吳成武 ,韓景偉 ,韓鐵利

（1.中國石油集團(tuán)濟(jì)柴動力有限公司再制造分公司；2.渤海裝備巨龍鋼管有限公司，河北 青縣 062658）

我公司是中國石油天然氣集團(tuán)的發(fā)動機(jī)再制造基地，主要從事石油鉆井、固定式發(fā)電等非道路用中大功率柴油發(fā)動機(jī)的再制造生產(chǎn)。由于此類發(fā)動機(jī)設(shè)計安全冗余度大、產(chǎn)品設(shè)計壽命一般都可以保證多個再制造周期的正常使用。因此各鉆井公司會按照維保周期要求，定期將舊機(jī)通過集團(tuán)內(nèi)部的逆向物流體系送至我公司進(jìn)行再制造處理后循環(huán)使用。由于此類發(fā)動機(jī)零部件回用次數(shù)多、運(yùn)行時間長，在再制造過程中必須要經(jīng)過完整的清洗、探傷、檢測、修復(fù)、加工、評定等工藝流程處理，最終滿足原件設(shè)計尺寸精度和性能指標(biāo)后才能繼續(xù)使用。

1 熱潔爐設(shè)備簡介

在整個再制造工藝流程中，對發(fā)動機(jī)零件進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的清洗處理，充分去除表層附著的油泥、積碳、油漆、殘膠等各種污染物非常重要。只有露處金屬基體表面，才能保證零部件表面缺陷得到準(zhǔn)確檢測、才能消除污染物對增材修復(fù)質(zhì)量的干擾。為此，我公司根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)，研發(fā)出一種專用大型熱潔爐設(shè)備。該設(shè)備通過熱裂解工藝方式清除工件表面污染物，其主體部分包括燃燒器和主、副2 個爐體，其中用于裝載熱裂解零件的主爐體內(nèi)腔進(jìn)深4m，高度4.5m，進(jìn)料門寬度3m。爐內(nèi)底部安裝有燃?xì)饧訙匮b置。

發(fā)動機(jī)拆解零件通過設(shè)備一端的水平對開進(jìn)料門進(jìn)入主爐內(nèi)，表面附著的污染物在爐內(nèi)高溫缺氧環(huán)境下發(fā)生熱裂解，生成的有害氣體進(jìn)入副爐內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)o害化處理，工件表面只剩下一些極易清除的粉末狀無機(jī)物。設(shè)備外觀如下圖1 所示。

圖1 熱潔爐外觀

2 原上下料方式的缺點(diǎn)

該大型熱潔爐原來采用的上下料方式主要是叉車直接托舉零件進(jìn)出碼垛。上料時，操作工人駕駛叉車將待處理舊件從下向上、從內(nèi)向外逐層逐列的碼放在爐腔內(nèi)；下料時，按相反順序再用叉車將零件逐層逐列的取出。

但在生產(chǎn)應(yīng)用中，該上下料方式存諸多缺點(diǎn)：（1）由于爐體內(nèi)空間所限，叉車貨叉升降及車體進(jìn)出過程極易與爐體碰撞發(fā)生危險。

（2）叉車提升工件時與爐體頂部必須要留出足夠空間，才能避免工件向上碼放時叉車擋貨架與爐頂發(fā)生撞擊，但這樣會導(dǎo)致爐體內(nèi)無法有效利用的閑置空間增大，無法充分利用爐內(nèi)空間加大單爐處理容量.

（3）叉車取、放疊摞在一起的大型發(fā)動機(jī)零部件時，操作難度大，稍有偏差就會導(dǎo)致叉車的貨叉將零部件頂落，對爐體和相鄰零部件造成碰撞破壞。

（4）下料操作時，爐體內(nèi)溫度經(jīng)常在50℃以上，而且光線不足，工人操作環(huán)境非常惡劣。

由于以上缺點(diǎn)的存在，原來的上下料方式使得熱潔爐在進(jìn)行發(fā)動機(jī)機(jī)體、罩殼、缸蓋等大型精密零部件上下料過程中存在大量安全隱患，操作也非常復(fù)雜、低效，給生產(chǎn)應(yīng)用帶來諸多不便。

3 新型上、下料設(shè)備解決方案

為了解決原有上下料方式對爐內(nèi)空間利用率低、操作繁復(fù)、安全性差等問題，我們研發(fā)出一種自主知識產(chǎn)權(quán)的新型上下料設(shè)備。

3.1 主要結(jié)構(gòu)組成

這種與大型發(fā)動機(jī)零部件熱潔爐配套使用的上下料設(shè)備系統(tǒng)主要組件包括：鋼筋砼基座、熱潔爐本體、發(fā)動機(jī)零部件移動機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)、爐內(nèi)承重柱、地面固定組件。其中，發(fā)動機(jī)零部件移動機(jī)構(gòu)為1 臺電動輸送車。地面固定組件是由鋼軌通過數(shù)個地腳固定螺栓連接固定于鋼筋砼基座所組成，鋼軌的一端穿延伸至熱潔爐本體的爐腔內(nèi)，另一端鋪設(shè)在爐體外，鋼軌為并列式雙軌。在鋼軌上分別裝設(shè)有電氣控制系統(tǒng)、電動輸送車機(jī)構(gòu)和運(yùn)輸車后退接近開關(guān)、運(yùn)輸車前進(jìn)接近開關(guān)。6個承重柱安裝在熱潔爐本體的爐腔底面，用于承載發(fā)動機(jī)零件和支托架的重量。上下料設(shè)備主要結(jié)構(gòu)形式如圖1、2、3 所示。

圖2 上、下料系統(tǒng)側(cè)視圖

圖3 上、下料系統(tǒng)俯視圖

圖4 上料狀態(tài)示意圖

附圖中各標(biāo)號對應(yīng)零件：1 微型液壓站；2 運(yùn)輸車車體；3 拖鏈；4 固定螺栓；5 鋼筋砼基座；6 導(dǎo)軌；7 電氣控制柜；8 爐內(nèi)承重柱；9 發(fā)動機(jī)零部件支托架；10 升降油缸；11 定位盤；12 左側(cè)機(jī)械限位器；13 右側(cè)機(jī)械限位器；14 控制臺；15 減速機(jī)；16 主動鏈輪；17 鏈條；18 從動鏈輪；19 電動機(jī)；20 負(fù)重輪；21 運(yùn)輸車后退接近開關(guān)；22 運(yùn)輸車前進(jìn)接近開關(guān)；23 熱裂解爐本體；24發(fā)動機(jī)零部件。

該上、下料系統(tǒng)主要包括以下幾個功能模塊：

（1）軌道組件：鋼軌貫穿于熱潔爐爐體內(nèi)外，端部還分別安裝有左側(cè)機(jī)械限位器、右側(cè)機(jī)械限位器，用于防止接近開關(guān)失控狀態(tài)時發(fā)生超程撞擊相鄰設(shè)備和裂解爐內(nèi)壁的事故。運(yùn)輸車后退接近開關(guān)和前進(jìn)接近開關(guān)安裝軌道端部外側(cè)和車體側(cè)面，分別控制運(yùn)輸車車體在爐外的后退極限位置和爐內(nèi)的前進(jìn)極限位置。

（2）電氣控制系統(tǒng)：包括控制臺、電氣控制柜、線路拖鏈，控制臺由電信號線連接電氣控制柜，電氣控制柜分別由電信號線連接并控制起安全限位作用的運(yùn)輸車后退接近開關(guān)、運(yùn)輸車前進(jìn)接近開關(guān)、電動輸送車動力機(jī)構(gòu)和拖鏈。電氣控制柜固定在位于上下料爐門另一端的鋼筋砼基座上。

（3）電動輸送車機(jī)構(gòu)：包括運(yùn)輸車車體、微型液壓站、電動機(jī)、減速機(jī)、升降油缸、定位盤、發(fā)動機(jī)零部件支托架、負(fù)重輪。運(yùn)輸車車體底部裝有驅(qū)動輪配合連接鋼軌。運(yùn)輸車車體上安裝有微型液壓站、控制臺、電動機(jī)、減速機(jī)、升降油缸和負(fù)重輪。電動機(jī)所連的減速機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動負(fù)重輪。六個升降油缸的液壓活塞在液壓站驅(qū)動下可實現(xiàn)同步升降動作。

定位盤安裝在發(fā)動機(jī)零部件支托架底部，發(fā)動機(jī)零部件支托架配合連接爐內(nèi)承重柱。微型液壓站、電動機(jī)分別由電信號線連接電氣控制柜。在負(fù)重輪的作用下，運(yùn)輸車車體實現(xiàn)沿導(dǎo)軌前進(jìn)、后退運(yùn)動。該電動輸送車機(jī)構(gòu)起到承重、導(dǎo)向和輸送、托舉等作用。升降油缸的升降控制動作和運(yùn)輸車車體前后移動動作由控制臺進(jìn)行操控。

（4）傳動機(jī)構(gòu)：包括由主動鏈輪、鏈條、從動鏈輪所組成的鏈輪鏈條傳動機(jī)構(gòu)，其中，主動鏈輪安裝在減速機(jī)的動力輸出軸上，從動鏈輪安裝在負(fù)重輪主軸上，主動鏈輪通過鏈條將動力傳遞給從動鏈輪并帶動負(fù)重輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動車體實現(xiàn)前后運(yùn)動。

3.2 主要工作原理

上料時，按下控制臺上料按鈕，零件運(yùn)輸車車體在6 個液壓升降油缸支撐作用下處于上止點(diǎn)位置，在爐外吊裝碼放好待處理零部件以后，在控制臺上按下車體進(jìn)爐按鈕，車體電動機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動運(yùn)輸車沿導(dǎo)軌行進(jìn)至熱潔爐爐腔內(nèi)，當(dāng)車體前進(jìn)至運(yùn)輸車前進(jìn)接近開關(guān)時，觸發(fā)位置感應(yīng)開關(guān)動作，電氣控制柜發(fā)出信號控制運(yùn)輸車停止行進(jìn)，操作升降油缸落下，將發(fā)動機(jī)零部件支托架下放，定位盤與爐內(nèi)承重柱接觸，輸送車車體與發(fā)動機(jī)零部件支托架脫離，然后沿導(dǎo)軌返回至熱潔爐的外面。

下料時，按下控制臺下料按鈕，升降油缸降至下止點(diǎn)，運(yùn)輸車車體進(jìn)入熱潔爐內(nèi)，當(dāng)車體前進(jìn)至運(yùn)輸車前進(jìn)接近開關(guān)時，觸發(fā)開關(guān)動作，可以保證精確停止在與上料時一致的位置。操作控制臺按鈕使升降油缸上升，其頂端與發(fā)動機(jī)零部件支托架下部的定位盤完全對正，并將發(fā)動機(jī)零部件支托架整體頂起后，運(yùn)輸車車體帶動發(fā)動機(jī)零部件和支托架一起退出熱潔爐。

如此往返，可以方便地進(jìn)行發(fā)動機(jī)零部件進(jìn)、出熱潔爐的上下料作業(yè)。

4 應(yīng)用效果

經(jīng)過實際生產(chǎn)應(yīng)用驗證，這套新型上、下料系統(tǒng)設(shè)計合理、操作方便。主要具有以下幾個突出優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于零件裝卸碼放過程由爐內(nèi)轉(zhuǎn)移到爐外，操作時空間和光線非常充足，解決了原來在爐內(nèi)操作空間狹小、視線不佳的問題，消除了零件與爐體內(nèi)壁的碰撞隱患，同時也改善了工人的操作環(huán)境。

（2）零件碼放由叉車變?yōu)殡妱有熊?，使得碼放過程操作更加方便快捷、精準(zhǔn)可靠，基本消除了碼放過程中發(fā)生零件撞擊、傾倒的安全隱患。

（3）由于不用再為叉車提升機(jī)構(gòu)預(yù)留空間，爐體空間可以得到充分利用，單爐處理零件容量提高20%以上。

（4）上下料設(shè)備操作簡單，安全保障措施齊全。據(jù)統(tǒng)計，上下料時間比原來節(jié)省50%以上，大大提高了生產(chǎn)效率，同時也減少了人工成本。

由于具備以上優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)與大型熱潔爐設(shè)備配合使用，可高效、安全地對發(fā)動機(jī)零部件進(jìn)行熱裂解凈化處理，為提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本、消除安全隱患發(fā)揮了重要作用。