秦皇岛港煤四期翻车机系统综合更新改造

徐光军

摘要：秦皇岛港是世界最大的能源输出港，年下水煤炭占全国总下水煤炭的40%左右。秦港煤四期工程年吞吐量约占我港煤炭输出总量的30%，在我港煤炭装卸生产中的地位举足轻重，已连续高位运行17年。近年来，系统作业效率低下，突发故障率居高不下，尽管采取了很多技术措施，设备故障仍比较多，且有些问题无法从根本上解决，已严重影响煤四期翻车机系统正常接卸煤炭业务，为改善设备技术状况，对煤四期翻车机系统更新改造势在必行。

关键词：翻车机；更新改造

秦皇岛港是世界最大的能源输出港，年下水煤炭占全国总下水煤炭的40%左右。秦港煤四期工程年吞吐量约占我港煤炭输出总量的30%，在我港煤炭装卸生产中的地位举足轻重。

其中，3#/4#翻车机于1996年投产，2003年进行了主梁钢结构更新改造，已连续高位运行17年；预留线5#翻车机建于2003年，也已连续高位运行10年。3台翻车机的年平均利用率高达55%以上，始终处于超负荷运转状态。仅最近三年，三台翻车机累计卸车约2亿吨，大大超出额定设计能力。设备超负荷运行加剧了翻车机主体钢结构的疲劳和状态的恶化，翻车机及定位车系统主要部件和机构老化状况加剧，钢结构磨损锈蚀、变形、开裂问题时有发生；驱动、液压、电控系统部件老化问题突出，技术水平日趋落后，系统故障率曾显著上升趋势；且定位车、夹轮器、给料系统在老化严重的同时，在设计参数上更是难以匹配接卸C80万吨以上大列的作业需求。尽管采取了很多技术措施，设备故障仍比较多，且有些问题无法从根本上解决。近年来，系统作业效率低下，突发故障率居高不下，已严重影响煤四期翻车机系统正常接卸煤炭业务。

无论从巩固秦皇岛港在煤炭运输市场的地位，从适应铁路运输的要求，从改善设备技术状况等方面来看，对煤四期翻车机系统更新改造势在必行，而且越早越能够争取主动。

本次改造的主要项目包括：翻车机主体结构及其配套设施；定位车及其配套设施；轨道衡、夹轮器；全套的供电系统、控制系统、通信系统；改扩建设施的基础加固、优化。

1.充分吸取煤三/四/五期三车翻车机改造经验及设计优缺点，对系统各相关机构进行重新设计与优化，整体进行更新。

1.1重新设计、优化翻车机结构，变单梁双端环铰接式三车翻车机为三大梁双端环固接式三车翻车机结构。在各梁与端环相交的部分均采用了变截面的圆滑过渡设计，各梁之间均采用两组联系环固定用于将各梁连成一体，在充分保证刚度的前提下使钢结构整体受力处于较低水平。

1.2优化翻车机驱动装置。采用六极电机，将电机的输入转速降低，将减速机用传统的固定把和结构连到底座上以保证结构的稳定，同步轴布置于减速机的第二级轴上。将同步轴的转速由最高1488r/m降低到了450r/m，进一步改善同步轴的动平衡状态，降低同步轴的调整难度。驱动系统各构件的合理布置很好解决了现场维修空间紧张、拆装难度大的问题。

1.3改进压车、靠车机构。将压车油缸把到底梁平台上，油缸外露在底架外部，并将维护平台通到各油缸处。改进靠车机构，将靠车机构的油缸作用在侧梁上，靠板支架作用于平台上。靠板采用凹槽结构，解决靠板侧电磁脉冲的布置问题倾翻侧压车梁穿过靠板以保证靠板具有足够的宽度；靠车板承压面采用了特种缓冲橡胶板结构，有效改善对车皮立柱的冲击和磨损。

1.4改进端环轨道、缓冲和托辊装置。将轨道由A120非焊接轨道改为A150整体焊接式轨道，增加承压宽度，进一下降低轮压水平，显著改善托轮经过轨道接头时产生的冲击。承载托辊采用了宽窄踏面的结构进行有效轴向定位和轴向变形补偿，尝试尽量不用两侧地面定位止档。采用新型摆杆式缓冲装置，直接安装于端环上部，既简单可靠，又有效防止托轮下部淤煤。

1.5对翻车机液压系统进行优化设计。液压泵由内置柱塞泵变为外置叶片泵，在满足系统使用要求的前提下，大大方便了日常维护；将压车、靠车油缸与控制阀块一体式集成外露式结构变为控制阀块与油缸分体，阀块独立集中设计，并加设整体式不锈钢防护罩形式。既极大方便了日常维修、调试需求，又有效改善了控制阀块组的锈蚀和积煤工况，保证了系统的清洁度，延长了阀件的整体使用寿命。

2.对给料系统进行系统优化

2.1采用双层格栅篦子代替原有的单层篦子结构，即有效缓冲物料冲击磨损又便于维护更换。

2.2在二层格栅篦子上部四周导料板与顶层混凝土承台下底面间设计、安装整体封闭式钢制挡煤墙结构，作业时将产生的煤尘与二层地面及相关设备有效隔离。

2.3对给料闸门进行优化改造，将原有平板式闸门与滑道间由滑动摩擦优化为滚轮滚动摩擦。原驱动齿轮、齿条传动机构优化为销轮、销齿传动，有效降低了传动力矩，保证了传动平稳性和可靠性。

2.4给料器支撑钢结构进行了防共振优化设计。确保支撑钢结构固有频率有效让开给料器电机的工作频率范围，有效改善了给料器支撑机构工作平稳性和运行寿命。

2.5给料器头部设计了一种多功能可调式溜槽结构，可方便调节落料口开度。在保证正常给料的前提下有效控制给料煤头并最大程度减少溜煤面衬板磨损。

3.重新设计、优化定位车车体、驱动单元，将使其满足接卸2万吨整体大列的要求

3.1根据牵引2万吨大列的工况要求，将定位车驱动由8台75Kw增加为12台 90kw；行走轮跨距由11.935米增加至15.273米。

3.2对定位车主体钢结构截面尺寸进行优化，对主牵引臂箱梁尺寸相应增大，以满足牵引2万吨大列的工况要求。

3.3对定位车支撑及驱动导向结构及基础进行优化改造。将定位车行走/导向支撑梁由分体式预埋板式结构变为支撑与导向轨道一体式安装的整体轨道梁结构。行走轨道支撑面、导轨体工作面全部采用车间予组装、调整后，整体进行机加工处理。现场只需进行整体安装找正定位后，即可进行整体浇筑处理，有效保证了制造、安装精度和整车的运行平稳性。齿条与导轨体间采用承载定位隔套受力和螺栓连接结构，保证了连接和承载的可靠性。

3.4行走轨道型号由QU100调整为A150重轨，进一步改善其承压能力。首次采用了国际先进的柔性轨道技术，在定位车长期高频往复行走工况下，有效改善轨道与承载钢底座间的均匀受载和运行冲击，以及轨道压板螺栓的交变受载和防松问题。

3.5定位车行走距离按照列车头部1个机车牵引一万吨整列、定位车一次将机车推出翻车机房并能接上电力接触网的作业方式综合设计。最大走行范围由 105米延长至140米，有效提高了卸车作业效率和电能损耗。

4.对夹轮器重新布置，布置数量、夹紧力按满足接卸20000吨列车要求设计优化

夹轮器采用自动平衡找正功能的结构设计以及新型的悬挂式浅基座深基坑式结构，确保运行稳定，便于维修及检查。

5.翻车机抑尘系统由原来的非冬季工况采用喷淋式洒水抑尘

冬季工况采用干式除尘器抑尘优化为目前先进的适合全天候工况的干雾抑尘系统。即达到有效的抑尘效果，又有效节约用水，改善现场作业环境。

煤四期翻车机系统综合更新改造工程作为2013年股份公司1#重点工程，在充分保证股份公司煤炭作业吞吐量不降低的前提下，在1年内优质高效，安全地完成煤四期三台翻车机系统的机、电、液及土建的改造工作，创造了秦港翻车机改造的历史记录。改造后，翻车机系统的主要性能参数、技术指标进一步改善：

5.1卸车效率：25-30个循环/小时（不解列作业翻卸C80），实际台时产量：由4881吨/小时提高至5600吨/小时，实现了与煤四期卸车皮带线提速扩能改造工程的良好匹配；接卸单列105节C80车皮作业时间由105分钟提升到90分钟，沿线皮带运转时间减少15分钟。其卸车效率得到了显著提升，系统运行能耗得到了进一步降低。

5.2 2014年，卸车生产连续创下多项记录，共计打破公司单班卸车记录、昼夜卸车记录、月度卸车记录以及集团月度生产记录共计13次。先后实现单班卸车1968车，昼夜卸车3312车，月度日均卸车2835车，月度生产任务734万吨的新记录。全年卸车7630万吨，为公司和集团生产做出了突出贡献，发挥了显著效果。

参考文献：

[1]乐金荣.翻车机系统的发展和在我国港口的使用状况.港口装卸，1997（5）：4-7.

[2]赵连琦.国内外翻车机设备的发展及使用简介.1998（4）：18-20.

[3]宋继尧.从秦皇岛港煤码头工程卸车系统看翻车机的技术进步.港工技术，1997（4）.

[4]机械设计手册编委会， 机械设计手册， 北京： 机械工业出版社， 2004.