一种门座起重机回转自动锚定装置

李 祥

张家港港务集团有限公司港盛分公司

1 引言

某港口主要从事煤炭、矿石等散货装卸作业，其10台门座起重机(以下简称门机)回转机构均采用老式的常开卧式块式制动器，回转锚定装置为销轴配合锚定板结构，销轴采用螺杆螺母升降或手柄翻转驱动，锚定插销与锚定板安装位置在回转中心滑环内或回转圆平台处。每次回转机构锚定时，至少需要2人相互配合、反复调整回转角度才能完成。回转锚定操作在使用中存在3个方面问题：①回转机构制动器是常开的，大风天气，人员离开驾驶室锁紧回转的过程中，门机会被风吹动转动一定角度；②部分设备锚定坑位于回转中心滑环内，回转锚定配合对位人员需要在中心滑环不断电情况下进入，存在较大安全隐患；③锚定操作和回转操作位置分离，回转锚定过程2～3人才能完成。为提高操作便捷性及安全性，研发了门机回转自动锚定装置。

2 研发思路

研发回转自动锚定装置的目的是减少锚定操作人员数量，提高回转对位操作的便捷性及精准度，因此对日常操作过程进行细化：①1名操作人员先到正驾驶室将门机回转到锚定坑附近位置；②1名配合锚定人员松开回转刹车并走到圆平台处观察锚定与坑的当前位置，查看后告知操作人员向左或向右回转；③操作人员在配合人员指引下不断调整回转位置，直到锚定坑与销轴完全对位；④配合人员操作手柄放下锚定，锚定放下后，该配合人员到锚定坑位置，确认锚定完全进入锚定坑后整个操作结束。

分析锚定操作过程可知，回转自动锚定需要实现锚定对位、锚定销自动收放、锚定销入坑检测3项主要功能。研发完成后，回转自动锚定只需驾驶室的1名操作人员即可完成，操作过程中的对位及入坑检测通过信号灯判断，锚定销轴的下放和提起由执行机构替代，锚定位置调整及锚定状态与回转动作联锁。

3 技术方案

3.1 锚定对位

回转锚定销轴与锚定坑对位精度要求较高，故在回转机构以上部位加装2只传感器作为锚定销位置标识感应探头，回转机构以下部位安装弧形金属片作为锚定坑位置标识探测区，2只感应探头与驾驶室操作台上的2只指示灯相对应，2只指示灯同时点亮即表示锚定销与锚定坑完全对位，左侧指示灯不亮提示操作人员应做左回转操作，右侧指示灯不亮提示操作人员应做右回转操作(见图1)。

1.弧形金属片 2.左回转接近开关 3.右回转接近开关 4.中心滑环

3.2 锚定销自动收放

锚定销收放可以通过电液推杆、电动推杆、丝杆千斤顶、液压油缸等执行机构完成，本着简单、实用、维护方便的原则，充分考虑现场环境后选择了丝杆千斤顶作为锚定销升降的执行机构。考虑到锚定销与锚定坑发生轻微干涉后仍能自动提起，锚定收放装置额定拉力按100 kN设计。

丝杆千斤顶自身具备自锁功能，但门机晃动会造成丝杆缓慢下降，故选用常闭电磁制动器电机；电机自带手动制动解除功能，设备发生停电后能通过手动方式解除制动；丝杆千斤顶驱动机构自带手轮，停电或机构故障时能手动升降。

丝杆升降限位采用PR30接近开关检测，该接近开关感应距离远、灵敏度高、调整方便。丝杆上端加装螺母防止丝杆向下脱出，同时螺母兼做接近开关感应块，丝杆下部安装起重链固定的节叉。锚定销和丝杆千斤顶采用G80镀锌起重链连接，满足等强度要求，链条长度根据现场实际自由截取(见图2)。

1.制动电机 2.手动打开轮盘 3.丝杆千斤顶 4.G80起重链 5.锚定销 6.限位开关 7.升降丝杆 8.完全锚定检测限位

3.3 锚定销入坑检测

锚定坑下部加装限位开关，用于锚定入坑深度检测，检测开关与回转机构联锁，锚定状态在操作台上有指示。执行回转锚定操作后，锚定销在丝杆千斤顶牵引下沿重力方向向下移动，锚定销是否完全进入坑通过加装在锚定板下方的限位开关检测，完全锚定后操作台上的指示灯亮起，提示操作人员已进入锚定状态。

3.4 电气控制设计

(1)控制开关。操作台上安装2只绿色指示灯、1只红色指示灯、1只旋钮开关。2只绿色指示灯用于旋转方向指示，红色指示灯用于锚定状态指示，手动旋钮开关用于回转锚定和起锚操作。

(2)限位开关。升降丝杆处安装2只接近开关用于丝杆电机上下极限限位检测，锚定坑处安装1只限位开关用于锚定状态检测及锚定深度确认指示，回转中心滑环处安装2只接近开关用于回转方向检测，回转转动方向与操作台的2只绿色指示方向一致。

(3)电控系统。电气控制系统结构见图3。接近开关、旋钮开关信号同时接入主控PLC，左、右回转方向与左、右接近开关(指示)互锁、联动；回转锚定后操作台上锚定状态指示灯、左、右回转指示灯亮起、操作手柄回转机构无任何动作；起锚状态左、右回转只能按指示灯的提示在锚定区域内沿一个方向转动。

图3 电气控制结构图

4 结语

该套回转自动锚定装置成本较低、实用性强，现场选取了2台不同结构的回转锚定进行改造，实施后回转锚定操作由原来的2～3人减少到1人，达到了节省人力、提高安全性的目的；使用中回转方向识别与定位指示简单明了，简单培训后即可熟练操作，操作方便可靠，具备一定的推广价值。