翻車機提效改造方法與流程

本發(fā)明涉及一種機械設備的改造方法，尤其涉及一種翻車機提效改造方法。

背景技術：

每套翻車機系統的機械部分由翻車機本體、落料斗、重車調車機（以下簡稱重調機）、空車調車機（以下簡稱空調機）、遷車臺以及夾輪器等主要設備組成，電控部分由翻車機本體變頻柜、重調機變頻柜、遷車臺變頻柜、空調機電控柜、PLC控制柜、進線開關及進線電纜、變頻電纜和移動控制電纜及上位機等組成。

現國內折返式翻車機系統設備綜合翻卸能力約14節(jié)-20節(jié)/時。

存在缺點：

1、翻車機系統整體翻卸能力無法通過程序調整提速達到增效需求，嚴重制約生產效率。

2、由于工作條件惡劣，液壓系統容易存在滲漏、泄壓等問題；翻車機本體鋼結構壓車油缸根部鉸接處焊縫過于密集，應力集中嚴重，出現處焊縫開裂問題，干擾正常安全生產。

3、回轉軌道踏面容易磨損，硬度變低使用壽命短，并導致傳動齒輪嚙合不良；同時，若進車端、出車端磨損量存在差異將不能保證翻車機本體水平，影響進出車效果。

翻車機的當前裝狀況如下：

1、翻車機系統采用手動操作，翻卸能力低，約15節(jié)、16/時。

2、經現場隨機測量，各動作時間記錄如下，嚴重制約翻卸能力。

2.1、單車完成1個循環(huán)用時7min40s至8min40s。

2.2、翻車機翻卸用時43s，返回用時40s。

2.3、撥車機（重車列已摘鉤）在翻車機本體將空車推至遷車臺后回抬臂返回位并已抬臂準備返回用時1min29s；撥車機牽重車推空車將重車在本體就位用時1min01s；撥車機摘鉤用時15s，抬臂用時16s，落臂用時18s。

2.4、遷車臺從重車線遷移至空車線用時42s，從空車線返回重車線用時50s。

2.5、推車機將空車推出遷車臺再返回推車位用時2min23s。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的：提供一種翻車機提效改造方法，機械緊緊圍繞增效形式，電氣緊緊圍繞現場調試及使用，使翻車機效率達到22循環(huán)/小時以上；針對提效后系統工藝變化，增加相應的安全監(jiān)測措施；改善目前翻車機液壓系統工作條件，解決滲漏、泄壓等問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種翻車機提效改造方法，該方法至少包括如下步驟：

步驟1：對翻車機系統進行提效，縮短撥車機牽重列前進至與翻車機內空車掛鉤過程的運行時間；縮短撥車機牽一節(jié)重車翻車機內定位后至送空車上遷車臺定位過程的運行時間。

步驟2：對輔助設備進行升級改造。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟1中，還包括如下分步驟：

步驟1.1：對現有夾輪器位置進行調整，調整后撥車機原位時，前鉤距離翻車機距離位2.5米。

步驟1.2：撥車機由單臂撥車機改為雙臂撥車機，前臂的前鉤只與空車掛鉤，后臂的后鉤只與重車掛鉤，前后臂均采用減速機驅動，取消液壓站，減速機具備雙向自鎖功能。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟1中，翻車機本體的一個工作循環(huán)小于60s。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟2中，還包括如下分步驟：

步驟2.1：重新制造前后梁時，翻車機本體鋼結構形式改為將單層厚板與梁體焊接，后板兩側通過高強螺栓固定鉸接耳板。

步驟2.2：更換翻車機回轉軌道，采用原型號QU100軌道重新制造更換。

步驟2.3：將翻車機泵站、閥站移至地面，增加6根上機軟管、相應的機上硬管及泵站地面供電電纜，更換管路、油缸密封件及重新調試液壓站。

步驟2.4：遷車臺驅動型式改為齒輪齒條轉動，增加遷車臺驅動功率，由原來的2×7.5kw提高至2×15kw，更換驅動裝置，電氣上做配套處理。

步驟2.5：推車機的驅動功率應由2×45kw提高至2×75kw，更換驅動裝置，設置鼓型制動器，更換車鉤裝置，自動提銷。

步驟2.6：對電控系統進行升級改造。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟2.1中，單層厚板與梁體的焊縫簡化為1條。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟2.6中，還包括如下分步驟：

步驟2.6.1：改造后系統功率總容量790kw，最大運行負荷為637kw，設備系統電流允許1000A。

步驟2.6.2：PLC控制柜型號更換為AB SLC5000系列。

步驟2.6.3：上位機組態(tài)改造：將上位機組態(tài)軟件更換為AB，RSview32系列，通訊方式為ControlNet。

步驟2.6.4：工業(yè)電視監(jiān)控系統：拆除原有工業(yè)電視監(jiān)控系統，更換為6頭2尾高清工業(yè)電視監(jiān)控系統，對翻車機系統中主要監(jiān)控點進行實時視頻監(jiān)控。

步驟2.6.5：變頻柜與控制柜：將原有翻車機本體、遷車臺及推車機變頻柜與控制柜整體拆除，重新設計并制作變頻柜與控制柜，翻車機本體與推車機變頻器選用AB PowerFlex800系列，遷車臺變頻器的型號使用AB PowerFlex800系列，與PLC通訊均采用PROFIBUS—DP總線方式，驅動形式為1拖2方式控制。

步驟2.6.6：檢測元件：更換翻車機系統所有就地檢測元件，采用非記憶型磁接近開關，恢復撥車機光電編碼器功能，采用絕對值型總線式光電編碼器，與PLC通訊采用PROFIBUS—DP總線方式。

步驟2.6.7：電纜改造。

上述的翻車機提效改造方法，其中，在所述的步驟2.6.7中，還包括如下分步驟：

步驟2.6.7.1：移動部分電纜的安裝方式采用拖鏈和帶滑條導向槽安裝敷設方式。

步驟2.6.7.2：將系統中所有地面部分的舊電纜全部拆除，重新敷設新電纜，地面部分固定敷設的動力電纜與控制電纜全部采用鎧裝電纜。

本發(fā)明使預計使用十年以上的未改造設備的設備壽命均提高到二十年以上；改造后系統翻卸能力將提高至22節(jié)/時，較現有15節(jié)-16節(jié)/時處理能力至少提高420噸/時；按20時/天工作制，則提高8400噸/天，經濟效益可觀；由于電控上PLC、變頻器、檢測元器件及電纜均已更換并采用新產品、新工藝，滿足全自動操作要求，安全及可靠性得到極大提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明翻車機的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明翻車機的剖視圖。

圖3是本發(fā)明翻車機的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明翻車機提效改造方法的步驟2.6的流程圖。

圖5是本發(fā)明翻車機提效改造方法的步驟2.6.7的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。

請參見附圖1所示，一種翻車機提效改造方法，該方法至少包括如下步驟：

步驟1：對翻車機系統進行提效，縮短撥車機牽重列前進至與翻車機內空車掛鉤過程的運行時間；縮短撥車機牽一節(jié)重車翻車機內定位后至送空車上遷車臺定位過程的運行時間。

步驟2：對輔助設備進行升級改造。

請參見附圖2所示，在所述的步驟1中，還包括如下分步驟：

步驟1.1：對現有夾輪器位置進行調整，調整后撥車機原位時，前鉤距離翻車機距離位2.5米左右，即可保證撥車機落臂的安全距離，又最大限度的節(jié)省了接空車的運行時間。

步驟1.2：撥車機由目前的單臂撥車機改為雙臂撥車機，前臂的前鉤只與空車掛鉤，后臂的后鉤只與重車掛鉤，前后臂均采用減速機驅動，取消液壓站，減速機具備雙向自鎖功能，在大臂俯仰過程中起二重機械保護作用。實現的功能是當撥車機牽一節(jié)重車翻車機上內定位后，前鉤基本上已將空車送上遷車臺，后鉤與重車自動摘鉤后，只需在向前運行1米左右，即可完成空車遷車臺上定位。

由于整個撥車機調車過程的效率提高，現有的翻車機與遷車臺均應作相應的提速升級改造。在所述的步驟1中，翻車機本體的一個工作循環(huán)應小于60s，通過程序調整實現。

由于設備提速后對系統各設備性能提出了更高的要求，尤其對于使用壽命長的翻車機系統設備，因此針對繼續(xù)使用的舊設備提出相應升級改造方案：

請參見附圖3所示，在所述的步驟2中，還包括如下分步驟：

步驟2.1：翻車機本體鋼結構目前主要存在的問題是壓車油缸根部鉸接處焊縫開裂，分析主要原因為此區(qū)域焊縫過于密集，應力集中比較嚴重。重新制造前后梁時，此處的結構形式改為將單層厚板與梁體焊接，后板兩側通過高強螺栓固定鉸接耳板。

步驟2.2：更換翻車機回轉軌道，采用原型號QU100軌道重新制造更換。

步驟2.3：為改善泵站工況及減少維護檢修工作量，將翻車機泵站、閥站移至地面，增加6根上機軟管、相應的機上硬管及泵站地面供電電纜，增大液壓流量，提高壓靠車速度。更換管路、油缸密封件及重新調試液壓站，保證壓車油缸24小時內無位移。

步驟2.4：遷車臺的現有運行速度無法通過程序調整提速達到提效后系統的運行速度要求，必須做硬件方面的提速改造。遷車臺驅動型式改為齒輪齒條轉動，保證提速后的運行平穩(wěn)性。同時，運行速度提高后，應相應增加遷車臺驅動功率以保證足夠驅動力，由原來的2×7.5kw提高至2×15kw，更換相應驅動裝置。電氣上做相應配套處理。

步驟2.5：推車機速度也將做相應提高，驅動功率應由原來的2×45kw提高至2×75kw，更換相應驅動裝置，設置鼓型制動器，保證除制動器、聯軸器外與撥車機驅動裝置的互換性。更換車鉤裝置，自動提銷，保證推車機不溜車。改造在原推車機設備基礎上進行，除電控做相應配套處理外其余均利舊使用。

步驟2.6：對電控系統進行升級改造。依據機械、液壓處置方案，為提高電控系統穩(wěn)定性、安全性，電控系統做對應的升級改造。

在所述的步驟2.1中，單層厚板與梁體的焊縫簡化為1條，改善應力集中情況，提高疲勞壽命。

請參見附圖4所示，在所述的步驟2.6中，還包括如下分步驟：

步驟2.6.1：系統功率總容量約715kw，最大運行負荷為562kw，改造后總容量約790kw，最大運行負荷為637kw，現設備系統電流允許1000A， 設備滿足使用要求。

步驟2.6.2：PLC控制柜：現使用的PLC系統為昆藤11303系列，已經使用十年以上，為市場淘汰產品，目前無法訂購備件，將PLC系統更換成型號為AB SLC5000系列產品。

步驟2.6.3：上位機組態(tài)改造：為了配合PLC控制系統改造，現使用的上位機組態(tài)軟件為Ifix3.5系列，將上位機組態(tài)軟件更換為AB，RSview32系列產品，通訊方式采用ControlNet。

步驟2.6.4：工業(yè)電視監(jiān)控系統：原有工業(yè)電視監(jiān)控系統已經使用十年以上，視頻模糊，為了翻車機卸車線系統提速后的安全考慮，建議拆除原有工業(yè)電視監(jiān)控系統，更換為6頭2尾高清工業(yè)電視監(jiān)控系統，對翻車機系統中主要監(jiān)控點進行實時視頻監(jiān)控，保證翻車機系統運行的安全性。

步驟2.6.5：變頻柜與控制柜：翻車機本體、遷車臺及推車機變頻器目前采用西門子6SE70系列變頻器，已經使用十年以上，屬于市場淘汰產品，無法訂購備件，一但出現故障，整個翻車機卸車線系統將無法正常運行，嚴重影響生產。將原有翻車機本體、遷車臺及推車機變頻柜與控制柜整體拆除，重新設計并制作變頻柜與控制柜，翻車機本體與推車機變頻器選用AB PowerFlex800系列產品，遷車臺變頻器選用AB PowerFlex800系列產品，與PLC通訊全部采用PROFIBUS—DP總線方式，驅動形式采用1拖2方式控制。

步驟2.6.6：檢測元件：為了保證整個翻車機卸車線系統提速后的安全性與自動化運行，建議更換翻車機系統所有就地檢測元件，采用專用于翻車機系統的JHK系列二代非記憶型磁接近開關，系統中所有光電開關采用圖爾克產品。同時為了保證整個翻車機卸車線系統提速后的安全性與自動化運行，必須恢復撥車機光電編碼器功能，采用絕對值型總線式光電編碼器，與PLC通訊采用PROFIBUS—DP總線方式。

步驟2.6.7：電纜改造：因多年使用，大部分移動電纜已經老化并裂紋，容易發(fā)生短路，對運行、檢修人員及設備造成安全隱患。目前翻車機系統中移動部分電纜安裝固定采用電纜滑車形式，導致電纜排布密集，磨損嚴重，相互干擾。該安裝形式已經被市場淘汰。為了保證翻車機卸車線系統整體提速后安全穩(wěn)定運行，徹底消除因為移動電纜老化造成的安全隱患，根據目前移動專用電纜市場行情、質量與性能進行重新設計選型，改變撥車機、遷車臺及推車機移動部分電纜的敷設與安裝方式，將移動部分的拖纜改為拖鏈形式，延長移動電纜的使用壽命。

請參見附圖5所示，在所述的步驟2.6.7中，還包括如下分步驟：

步驟2.6.7.1：移動部分電纜的安裝方式采用拖鏈和帶滑條導向槽安裝敷設方式。

步驟2.6.7.2：將系統中所有地面部分的舊電纜全部拆除，重新敷設新電纜，地面部分固定敷設的動力電纜與控制電纜全部采用國內知名品牌的鎧裝電纜。

實施例1：

1、計劃提高翻車機綜合卸車能力至22節(jié)/時。

2、重新制作重調機，利舊使用原走行驅動裝置；更改重調機結構形式及撥車臂升降方式，優(yōu)化系統卸車工藝。

3、提高翻車機本體翻轉速度。

4、重新制造前后梁體，優(yōu)化油缸根部鉸接處結構，杜絕出現焊縫開裂現象，為提速升級做好保障。

5、更換已磨損的翻車機本體回轉軌道及托輥裝置。

6、將翻車機泵站、閥站移至地面，增加6根上機軟管、相應的機上硬管及泵站地面供電電纜，增大液壓流量，提高壓靠車速度。更換管路、油缸密封件及重新調試液壓站。

7、提高遷車臺運行速度，改銷齒傳動為齒輪齒條轉動，保證提速后的運行平穩(wěn)性；增加遷車臺驅動功率以保證提高足夠驅動力，由原來的2×7.5kw提高至2×15kw，更換相應驅動裝置。

8、提高空調機運行速度，更換相應驅動裝置；增大驅動功率2×45kw為2×75kw，設置鼓型制動器，保證除制動器、聯軸器外與重調機驅動裝置的互換性；更換車鉤裝置，設置自動提銷，保證空調機不溜車。

9、重新制作PLC控制柜，原PLC系統為11303系列，為市場淘汰產品，目前無法訂購備件，更改為AB Logix5000系列產品。

10、將更換AB ,RSview32系列產品，采用EtherNet/IP通訊方式。

11、拆除原有視頻模糊的工業(yè)電視監(jiān)控系統，更換為6頭2尾高清工業(yè)電視監(jiān)控系統，對翻車機系統中主要監(jiān)控點進行實時視頻監(jiān)控，保證翻車機系統運行的安全性。

12、原翻車機本體、遷車臺及空調機變頻器目前采用西門子6SE70系列變頻器，已經使用十年以上，屬于市場淘汰產品，無法訂購備件，一旦出現故障，整個翻車機卸車線系統將無法正常運行，嚴重影響生產。將原有翻車機本體、遷車臺及空調機變頻柜與控制柜整體拆除，重新設計并制作變頻柜與控制柜，翻車機本體、遷車臺與空調機變頻器選用AB PowerFlex750系列產品，與PLC通訊全部采用PROFIBUS—DP總線方式，驅動形式采用1拖2方式控制。

13、更換翻車機系統所有就地檢測元件，采用專為翻車機系統設計研發(fā)的JHK系列二代非記憶型磁接近開關，系統中所有光電開關采用圖爾克產品。

14、為了保證整個翻車機卸車線系統提速后的安全性與自動化運行，必須恢復重調機光電編碼器功能，采用絕對值型總線式光電編碼器，與PLC通訊采用PROFIBUS—DP總線方式。

15、電纜改造：移動部分改電纜滑車形式為拖鏈＋帶滑條導向槽安裝敷設方式；將系統中所有地面部分的舊電纜全部拆除，重新敷設新電纜，地面部分固定敷設的動力電纜與控制電纜全部采用鎧裝電纜。

步驟9中，9.1、PLC系統采用AB公司Logix5000 系統，并配置UPS不停電電源裝置，在保證安全的前提下，使用24v輸入輸出模塊，所有驅動電機電流、液壓壓力、設備位置都將通過Profibus DP采集送至PLC并顯示在上位機畫面上。編程軟件采用LOGIX5000系列編程軟件，監(jiān)控軟件采用review32中文最新版（正版），標簽點數在滿足上位機監(jiān)控畫面的基礎上有100%剩余數。監(jiān)控畫面在保修期內可以按需方要求增加功能。上位機與PLC通訊應采用以太網的通訊方式。

9.2、翻車機作業(yè)線采用微機全自動、集中手動和機旁手動三種控制方式,能夠有效提高翻車機整體運行效率。每種控制方式可任選并相互閉鎖。

9.3、為了維護、測試、檢修和安全需要所裝設低壓電器帶防觸電隔離，能將所在回路與帶電部分有效地隔離。

9.4、操作室設置事故緊急處置按鈕和預告信號裝置。控制屏面板上的電氣元件按控制順序布置。一般控制系統設置顯示設備工作狀態(tài)的信號。

9.5、翻車機系統的開關、接觸器、中間繼電器、按鈕、指示燈、接近開關、極限開關等確保工作可靠,采用施耐德品牌。接線端子采用維德米勒產品。

9.6、自動控制、聯鎖控制或遠方控制的電動機，應有就地控制和解除遠方控制的措施，當突然起動可能危及人身安全，應在機旁裝設起動預告信號和應急斷電開關。

9.7、操作臺應配置必要的聲光報警信號，在翻車機控制室和遷車臺控制室外應提供設備起動預告鈴。

9.8、在翻車機、遷車臺及重車調車機的控制臺上設緊急停機按鈕。

9.9、設備之間的聯鎖和保護應確保安全。

9.10、重車調車機控制應留有與入廠煤取樣裝置聯鎖保護接口，取樣裝置工作時，重車調車機不能牽引重車列。

9.11、為了保證整個翻車機卸車線系統提速后的安全性與自動化運行，必須恢復重調機光電編碼器功能，采用絕對值型總線式光電編碼器，與PLC通訊采用PROFIBUS—DP總線方式。

9.12、根據技術規(guī)范和工藝要求重新進行控制系統設計和組態(tài)，并提供PLC組態(tài)框圖、配置清單、PLC網絡分布圖等 。

9.13、改造后PLC采用中文界面梯形圖形式進行編程，所采用的編程技術在邏輯關系的表達上具有最大的清晰度，并具有操作的靈活性和修改程序的方便性。

9.14、logix5000系統中所有模塊是插接式的，便于更換。系統中任一模件的故障或更換操作，不影響其他模件的正常運行，且不發(fā)生誤動。

9.15、logix5000系統CPU、I/O模塊和外圍設備間的通訊采用PROFIBUS—DP總線通訊保證高度可靠性。

9.16、人機接口站具有抗干擾、防輻射能力，其軟件和硬件等配置滿足通訊接口兼容和安全穩(wěn)定運行的需要。

步驟11中，翻車機系統中的主要監(jiān)控點主要包括以下幾處：

11.1、重車調車機原位落大臂位置。為提高設備的整體運行效率，改造后大臂僅距翻車機2.5m，此處設立監(jiān)控點能夠及時發(fā)現大臂下方是否有人員及影響大臂降落的物品，發(fā)現危險情況能夠立即停車。

11.2、遷車臺與重車線對準位置。此位置主要監(jiān)測遷車臺與重車線是否對準，避免因軌道未對準造成的車皮掉道事故。并具有監(jiān)測是否有人員在重車線附近。

11.3、遷車臺與空車線對準位置。此位置主要監(jiān)測遷車臺與空車線是否對準，避免因軌道未對準造成的車皮掉道事故。并具有監(jiān)測是否有人員在空車線附近。

11.4、翻車機下方煤溝位置。設備改造后運行效率提升很多，需監(jiān)測煤溝內煤是否堆煤箅子上方，翻車機翻轉過程中是否能夠碰到煤堆。

11.5、重車調車機抬大臂位置。設備改造后由原來單大臂改為雙大臂，前大臂距離遷車臺近，后大臂距離翻車機近，監(jiān)控點設在此處能夠及時發(fā)現大臂升起是否對周圍設備及人員造成傷害。

11.6、重車調車機人工摘鉤位置。設備改造后整列火車位置前移，人工摘鉤位置處于操作人員視野死角。設立監(jiān)控點能夠及時掌握摘鉤人員位置，及工作進程，有效提高設備運行效率。

步驟12中，12.1、AB PowerFlex750系列產品為市場上最新型產品，易于使用，方便集成，運用靈活，故障率低的特點，能夠有效保證備件供應及設備的正常運行。

12.2、AB PowerFlex750系列產品支持多種通訊網絡，包括Contaol NET、DeviceNET及Profibus DP能有效與整個DP網絡相連，增強了系統的通訊效率，提高整個設備運轉效率。

12.3、AB PowerFlex750系列產品的保護功能。

AB PowerFlex750系列產品具備失速保護功能。

AB PowerFlex750系列產品具備欠勵保護功能。

AB PowerFlex750系列產品具備急停保護功能。

AB PowerFlex750系列產品具備電機斷軸保護功能。

12.4、AB PowerFlex750系列產品具有各自單獨的操作面板，位于變頻器上，能夠提供中文參數顯示，易于觀察與操作。

綜上所述，本發(fā)明使預計使用十年以上的未改造設備的設備壽命均提高到二十年以上；改造后系統翻卸能力將提高至22節(jié)/時，較現有15節(jié)-16節(jié)/時處理能力至少提高420噸/時；按20時/天工作制，則提高8400噸/天，經濟效益可觀；由于電控上PLC、變頻器、檢測元器件及電纜均已更換并采用新產品、新工藝，滿足全自動操作要求，安全及可靠性得到極大提高。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用附屬在其他相關產品的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。