及入坑檢測(cè)通過信號(hào)燈判斷，錨定銷軸的下放和提起由執(zhí)行機(jī)構(gòu)替代，錨定位置調(diào)整及錨定狀態(tài)與回轉(zhuǎn)動(dòng)作聯(lián)鎖。

3 技術(shù)方案

3.1 錨定對(duì)位

回轉(zhuǎn)錨定銷軸與錨定坑對(duì)位精度要求較高，故在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以上部位加裝2只傳感器作為錨定銷位置標(biāo)識(shí)感應(yīng)探頭，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以下部位安裝弧形金屬片作為錨定坑位置標(biāo)識(shí)探測(cè)區(qū)，2只感應(yīng)探頭與駕駛室操作臺(tái)上的2只指示燈相對(duì)應(yīng)，2只指示燈同時(shí)點(diǎn)亮即表示錨定銷與錨定坑完全對(duì)位，左側(cè)指示燈不亮提示操作人員應(yīng)做左回轉(zhuǎn)操作，右側(cè)指示燈不亮提示操作人員應(yīng)做右回轉(zhuǎn)操作(見圖1)。

1.弧形金屬片 2.左回轉(zhuǎn)接近開關(guān) 3.右回轉(zhuǎn)接近開關(guān) 4.中心滑環(huán)

3.2 錨定銷自動(dòng)收放

錨定銷收放可以通過電液推桿、電動(dòng)推桿、絲桿千斤頂、液壓油缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、維護(hù)方便的原則，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境后選擇了絲桿千斤頂作為錨定銷升降的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。考慮到錨定銷與錨定坑發(fā)生輕微干涉后仍能自動(dòng)提起，錨定收放裝置額定拉力按100 kN設(shè)計(jì)。

絲桿千斤頂自身具備自鎖功能，但門機(jī)晃動(dòng)會(huì)造成絲桿緩慢下降，故選用常閉電磁制動(dòng)器電機(jī)；電機(jī)自帶手動(dòng)制動(dòng)解除功能，設(shè)備發(fā)生停電后能通過手動(dòng)方式解除制動(dòng)；絲桿千斤頂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自帶手輪，停電或機(jī)構(gòu)故障時(shí)能手動(dòng)升降。

絲桿升降限位采用PR30接近開關(guān)檢測(cè)，該接近開關(guān)感應(yīng)距離遠(yuǎn)、靈敏度高、調(diào)整方便。絲桿上端加裝螺母防止絲桿向下脫出，同時(shí)螺母兼做接近開關(guān)感應(yīng)塊，絲桿下部安裝起重鏈固定的節(jié)叉。錨定銷和絲桿千斤頂采用G80鍍鋅起重鏈連接，滿足等強(qiáng)度要求，鏈條長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際自由截取(見圖2)。

1.制動(dòng)電機(jī) 2.手動(dòng)打開輪盤 3.絲桿千斤頂 4.G80起重鏈 5.錨定銷 6.限位開關(guān) 7.升降絲桿 8.完全錨定檢測(cè)限位

3.3 錨定銷入坑檢測(cè)

錨定坑下部加裝限位開關(guān)，用于錨定入坑深度檢測(cè)，檢測(cè)開關(guān)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖，錨定狀態(tài)在操作臺(tái)上有指示。執(zhí)行回轉(zhuǎn)錨定操作后，錨定銷在絲桿千斤頂牽引下沿重力方向向下移動(dòng)，錨定銷是否完全進(jìn)入坑通過加裝在錨定板下方的限位開關(guān)檢測(cè)，完全錨定后操作臺(tái)上的指示燈亮起，提示操作人員已進(jìn)入錨定狀態(tài)。

3.4 電氣控制設(shè)計(jì)

(1)控制開關(guān)。操作臺(tái)上安裝2只綠色指示燈、1只紅色指示燈、1只旋鈕開關(guān)。2只綠色指示燈用于旋轉(zhuǎn)方向指示，紅色指示燈用于錨定狀態(tài)指示，手動(dòng)旋鈕開關(guān)用于回轉(zhuǎn)錨定和起錨操作。

(2)限位開關(guān)。升降絲桿處安裝2只接近開關(guān)用于絲桿電機(jī)上下極限限位檢測(cè)，錨定坑處安裝1只限位開關(guān)用于錨定狀態(tài)檢測(cè)及錨定深度確認(rèn)指示，回轉(zhuǎn)中心滑環(huán)處安裝2只接近開關(guān)用于回轉(zhuǎn)方向檢測(cè)，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與操作臺(tái)的2只綠色指示方向一致。

(3)電控系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3。接近開關(guān)、旋鈕開關(guān)信號(hào)同時(shí)接入主控PLC，左、右回轉(zhuǎn)方向與左、右接近開關(guān)(指示)互鎖、聯(lián)動(dòng)；回轉(zhuǎn)錨定后操作臺(tái)上錨定狀態(tài)指示燈、左、右回轉(zhuǎn)指示燈亮起、操作手柄回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)無任何動(dòng)作；起錨狀態(tài)左、右回轉(zhuǎn)只能按指示燈的提示在錨定區(qū)域內(nèi)沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3 電氣控制結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

該套回轉(zhuǎn)自動(dòng)錨定裝置成本較低、實(shí)用性強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)選取了2臺(tái)不同結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)錨定進(jìn)行改造，實(shí)施后回轉(zhuǎn)錨定操作由原來的2～3人減少到1人，達(dá)到了節(jié)省人力、提高安全性的目的；使用中回轉(zhuǎn)方向識(shí)別與定位指示簡(jiǎn)單明了，簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可熟練操作，操作方便可靠，具備一定的推廣價(jià)值。