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抓斗卸船机小车电气差动技术应用


一、概述

桥式抓斗卸船机的小车结构形式对整机技术性能有十分重要的影响。小车结构形式有自行式和牵引式之分。火力发电厂在70和80年代桥式抓斗卸船机的小车结构形式基本都是自行式小车。自行式小车的重量比牵引小车重,卸船机整机重量和轮压、腿压增大,设备和码头工程造价高;而且,自行式小车的主要工作机构都装在运动的小车上,在振动冲击下,机械及电气设备故障率高。在此情形下,从90年代开始,随着电气驱动系统及控制系统的技术进步,牵引式小车结构在不断得到优化设计的基础上逐步得到广泛应用。

二、分析

自行式小车的优缺点:优点:钢丝绳系统简单且钢丝绳使用寿命长,结构及制造工艺简单,维修方便。缺点:重量比牵引式小车重,卸船机整机重量和轮压、腿压增大,设备和码头工程造价高;而且,自行式小车的主要工作机构都装在运动的小车上,在振动冲击下,机械及电气设备故障率高。

牵引式小车结构形式又分:

1.补偿小车结构形式。补偿小车由起升机构、开闭机构及牵引机构三部分组成,通过起升机构和开闭机构实现抓斗的打开、闭合、起升和下降;通过牵引机构实现抓斗的横向运行。见图1:

2根起升绳由起升卷筒先后经导向滑轮、补偿小车上的滑轮、主小车上的滑轮至抓斗;都养,2根开闭绳由开闭卷筒先后经导向滑轮、补偿小车上的滑轮、主小车上的滑轮至抓斗;牵引钢丝绳由4根组成;2根牵引钢丝绳向前,经过桥架前悬臂端的导向滑轮后与主小车固结;2根牵引钢丝绳向后,经过桥架后悬臂端的导向滑轮、补偿小车上的滑轮后再固结在后悬臂端部。另外,在主小车与补偿小车之间对称布置有2根张紧绳,其功能是将主副小车连接起来,并提供起升、开闭钢丝绳的自动补偿,使小车牵引时保持抓斗恒定高度。

2.四卷筒机械同步牵引式小车结构形式。四卷筒机械同步牵引式小车方案最初由法国Cail-lard公司提出,国内已能自行设计制造,其核心部件是2台行星差动减速器,结构见图2,钢丝绳缠绕系统参见图3:

该方案通过4个卷筒的不同方向转动来实现牵引小车的运行与抓斗的起升、开闭。当小车电机制动,开闭和起升电机通过各自的行星差动减速器带动二个卷筒同向转动来实现抓斗的起升和开闭。当起升和开闭电机制动,仅开动小车运行电机时,带动四只卷筒两两对应正反回转,则小车向前或向后运行。当起升、开闭和小车运行电机同时开动,抓斗可走复合的曲线运动。

四卷筒牵引式小车与80年代常用的钢丝绳牵引式小车相比,钢丝绳数量由9根减少到4根,使用钢丝绳的总长度减少50%,卷筒和滑轮的用量也相应减少;钢丝绳穿绕简单了,弯折次数少,且在同样的起重量情况下,每根钢丝绳受力只有原牵引式小车钢丝绳受力的一半,因而钢丝绳磨损少;整个系统维修和更换钢丝绳工作也简单方便了。由于四卷筒牵引式小车比自行式小车自重轻,相应对整机结构的静、动载荷减小。由于钢丝绳受力只是常用牵引式小车的一半,以及钢丝绳缠绕系统的原因,在同样起重量工况下,使用四卷筒牵引式小车时,海侧滑轮支承结构的受力只是常用牵引式小车的一半,陆侧只是后者的1/3,因此使用四卷筒牵引式小车有利于整机结构重量的降低。但作为四卷筒机械同步牵引式小车系统的核心部件,行星差动减速器制造工艺复杂,设备单机器重量重,小车机房布置局限性大,造成卸船机整机重心偏高,整机重量减轻效果不明显。

3.四卷筒电气同步牵引式小车(AGD系统)。

AGD系统是芬兰科尼公司研制开发的专利产品,其钢丝绳缠绕系统如 图4 。其动作原理与四卷简机械同步系统类似。AGD系统是变频器驱动系统与控制系统技术进步的产物。

三、比较