M16- 33 型門座式起重機(jī)(以下簡稱門機(jī))的動力是由中心受電器(以下簡稱滑環(huán))將碼頭閘箱內(nèi)電力輸送至變幅、起升、回轉(zhuǎn)三大機(jī)構(gòu)的各個(gè)控制電氣柜。隨著門機(jī)的回轉(zhuǎn)作業(yè), 滑環(huán)的作用是為回轉(zhuǎn)工作平臺上各工作機(jī)構(gòu)傳動裝置提供電力。

滑環(huán)構(gòu)造

滑環(huán)由送電滑環(huán)組、信號滑環(huán)組、支撐座及兩個(gè)傳動聯(lián)接盤等組成, 整體高度為 1.9m(如圖 1)。

其中:

送電滑環(huán)組高度為 0.6m, 由回轉(zhuǎn)滑環(huán) (共 10環(huán))、滑環(huán)架、滑環(huán)架定位盤、絕緣盤及碳塊組、碳塊架、碳塊架定位盤等組成(如圖 2)。碼頭閘箱電力經(jīng)送電滑環(huán)組傳向各控制電氣柜。

信號滑環(huán)組高度為 0.9m, 其上的 48 項(xiàng)滑環(huán)中,現(xiàn)僅留存“急?！毙盘柇h(huán), 傳至電氣系統(tǒng)**部位。

滑環(huán)使用

由于門機(jī)的使用頻繁且工作年限已久, 滑環(huán)各工作元件磨損老化情況嚴(yán)重。近幾年來, 曾發(fā)生多起因滑環(huán)短路燒毀而造成的門機(jī)停產(chǎn)和機(jī)損事故。其原因如下:

一是信號滑環(huán)組設(shè)計(jì)不合理。該類型門機(jī)滑環(huán)由美國 GE 公司引進(jìn), 信號滑環(huán)組多達(dá) 48 環(huán), 尺寸較高, 給電工的維修保養(yǎng)工作帶來較大不便。

二是絕緣盤接線柱強(qiáng)度較差。送電滑環(huán)組絕緣盤上接線柱 M10 為沉頭設(shè)置, 絕緣板與絕緣盤緊貼相連以防止接線柱沉頭端外露。由于銅質(zhì)材料較軟, 且 M10 螺栓相對較細(xì), 經(jīng)過多次的緊固保養(yǎng)后, 接線柱容易發(fā)生緊斷現(xiàn)象。使每次拆換接線柱工作非常繁重。

三是聯(lián)接盤強(qiáng)度較差。由于滑環(huán)與撥叉之間不同心, 以致二者在傳動時(shí)互相“擰著勁”, 而兩個(gè)聯(lián)接盤上的 φ12 連接桿相對比較細(xì), 所以當(dāng)撥叉與滑環(huán)“互不相讓”發(fā)展到一定限度時(shí), 聯(lián)接盤上連接桿發(fā)生斷裂, 進(jìn)而導(dǎo)致滑環(huán)整體變形, 嚴(yán)重時(shí)造成滑環(huán)短路燒毀。

四是碳塊架定位盤的強(qiáng)制定位效果欠佳。在送電滑環(huán)組結(jié)構(gòu)中, 滑環(huán)架定位盤與碳塊架定位盤位于同一平面內(nèi), 二者徑向間隙為 0.5mm (如圖 3)。由于撥叉、滑環(huán)之間的不同心傳動, 使得滑環(huán)架定位盤回轉(zhuǎn)時(shí)在徑向上有一定的擺動, 碳塊架定位盤內(nèi)圈不斷受到偏磨。當(dāng)發(fā)展到一定限度時(shí), 受到嚴(yán)重磨損的一邊, 碳塊與滑環(huán)緊緊摩擦而導(dǎo)致發(fā)熱量巨增; 而沒有受到磨損的一邊, 碳塊架定位盤與滑環(huán)架定位盤之間徑向間隙不斷加大, 造成碳塊與滑環(huán)接觸**。久而久之, 滑環(huán)間發(fā)生短路以致燒毀整個(gè)滑環(huán)。

五是撥叉?zhèn)鲃有Ч?*。撥叉將門機(jī)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳向滑環(huán), 促使滑環(huán)與門機(jī)轉(zhuǎn)臺共同回轉(zhuǎn)。撥叉為剛性聯(lián)接, 不具備自動調(diào)心的作用, 而撥叉與滑環(huán)在傳動軸線上存在一定的不同心, 使得撥叉在傳動時(shí)與滑環(huán)互相“擰著勁”。發(fā)展到一定限度時(shí), 傳動聯(lián)接盤發(fā)生扭裂, 從而導(dǎo)致滑環(huán)變形, 嚴(yán)重時(shí)發(fā)生短路燒毀。

技改攻關(guān)

為 了 降 低 滑 環(huán) 易 于 燒 毀 的 機(jī) 損 事 故 率 , 自1999 年 5 月開始展開了技改攻關(guān)活動。

一是同國內(nèi)廠家共同研討組裝新型滑環(huán)。為了壓縮滑環(huán)的整體高度, 我們提出將“急?！毙盘柇h(huán)合并至送電滑環(huán)組而舍棄原信號滑環(huán)組, 這樣的優(yōu)化組合在理論上完全行得通?？紤]到國內(nèi)廠家目前的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已接近******, 為此, 我們同上海某生產(chǎn)廠進(jìn)行了多次聯(lián)系, 并合作攻關(guān), 終于在 1999 年 6 月初按我們提出的要求將壓縮型滑環(huán)改制、組裝成功 (如圖 2) :新型回轉(zhuǎn)滑環(huán)在總數(shù)上僅為 11 環(huán), 組裝高度由原 1.9m 降為 1.2m, 既有效地集原滑環(huán)所有實(shí)用功能為一體, 又贏得了造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡單、維修保養(yǎng)工作方便的綜合效果。

二是采用大直徑銅質(zhì)螺栓替代原接線柱。在壓縮型滑環(huán)的絕緣盤上, 在不改變導(dǎo)電材質(zhì)的前提下, 我們采用 M12 銅質(zhì)螺栓替代原 M10 接線柱,這樣就有效提高了原接線柱的強(qiáng)度。

三是制做高強(qiáng)度聯(lián)接盤。為了提高聯(lián)接盤的強(qiáng)度, 應(yīng)我們要求, 廠家將原來的兩個(gè)聯(lián)接盤重新制做, 將原聯(lián)接盤 1 上的 "12 連接桿換裝為"16 連接桿; 將原聯(lián)接盤 2 拆除并換裝一個(gè)厚壁聯(lián)接盤鑄件, 使兩個(gè)聯(lián)接盤強(qiáng)度有較大提高 (如圖 2)。

四是對滑環(huán)架定位盤進(jìn)行重新定位。為了改進(jìn)碳塊架定位盤的強(qiáng)制定位效果, 我們對壓縮型滑環(huán)制定并實(shí)施了以下方案:拆卸去一層絕緣子以下調(diào)滑環(huán)架定位盤位置; 自行制做定位輪 (如圖 4); 制做一中間加工有 !30- 0.02 圓凹槽的輪殼, 并在其環(huán)面 !40 圓周上均勻加工 4 個(gè) !5 通孔; 制做一!52 蓋片, 并在其 !40 圓周上均勻加工 4 個(gè) !5通孔; 制做一柱銷, 其光桿部分為!10+0.02; 將型號為 6200 雙面密封軸承裝人輪殼凹槽內(nèi), 蓋上蓋片; 將柱銷依次穿過輪殼、蓋片后, 用 4 條 M5沉頭螺釘聯(lián)接緊固即成為一套定位輪; 在碳塊架定位盤 !354 圓周上、每根碳塊架之間各均勻加工兩個(gè)!8 通孔; 將上述 8 套定位輪逐一緊固在此定位盤的下端面, 呈“吊置”狀態(tài) (如圖 3)。此時(shí) 8套定位輪與滑環(huán)架定位盤之間恰好達(dá)到有效配合間隙, 由于定位輪本身可以自由旋轉(zhuǎn), 對滑環(huán)架定位盤的正常回轉(zhuǎn)運(yùn)動不會產(chǎn)生阻滯作用。這樣,在 8 套定位輪的強(qiáng)制定位、導(dǎo)向、泄力作用下,大大降低了回轉(zhuǎn)滑環(huán)架的徑向磨損。

五是選用適于不同心傳動的聯(lián)軸器。在既定選用壓縮型滑環(huán)的基礎(chǔ)上, 我們決定選用汽車萬向傳動軸作為撥叉的替代品 (如圖 5)。汽車萬向傳動軸長達(dá)1.2m 且伸縮可調(diào), 萬向轉(zhuǎn)動節(jié)部位裝有油 脂 潤 滑 嘴 可 定 期 潤滑 保 養(yǎng) 。 萬 向 傳 動 軸專 門 適 用 于 兩 軸 間 存在 較 大 偏 斜 角 (0～45度) 的不同心、遠(yuǎn)距離傳動。

根 據(jù) 下 轉(zhuǎn) 柱 內(nèi) 實(shí)際 工 作 高 度 以 及 壓 縮型 滑 環(huán) 的 尺 寸 , 我 們對 汽 車 萬 向 傳 動 軸 進(jìn)行 了 改 裝 。 切 割 掉 傳動 軸 中 間 一 部 分 , 將萬 向 節(jié) 兩 頭 及 其 可 伸縮 調(diào) 節(jié) 部 分 對 接 焊 裝即 成 為 一 件 短 程 萬 向傳 動 軸 。 改 裝 后 的 萬向 傳 動 軸 凈 長 度 為510mm, 伸縮變化量為 0～40mm。

同時(shí), 我們又為壓縮型滑環(huán)自行焊接制做了一個(gè)四腳臺凳:以 12mm 厚鋼板為平臺, 將四根 10 號槽鋼與平臺焊接牢固。臺凳整體高度為 420mm。壓縮型滑環(huán)的安裝調(diào)試1999 年 6 月中旬我們對門機(jī) 4#、7# 進(jìn)行了壓縮型滑環(huán)的安裝調(diào)試。

拆卸掉門機(jī)原滑環(huán)、撥叉, 按照安裝尺寸, 調(diào)節(jié)萬向傳動軸的伸縮量至適當(dāng)長度后, 我們依次將萬向傳動軸、壓縮型滑環(huán)、臺凳聯(lián)接安裝緊固。此時(shí)滑環(huán)傳動聯(lián)接盤 (一) 距地板面為 1.62m, 完全方便了電工的檢修拆換工作 (如圖 6)。

在試運(yùn)行期, 我們確保每周對壓縮型滑環(huán)進(jìn)行跟蹤檢修一次, 尤其注意對 8 套定位輪的聯(lián)接緊固檢查, 防止因聯(lián)接松動而導(dǎo)致滑環(huán)組短路、燒毀事故的發(fā)生。

改裝后的使用效果及經(jīng)濟(jì)效益1999 年 6 月中旬給 4#、7# 門機(jī)換裝的壓縮型滑環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)五個(gè)多月后, 我們進(jìn)行了使用調(diào)查。實(shí)踐證明, 該滑環(huán)技術(shù)狀況穩(wěn)定、送電可靠, 在每周的例保檢查中從未出現(xiàn)過任何異常險(xiǎn)肇現(xiàn)象。由于滑環(huán)結(jié)構(gòu)簡化, 故每次的維修保養(yǎng)工作僅用 10 分鐘即可準(zhǔn)確、高效地完成, 大幅度提高了電工維修保養(yǎng)工作效率。該壓縮型滑環(huán)改裝試驗(yàn)成功為提高該類型門機(jī)的作業(yè)效率、為公司持續(xù)高效完成裝卸生產(chǎn)任務(wù)提供了可靠的保障。