丁加學(xué) 王飛

（中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司 北京 100070）

MGtl450型提梁機(jī)是秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工股份有限公司針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段客運(yùn)專線鐵路雙線組合箱梁的施工特點(diǎn)及要求而設(shè)計(jì)制造的，可滿足我國(guó)客運(yùn)專線鐵路雙線組合32m、24m和20m混凝土預(yù)制箱梁的搬運(yùn)、裝卸及架設(shè)等功能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同要求也可完成相配套的900t鐵路架橋機(jī)及運(yùn)梁車的現(xiàn)場(chǎng)組裝、提吊就位等作業(yè)。MGtl450t/38m-28m輪軌式提梁機(jī)（以下簡(jiǎn)稱提梁機(jī)）屬于超大型設(shè)備，工作載荷大、自重大、電氣控制系統(tǒng)較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中已經(jīng)采取了多種安全措施，確保本機(jī)的安全性。

1 設(shè)備出廠電氣系統(tǒng)

1.1 概述

提梁機(jī)的一個(gè)重要組成單元就是電氣控制系統(tǒng)，提梁機(jī)能否可靠、安全、有效地工作在很高程度上取決于電氣控制系統(tǒng)，其中起升機(jī)構(gòu)是本設(shè)備的重要控制對(duì)象。機(jī)構(gòu)設(shè)有制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元，同時(shí)在電機(jī)和減速機(jī)的高速端和低速端設(shè)置雙重制動(dòng)器，就是為防止重載下降時(shí)出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象，高速端是通過(guò)電力液壓推桿制動(dòng)，低速端采用鉗盤式液力制動(dòng)器。正常制動(dòng)時(shí)，低速端制動(dòng)在高速制動(dòng)端延遲一段時(shí)間后執(zhí)行，可使制動(dòng)趨于平穩(wěn)。

1.2 系統(tǒng)組成

MGtl450型提梁機(jī)供電系統(tǒng)由工業(yè)控制器、變頻器等部分構(gòu)成。具有以下特點(diǎn)：為用戶提供圖形及聲光報(bào)警，監(jiān)視各關(guān)鍵部位的工作狀態(tài)；可編程控制器很大程度上簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，進(jìn)而提高系統(tǒng)的可靠性；變頻控制使起升系統(tǒng)及各走行機(jī)構(gòu)的性能得到提高，提升平穩(wěn)、減速平滑，空中啟動(dòng)無(wú)溜鉤現(xiàn)象。采用重載低速、空載高速設(shè)計(jì)，提高效率。

1.3 系統(tǒng)控制對(duì)象

起升機(jī)構(gòu)由2臺(tái)安川CIMR-G7B4045變頻器控制2臺(tái)卷?yè)P(yáng)電機(jī)，采用一拖一控制方式，閉環(huán)控制。大車機(jī)構(gòu)由2臺(tái)安川CIMR-F7A4037變頻器分別控制每側(cè)4臺(tái)行走電機(jī)，采用一拖四控制方式，開環(huán)控制。小車機(jī)構(gòu)共用大車機(jī)構(gòu)1臺(tái)變頻器控制4臺(tái)電機(jī)，采用一拖四控制方式，開環(huán)控制。

2 原始電氣系統(tǒng)存在問(wèn)題

（1）由于MGtl450型提梁機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多且均由電氣系統(tǒng)控制，導(dǎo)致設(shè)備電控系統(tǒng)較復(fù)雜，故障發(fā)生頻率高，值得注意的是設(shè)備在重載時(shí)一旦發(fā)生故障，重物懸吊半空中，給設(shè)備自身及人身安全帶來(lái)較大的安全隱患，如不能及時(shí)排除故障會(huì)發(fā)生機(jī)械事故，威脅人身安全，經(jīng)濟(jì)效益遭受到較大影響，企業(yè)形象嚴(yán)重受損。

（2）設(shè)備出廠時(shí)供電系統(tǒng)采用脫線電纜進(jìn)行單獨(dú)供電，在作業(yè)過(guò)程中設(shè)備需要單線移動(dòng)，電纜線的收放如不能與設(shè)備的單線移動(dòng)保證同步，一旦搭接在設(shè)備行車軌道上電纜線會(huì)被設(shè)備自身破壞，整機(jī)電氣系統(tǒng)癱瘓，所有指令無(wú)法實(shí)現(xiàn)，給設(shè)備及人身安全帶來(lái)較大威脅，拖延施工進(jìn)度。

（3）由于設(shè)備作業(yè)時(shí)人員配置相對(duì)較固定，無(wú)專門人員隊(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的電纜進(jìn)行看護(hù)，供電纜線存在較大的破損隱患，增加施工難度，浪費(fèi)勞動(dòng)力，提高無(wú)效成本[1]。

（4）由于電纜線多數(shù)處于非靜止?fàn)顟B(tài)，作業(yè)人員無(wú)法對(duì)其維護(hù)，嚴(yán)重影響電纜線的使用壽命，非人為因素導(dǎo)致的故障率增加，導(dǎo)致維修費(fèi)用增加，影響企業(yè)成本。

3 供電系統(tǒng)優(yōu)化改造現(xiàn)狀

設(shè)備供電系統(tǒng)存在故障及安全隱患時(shí)，會(huì)影響到設(shè)備的正常生產(chǎn)運(yùn)行，供電系統(tǒng)存在的問(wèn)題會(huì)給作業(yè)人員帶來(lái)一定的安全隱患，甚至威脅到他人生命安全[2]。因此，面對(duì)工程設(shè)備的供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)前，MGtl450型提梁機(jī)供電系統(tǒng)的優(yōu)化工作中存在一些問(wèn)題：

（1）設(shè)備操作人員的素質(zhì)和水平不同。電氣設(shè)備的運(yùn)行主要靠電氣維修人員及施工人員的掌控，而這些人員存在不同的職業(yè)素質(zhì)和技能水平，給設(shè)備電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了隱患。另外，由于項(xiàng)目的具體操作設(shè)備人員和檢修技術(shù)人員在對(duì)待工作的專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)際操作技能、認(rèn)真態(tài)度等方面存在差異，也會(huì)直接影響到對(duì)設(shè)備電氣系統(tǒng)優(yōu)化的進(jìn)展情況。

（2）設(shè)備電氣系統(tǒng)的構(gòu)件質(zhì)量也存在良莠不齊。據(jù)調(diào)查各構(gòu)件不是出自同一個(gè)廠家，有的生產(chǎn)廠家是國(guó)外，有的產(chǎn)于國(guó)內(nèi)，同時(shí)使用時(shí)并沒(méi)有具體的國(guó)家管理規(guī)范和統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致這些構(gòu)件的產(chǎn)品質(zhì)量也各不相同，在這種狀況下給設(shè)備的電氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造帶來(lái)了一定的難度，從而使改造工作受到了嚴(yán)重的影響。

（3）施工作業(yè)空間受限，在原有的場(chǎng)地規(guī)劃前提下供電線路的布置及方式均需合理籌劃，精確計(jì)算。

（4）由于項(xiàng)目所處環(huán)境空氣濕度較大，為保證改造后的供電系統(tǒng)同時(shí)兼具耐久性和多次利用價(jià)值，以降低改造成本，如何選材成為重中之重。

4 供電系統(tǒng)優(yōu)化改造方法

由于MGtl450型提梁機(jī)為大型特種設(shè)備，供電系統(tǒng)較復(fù)雜，因此對(duì)于供電系統(tǒng)的優(yōu)化工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜且專業(yè)的工作，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用電需求采用滑觸線供電方式。

主要通過(guò)從滑觸線、護(hù)套、導(dǎo)體和受電器入手進(jìn)行改造，其中滑觸線的裝置主要參考了高鐵制梁場(chǎng)中龍門吊的供電裝置而來(lái)，自制受電器來(lái)完成龍門吊的供電。

受電器：是在導(dǎo)管內(nèi)運(yùn)行的一組電刷殼架，由安置在用電機(jī)構(gòu)上的撥叉或牽引鏈條等帶動(dòng)，使之與用電機(jī)構(gòu)同步運(yùn)行，將通過(guò)導(dǎo)軌，電刷的電能給到電動(dòng)機(jī)等其他控制元件。受電器電刷的極數(shù)有3～15極與導(dǎo)管中導(dǎo)軌極數(shù)相應(yīng)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用電需求，結(jié)合市場(chǎng)情況對(duì)以下兩種材料進(jìn)行對(duì)比，擇優(yōu)選擇。

（1）HFP56系列滑觸線：?jiǎn)雾?xiàng)橫截面積100mm2，額定載流量240A。優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是倆機(jī)靠近時(shí)供電電流量過(guò)大易發(fā)熱，工作可靠性較差，以后配件采購(gòu)維修難度大）。

（2）DHH-320A單極滑觸線：?jiǎn)螛O橫截面120mm2，額定截流量320A，采用分體獨(dú)立式供電，載流量大，安全可靠，維修方便，鋁材價(jià)格便宜。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝方式繁鎖。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用電需求，單臺(tái)設(shè)備額定電流為250A，充分考慮材料的循環(huán)利用價(jià)值，建議選用DHH-320A單極滑觸線作為本次改造用材。

改造方式：將設(shè)備剛腿一側(cè)的供電系統(tǒng)進(jìn)行拆除，在設(shè)備的柔腿側(cè)（另一側(cè)）采用2臺(tái)設(shè)備同時(shí)供電方式，東西方向各設(shè)置一個(gè)二級(jí)柜，形成聯(lián)動(dòng)沿著MGtl450型提梁機(jī)的運(yùn)行軌道平行敷設(shè)四條導(dǎo)線，主體采用角鐵支架進(jìn)行固定，穩(wěn)固可靠。在移動(dòng)設(shè)備的安裝方面，可以從導(dǎo)體上取電的集電器著手。這樣，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)集電器隨設(shè)備同步運(yùn)行，并隨時(shí)從導(dǎo)體上取得電源提供給設(shè)備，以使設(shè)備可繼續(xù)移動(dòng)。

改造后可實(shí)現(xiàn)以下四方面的優(yōu)化：

安全性：供電滑觸線外殼系由高絕緣性能的工程塑料制成。外殼防護(hù)等級(jí)可根據(jù)需要采用IP13或IP55等級(jí)，能防護(hù)雨雪、冰凍襲擊以及吊物觸及。產(chǎn)品經(jīng)受多種環(huán)境條件考驗(yàn)。絕緣性能很好，對(duì)檢修人員觸及輸電導(dǎo)管外部不會(huì)產(chǎn)生無(wú)任何傷害。

可靠性：輸電導(dǎo)軌導(dǎo)電性能極好，散熱快，并用阻抗值低，電流密度高，線路損失小，電刷由具有極高導(dǎo)電性能、高耐磨性能的金屬石墨材料制成。受電器移動(dòng)靈活，定向性能好，有效控制了串弧現(xiàn)象。

經(jīng)濟(jì)性：供電滑觸線裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，采用電流密度高，電阻率低，電壓損耗低的鋁排作為導(dǎo)電主體。可節(jié)電5%左右，實(shí)現(xiàn)以塑代鋼和銅，設(shè)計(jì)新穎，無(wú)需其他絕緣結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償線，安裝于起重機(jī)控制室同側(cè)，節(jié)省安裝材料及經(jīng)費(fèi)，其綜合費(fèi)用與鋼質(zhì)祼滑線大致相同。改造后的供電系統(tǒng)無(wú)需額外人力輔助，節(jié)約人工成本。

方便：供電滑觸線裝置將多級(jí)母線集合于一根導(dǎo)管之中。其固定支架，連接夾、懸吊裝置，均以通用件供應(yīng)，裝拆、調(diào)整、維修亦十分方便。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文圍繞MGtl450型跨線提梁機(jī)供電系統(tǒng)優(yōu)化展開了詳細(xì)的探討，取得了良好的改進(jìn)效果，可為今后相關(guān)項(xiàng)目提供參考。