孟祥帥
(秦皇島港股份有限公司第二港務(wù)分公司,河北秦皇島 066003)
鐵路運(yùn)煤專(zhuān)用敞車(chē)車(chē)皮之間通過(guò)一組圓鉤和方鉤連接,采用這種方式連接的車(chē)皮兩端可實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),卸車(chē)作業(yè)無(wú)需解列操作。如果車(chē)鉤反位,翻車(chē)機(jī)卸車(chē)作業(yè)前必須執(zhí)行車(chē)鉤解列操作。雖然針對(duì)反位車(chē)鉤存在多種檢測(cè)方法,但仍然會(huì)出現(xiàn)漏查情況,一旦漏查,將會(huì)出現(xiàn)扭斷車(chē)鉤、車(chē)皮掉道等重大事故,嚴(yán)重影響卸車(chē)效率。
運(yùn)煤敞車(chē)車(chē)皮內(nèi)部有3 組支撐拉桿,部分鉸接失效的拉桿,經(jīng)翻車(chē)機(jī)卸車(chē)作業(yè),會(huì)以豎直或其他狀態(tài)伸出到車(chē)皮外側(cè),駛出翻車(chē)機(jī)后,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。外伸的拉桿在車(chē)皮行駛過(guò)程中會(huì)對(duì)鐵路沿線棧橋、線纜等附屬設(shè)施造成刮蹭傷害,尤其是過(guò)長(zhǎng)拉桿在行駛過(guò)程中掉落,搭接到鐵路高壓線,將會(huì)造成重大安全事故,嚴(yán)重影響運(yùn)輸效率。因此,亟需一套針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題的安全檢測(cè)裝置。檢測(cè)裝置要同時(shí)具有兩個(gè)檢測(cè)功能:①車(chē)鉤反位的車(chē)皮,在翻車(chē)初始,車(chē)皮發(fā)生傾倒階段,即可發(fā)現(xiàn)并報(bào)警,暫停翻卸作業(yè),防止車(chē)鉤隨翻轉(zhuǎn)扭斷;②有拉桿伸出的車(chē)皮駛出翻車(chē)機(jī)平臺(tái)時(shí),檢測(cè)裝置可發(fā)現(xiàn)并報(bào)警。
檢測(cè)裝置動(dòng)作檢測(cè)點(diǎn)選擇為發(fā)現(xiàn)異常動(dòng)作最為顯著的位置:翻車(chē)機(jī)出口第一節(jié)空車(chē)車(chē)皮上沿,翻車(chē)機(jī)傾翻側(cè)靠近翻車(chē)機(jī)重車(chē)與空車(chē)車(chē)鉤較近的位置。該位置為故障發(fā)生的最初階段,及時(shí)發(fā)現(xiàn)可避免事故的發(fā)生。位置選擇有以下兩個(gè)關(guān)鍵原因:①翻車(chē)機(jī)入口位置發(fā)生擺動(dòng)短軌刮蹭車(chē)皮或車(chē)鉤死鉤時(shí),因?yàn)槿肟诘孛嬷剀?chē)重量較大,不會(huì)隨異常狀況出現(xiàn)車(chē)皮傾倒現(xiàn)象,將直接造成翻車(chē)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)載報(bào)警或鉤頭扭斷,因此車(chē)皮傾倒只會(huì)發(fā)生在出口第一節(jié)空車(chē)位置;②拉桿外伸為翻車(chē)導(dǎo)致,非傾翻側(cè)伸出的拉桿隨翻轉(zhuǎn)過(guò)程會(huì)隨重力落回車(chē)皮內(nèi)部,因此,翻車(chē)結(jié)束后,外伸的拉桿多存在于車(chē)皮的傾翻側(cè),在車(chē)皮駛出平臺(tái)后,可以在翻車(chē)機(jī)出口車(chē)皮傾翻側(cè)檢測(cè)拉桿伸出情況。
車(chē)皮傾倒時(shí),車(chē)皮出現(xiàn)傾角,車(chē)皮最上沿位置產(chǎn)生位移量最大,檢測(cè)裝置在此位置設(shè)置與車(chē)皮平行的傾倒檢測(cè)板,車(chē)皮碰觸檢測(cè)板,檢測(cè)板帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)發(fā)生擺動(dòng),車(chē)皮傾倒發(fā)生的位移量將導(dǎo)致連桿機(jī)構(gòu)末端磁性限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi),實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能,降低發(fā)生位移位置的高度,同時(shí)放大位移量,保證檢測(cè)的便利性和靈敏性。
拉桿外伸駛出時(shí),檢測(cè)裝置在高出車(chē)皮頂部的位置設(shè)置一水平檢測(cè)臂,該檢測(cè)臂伸入車(chē)皮內(nèi)部一定距離,保證拉桿以豎直或其他狀態(tài)伸出時(shí)均可被檢測(cè)臂檢測(cè)到。拉桿碰撞到時(shí)檢測(cè)臂后,檢測(cè)臂發(fā)生扭轉(zhuǎn),帶動(dòng)與檢測(cè)臂裝配在一起的連桿機(jī)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn),磁性限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi),實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能。
將以上兩個(gè)動(dòng)作檢測(cè)機(jī)構(gòu)合理結(jié)合到一起,無(wú)論發(fā)生哪一種異常動(dòng)作,均可實(shí)現(xiàn)通信報(bào)警。
檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)如圖1 所示,主要包括檢測(cè)臂、連桿、中間桿、接近開(kāi)關(guān)、支撐以及底桿等6 個(gè)部分。工作原理:通過(guò)檢測(cè)臂檢測(cè)車(chē)皮傾倒與拉桿伸出動(dòng)作,連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)接近開(kāi)關(guān)通斷,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)動(dòng)作。
圖1 檢測(cè)裝置
檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能如圖2 所示。傾倒檢測(cè)板檢測(cè)車(chē)皮傾倒動(dòng)作,通過(guò)轉(zhuǎn)軸與檢測(cè)臂上臂連接,可以實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)動(dòng),車(chē)皮傾倒的核心部件為檢測(cè)臂,主要由傾倒檢測(cè)板和扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成后,與其接觸,帶動(dòng)與其螺紋連接的連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)連桿下端的接近開(kāi)關(guān)中斷,通信報(bào)警,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能;檢測(cè)板安裝位置與車(chē)皮最外側(cè)平行距離為100 mm,C80 車(chē)皮高度為3793 mm,當(dāng)車(chē)皮傾倒角度超過(guò)2°時(shí),即可碰觸到傾倒檢測(cè)板,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能。扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圓管內(nèi)部設(shè)計(jì)安裝兩盤(pán)密封型6209 軸承,可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)臂被外伸拉桿碰撞后自由轉(zhuǎn)動(dòng);扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上側(cè)扭簧與止擋用來(lái)對(duì)正常狀態(tài)下的檢測(cè)臂加力定位,防止其在自由狀態(tài)下擺動(dòng),當(dāng)檢測(cè)外伸拉桿動(dòng)作結(jié)束后,扭簧機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)臂自動(dòng)復(fù)位到止擋位置;檢測(cè)臂深入車(chē)皮內(nèi)部300 mm,可以保證車(chē)皮外伸拉桿充分被檢測(cè)到,并且較車(chē)皮上沿高出150 mm,與翻車(chē)機(jī)壓車(chē)梁壓爪升起后高度基本一致,可有效檢測(cè)經(jīng)過(guò)翻車(chē)機(jī)端環(huán)與壓車(chē)梁壓爪碰撞后,仍然外伸的拉桿;當(dāng)拉桿碰觸到檢測(cè)臂,檢測(cè)臂扭轉(zhuǎn),帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)扭轉(zhuǎn),造成連桿下端的接近開(kāi)關(guān)中斷。
圖2 檢測(cè)臂結(jié)構(gòu)
磁性限位接近開(kāi)關(guān)安裝方式如圖3 所示,其安裝位置距離地面僅1500 mm,便于工作人員檢查調(diào)整。使用中要求最后一段連桿轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,但不可左右擺動(dòng)。連桿搭接在連桿支撐圓鋼上,當(dāng)上端連桿被檢測(cè)臂帶動(dòng)產(chǎn)生上下或周向輕微動(dòng)作時(shí),連桿會(huì)自動(dòng)從支撐圓鋼上脫落,接近開(kāi)關(guān)中斷,通信報(bào)警。
圖3 接近開(kāi)關(guān)安裝方式
(1)動(dòng)作檢測(cè)點(diǎn)位置較高,要求裝置整體結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)定,地角要求固定可靠,要求底桿、中間桿、檢測(cè)臂三者之間聯(lián)接可靠,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。安裝完成后,應(yīng)選擇合適位置點(diǎn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐加固。
(2)檢測(cè)臂位置高度選擇要合理,要求檢測(cè)板盡可能靠近車(chē)皮,并且不被車(chē)皮輔件刮蹭。檢測(cè)臂深入車(chē)皮內(nèi)部位置要合理,深入過(guò)多,將增加檢測(cè)臂重量,反之,將無(wú)法充分檢測(cè)拉桿狀態(tài)。
(3)扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)內(nèi)部軸承選擇免潤(rùn)滑深溝球軸承,扭簧復(fù)位裝置要求扭簧復(fù)位力要合理選擇,保證檢測(cè)臂發(fā)生扭轉(zhuǎn)后可自由回位,并且不會(huì)對(duì)止擋產(chǎn)生較大的碰撞力。
(4)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理,要求在連桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)的軌跡范圍內(nèi),選擇合理位置進(jìn)行限制,防止連桿動(dòng)作對(duì)周?chē)嘶蛭镌斐蓚Α?/p>
采用同一磁性限位接近開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)檢測(cè)動(dòng)作,核心部件檢測(cè)臂,將單臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、扭簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)三種動(dòng)作形式有效結(jié)合,放大故障動(dòng)作,完善了翻車(chē)機(jī)安全保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)。
翻車(chē)機(jī)防車(chē)皮傾倒及拉桿伸出檢測(cè)裝置研制完成后,自2016 年6 月安裝在秦皇島港煤一期、煤二期翻車(chē)機(jī),運(yùn)行狀態(tài)良好,沒(méi)有出現(xiàn)誤報(bào)與漏報(bào)的情況。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),檢測(cè)裝置運(yùn)行至今,5 臺(tái)翻車(chē)機(jī)作業(yè)線無(wú)車(chē)皮傾倒事故,發(fā)現(xiàn)出口車(chē)皮發(fā)生傾倒現(xiàn)象5 次,裝置報(bào)警后停止作業(yè),重新進(jìn)行定位翻車(chē)作業(yè);統(tǒng)計(jì)2019 年全年期間,5 臺(tái)翻車(chē)機(jī)出口檢測(cè)出外伸拉桿43 根,現(xiàn)場(chǎng)司機(jī)及時(shí)進(jìn)行處理,大秦鐵路部門(mén)無(wú)外伸拉桿干擾鐵路線問(wèn)題的反饋。因此,本裝置可推廣應(yīng)用于使用翻車(chē)機(jī)翻卸作業(yè)的各
種場(chǎng)合,完善翻車(chē)機(jī)安全作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)。
翻車(chē)機(jī)防車(chē)皮傾倒及拉桿伸出檢測(cè)裝置的應(yīng)用,進(jìn)一步完善了翻車(chē)機(jī)安全作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng),解決了因鐵路部門(mén)調(diào)度排車(chē)錯(cuò)誤產(chǎn)生反位車(chē)鉤后,卸車(chē)部門(mén)錯(cuò)誤翻卸發(fā)生扭斷鉤頭的問(wèn)題,減輕了翻車(chē)作業(yè)中檢查反位車(chē)鉤的工作壓力,提高了卸車(chē)部門(mén)的卸車(chē)效率,避免了故障賠償,提高了港口卸車(chē)作業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。鐵路敞車(chē)在使用過(guò)程中,支撐拉桿鉸接失效狀況不可避免,裝置及時(shí)檢測(cè)外伸拉桿,保護(hù)了鐵路沿線設(shè)施,尤其是避免了拉桿損壞鐵路高壓線造成的安全事故,降低了鐵路設(shè)備故障率,提高了鐵路的運(yùn)輸效率,優(yōu)化了卸車(chē)企業(yè)服務(wù)質(zhì)量,提高了卸車(chē)企業(yè)與鐵路部門(mén)的協(xié)作關(guān)系。