余德洋

（上海華新麗華電力電纜有限公司，上海 201802）

1 引言

成纜設備是電線電纜行業(yè)生產(chǎn)中應用極其廣泛且非常重要的設備，用于絕緣芯線的絞合，使其符合電纜生產(chǎn)的工藝規(guī)定。而線盤的上下盤裝置是成纜設備的重要組成部分，用于電纜線盤的裝卸。本文以3150 型成纜設備為例。

該設備已使用近20 年，原上下盤裝置采用液壓系統(tǒng)。隨著使用年限的增加，液壓系統(tǒng)劣化失能與現(xiàn)場生產(chǎn)之間的矛盾日益突出，安全生產(chǎn)失去了保障。液壓油泄漏不僅浪費大量能源，而且給周圍環(huán)境帶來極大的環(huán)保壓力。

圖 1 成纜設備局部視圖

圖2 液壓上下盤裝置檢修圖

2 改造前簡介

3150 型成纜設備在生產(chǎn)時，上下盤裝置平臺降至最低點，電纜線盤隨著絞體大絞盤一起回轉，同時電機驅動電纜線盤自轉，實現(xiàn)收線功能。當電纜空線盤裝盤或滿線盤卸盤時，裝置平臺升降至對應位置，實現(xiàn)上下盤作業(yè)。改造前該成纜設備的上下盤裝置由液壓系統(tǒng)和裝卸平臺組成，其作業(yè)步驟如下所示：

第一，上空線盤步驟：①“空線盤推至平臺裝載位”；②“平臺下降至線盤夾緊位（液壓）”；③“絞盤頂軸裝夾線盤”；④“平臺下降至下限位（液壓）”；⑤“上盤作業(yè)結束（準備開機）”。第二，下滿線盤步驟：①“絞盤和線盤轉正”；②“平臺上升至線盤下緣夾緊位（液壓）”；③“絞盤頂軸松開線盤”；④“平臺裝載滿盤上升至上限位（液壓）”；⑤“滿線盤下平臺搬走”；⑥“下盤作業(yè)結束”。

2.1 原裝置存在的問題

（1）安全問題：在裝卸電纜線盤時，由于液壓系統(tǒng)的劣化泄漏，導致上下盤裝置運行不平穩(wěn)或者舉升力不足失衡等故障，出現(xiàn)電纜線盤在平臺上滾動撞壞設備；或者本該兩組液壓缸共同執(zhí)行的動作，由于單缸作用力不足，出現(xiàn)平臺裝置單側受力失衡傾斜，基座扭曲斷裂等問題。這些安全問題除了直接對設備造成損壞之外，間接對現(xiàn)場操作員也具有極大的人身傷害隱患。

（2）環(huán)保問題：液壓系統(tǒng)雖然在諸多工業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用，但是液壓油泄漏的問題還是無法回避的。就3150 型成纜設備上下盤裝置而言，液壓系統(tǒng)劣化使液壓油泄漏問題愈加凸顯。在設備安裝之初，上下盤裝置基坑加裝鋼板箱體實施了防滲漏措施，泄漏的廢油雖最終被收集，但增加了危廢物產(chǎn)生；給工廠增加了不少的廢物處置費用。液壓泄漏問題得不到根治，環(huán)保隱患就一直存在。

（3）生產(chǎn)問題：受液壓系統(tǒng)問題影響，上下盤裝置可靠性不穩(wěn)定，線盤裝卸受阻，特別是設備硬件損壞后，停機維修周期長，工廠的生產(chǎn)連續(xù)性得不到可靠有效的保障。生產(chǎn)逾期不僅會承擔相應的違約經(jīng)濟賠償，更重要的是會失信于客戶，影響企業(yè)的聲譽。

安全是工廠的生命之本，環(huán)保是工廠的生存之本，生產(chǎn)是工廠的立身之本。解決3150 型成纜設備上下盤裝置的問題刻不容緩。

3 改造歷程

本次改造的目標就是從源頭降低或者消除后續(xù)可能出現(xiàn)的工安環(huán)保隱患。由于原裝置整體劣化及隱患缺陷問題，已沒有再改造利用的價值。首先在滿足上下線盤的使用功能前提下，制訂新裝置改造方案。

通過與設備生產(chǎn)廠商交流，目前成纜設備上下盤作業(yè)仍然采用液壓裝置或者設備上方安裝起重機吊裝的方式。對我們而言，前者不理想，后者不現(xiàn)實。面對失去外部增援的局面，只能靠自己突圍了。結合自己的工作經(jīng)驗和電纜廠生產(chǎn)設備的實際情況，改造方向終于有些眉目。在電纜廠內(nèi)有許多的放線架和收線架，用于電纜線盤放線作業(yè)或收線作業(yè)，這也是電纜生產(chǎn)設備的特性。目前這些收放線架普遍采用端軸式或者龍門式結構居多，但不管使用哪種形式的結構它們的升降和夾放功能均是采用絲桿傳動裝置，這也是電纜生產(chǎn)設備的共性。而絲桿裝置具備的自鎖性和無污染性，使其在安全環(huán)保上擁有很大的優(yōu)越性，也激發(fā)了本次改造的初步思路。

圖 3 電纜龍門式收放線架圖

圖 4 新型電控絲桿上下盤裝置建模圖

3.1 方案擬定

通過對收放線架升降功能與成纜設備上下盤功能的對比，不同點是：前者是電纜線盤固定位置不動，門架伸縮臂絲桿傳動進行裝卸作業(yè)；而后者是絞盤叉架固定不動，電纜線盤隨上下盤裝置運動，最終實現(xiàn)裝卸作業(yè)。共同點是：兩者皆可以簡化看作為升降功能的集合。在基本原理相同的情況下，本案擬采用絲桿升降裝置。

依設備技術文件可知，原上下盤裝置額定起升重量為20 噸，基坑深度為1.6 米，裝置降至最低點時平臺上表面與坑底距離不得高于0.78 米，避免設備絞盤帶動3150 線盤旋轉時，線盤外緣刮擦到平臺。結合原裝置主要功能、技術參數(shù)及市場上標準部件等綜合因素，初步擬定方案如下。

新上下盤裝置主要由上平臺、升降傳動機構和下平臺組成；上平臺采用厚鋼板和型鋼等組焊而成，用于放置電纜線盤；升降傳動機構由電機經(jīng)過同步帶傳動帶動4臺絲桿升降機實現(xiàn)同步運行，4 臺升降機分布于平臺四角；下平臺采用厚鋼板組焊，用于主減速裝置及各傳動零部件的安裝。

3.2 方案完善

初步方案擬定出來后，結合跨部門探討及現(xiàn)場一線員工交流等，對方案的細節(jié)進行了完善。上平臺上表面加裝可調(diào)節(jié)的線盤導向機構，便于現(xiàn)場操作員快速對線盤導向定位；上平臺中間預留檢修作業(yè)孔，加裝可拆卸蓋板，便于設備維修人員進行檢修；平臺兩側面增裝加固導桿機構，增加平臺穩(wěn)定性，防止裝置受線盤滾動沖擊而產(chǎn)生移位問題；新上下盤裝置設計起升重量為25 噸，提升設備的可靠性和穩(wěn)定性。

方案確定后，對新上下盤裝置的重要組件進行了選型計算、校核確認、模型裝配等步驟，初步滿足設計要求。①絲桿升降機選用SWL35 系列。②電機選用18.5kW 選用變頻調(diào)速電動機（提高上下線盤效率）。③上平臺上表面與下平臺下表面最小距離為0.75 米。④加固導桿采用直徑155mm 光桿。⑤主減速裝置由2 組同步帶輪傳動構成。

3.3 安裝調(diào)試

根據(jù)工廠確定的設計方案，由外協(xié)單位進行加工制作。新裝置加工完成，經(jīng)過進廠檢驗確認，符合設計技術要求。前期已對原裝置基坑進行多方面實地測量確認，充分利用基坑防滲漏鋼板箱體表面基準（該區(qū)域鋼板表面平整且牢固）及原液壓油缸安裝孔（內(nèi)部也有鋼箱防滲措施，稍加改善用于安裝四角升降機尾部的絲桿及保護套），有效的縮短了電控絲桿上下盤裝置的安裝周期。

另外在安裝過程中發(fā)現(xiàn)新裝置上平臺與加固導桿之間存在間隙，操作員在裝卸線盤作業(yè)時，存在踏空受傷的安全隱患。當即對發(fā)現(xiàn)問題進行整改：加裝安全防護板，及時消除安全隱患。

新裝置整體安裝完成后，空載試機平穩(wěn)有序。隨后裝卸3150 型空線盤及滿線盤進行負載試機，經(jīng)過對上平臺表面線盤導向機構的調(diào)整，以及各位置檢測限位開關的調(diào)節(jié)修正后。整機運行平穩(wěn)正常，傳動無卡滯現(xiàn)象，連接部位牢固可靠，位置檢測安全有效。另外裝置控制臺操作簡單，現(xiàn)場操作員入手掌握快。新電控絲桿上下盤裝置經(jīng)調(diào)試驗證，符合改造技術要求和現(xiàn)場生產(chǎn)需求。

圖 5 新型電控絲桿上下盤裝置現(xiàn)場圖

4 改造后效果確認

原液壓上下盤裝置經(jīng)優(yōu)化改造為新電控絲桿上下盤裝置后，成纜設備徹底甩掉了“臟、亂、差、?！钡拿弊?。新裝置穩(wěn)定可靠，運行故障率為零，成纜設備生產(chǎn)連續(xù)性得到有效的保障。操作便捷高效，提升了現(xiàn)場員工的工作積極性，縮短了生產(chǎn)輔助時間。電控絲桿裝置的自鎖功能和多位置限位功能，使上下盤作業(yè)更加安全可靠，解決了原裝置所存在安全問題。新裝置電控絲桿傳動的特性，消除了原系統(tǒng)液壓油泄漏所帶來的環(huán)保隱患，同時改善了設備周邊環(huán)境。結合上述在改造后取得的良好效果，本次3150 型成纜設備的電控絲桿上下盤裝置達到了預期改造目標。

5 結語

通過本次成纜設備上下盤裝置的優(yōu)化改造，不僅穩(wěn)固了生產(chǎn)、提高了效率，而且消除了安全問題和環(huán)保隱患，也杜絕了液壓油能源的浪費及降低了設備的維護保養(yǎng)費用。

液壓技術在工業(yè)領域應用非常廣泛，發(fā)揮著舉足輕重的作用。本文結合電纜廠設備的實際情況，進行對應的改良改善，尋求適合本行業(yè)生產(chǎn)設備改善的新方向。通過由設備劣化液壓系統(tǒng)改造為安全環(huán)保型電控絲桿系統(tǒng)的探索，既為日后廠內(nèi)設備持續(xù)改善拓寬了視野，也給我們設備人帶來了啟示：

工廠安全環(huán)保無小事，及時徹底消除隱患，保障工廠生命和生存之本；設備生產(chǎn)異常或故障，要找準問題真因，從源頭上進行解決，達到穩(wěn)生產(chǎn)、去瓶頸的目標；設備良好狀態(tài)的維持，離不開大家的共同維護，全員參與是關鍵；作為設備人要持續(xù)學習，勇于創(chuàng)新探索，不忘初心，更好地服務于企業(yè)和社會。