嵌入式数控系统软硬件体系结构
息会生
[摘 要]本论文研究的是宣钢2台DQLZ1500/1800·32型斗轮堆取料机在使用中，大车行走机构故障频发。2台DQLZ1500/1800·32型斗轮堆取料机供电划线出现压降大，导致电流超出允许值，造成供电线路、滑托头、开关、接触器等超负荷烧毁，安全滑线的绝缘层部分损坏，短路的现象发生，安全滑线支架变形及松动，严重影响供电可靠性。针对以上问题本文提出了改造方案及改造后的使用效果。1、用传统电力液压制动器替代自制动变频电机制动器，并简介了传统电力液压制动器与自制动变频电机制动器的优缺点，在作业环境较差情况下改用传统电力液压制动器堆取料机运行状况及使用后的效果。2、本文阐述了对堆取料机划线进行了合理的改造，以及改造后效果的对比。
[关键词]堆取料机、电力液压制动器、自制动变频电机制动器
中图分类号：TU131 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0176-02
引言
斗轮堆取料机是一种高效率的散状物料连续装卸、转运设备，主要用于港口、矿山、冶金等部门的大中型现代化散料贮料场作散料的堆取作业。它和翻车机、卸车机、料场带式输运机配成系统，实现物料堆取、转运、储存作业的机械化与自动化。
宣钢原料场2台DQLZ1500/1800·32型斗轮堆取料机配合翻车机卸车，并为15个配料圆盘上仓供料。随着2#360M？烧结机的投产，原料场的接卸外粉、上仓的工作量加大一倍，且宣钢的外粉种类多达20多种，堆取料机卸车及上仓作业时需要根据料种的位置频繁走位。1#2#堆取料机自2008年2月投产运行一年后，就开始出现大车行走机构三合一减速机吊耳掰掉导致减速机脱落、电机端盘开裂的现象，使堆取料机无法工作影响翻车机卸车或上仓。由于大车行走机构故障，导致堆取料机维护费用居高不下，每月仅制动器维护费用一项就达5万元。
原料储管车间堆取料机滑线2008年投入生产以来出现划线压降过大，导致电流超出允许值，造成供电线路、滑托头、开关、接触器等超负荷烧毁。安全滑线的绝缘层部分损坏，短路现象，安全滑线的部分支架严重变形及松动，严重影响供电可靠性，直接导致1#、2#堆取料机无法正常作业，影响翻车机与上料。由于滑线压降大，取料机行走时振动较大，春、秋两季划线由于气温变化出现弯曲变形的现象，及冰雪天气造成接触不良和短路的事故，滑托头由于发热，使联接处塑料烧损等现象。急需对N3、N4滑线进行重新选型改造。
目前现有滑线的载流量以不能满足生产的需要，需改造更换为载流量1250A安全滑触线，以保证正常生产（图1）。
二、宣钢原料场堆取料机制动系统改造实例
堆取料机走行机构由12组驱动车轮和8组从动车轮组成。每组驱动装置均由带有制动器，变频电动机、三合一减速机和主动车轮组等。
斗轮堆取料机在取料的过程中斗轮承受比较大的垂直于悬臂长度方向的水平力，即侧向力。这个力传到走行装置上就是一个比较大的水平方向上的支反力矩，而这个力矩最终是由走行装置来承受的。走行装置承受的水平支反力矩是有两部分组成。一部分是由驱动轮来承受在水平面内的延轨道方向的反力，因为驱动轮是制动状态。二是由所有车轮来承受在水平面內垂直轨道方向上的支反力。当堆取料机制动时轨道方向的水平力矩就传递到三和一减速机的自制动变频电机上，由于 12组电机制动器状况不同，有的刹片间隙小、有的刹片间隙大、有的制动器不工作，当需要制动时12个制动器不能同时工作或不能同步工作，造成参与制动的制动器或先制动的制动器由于负荷大损坏，且损坏的制动器不容易被职工发现，造成下次制动时制动器数量减少，至使制动系统恶性循环，使参与制动的制动器在短时间内全部损坏。
堆取料机12组制动器采用自制动变频电机，变频电机制动系统的整流桥、制动器、刹片等元器件属消耗品，且日常维护工作量大，故障率高，发生故障后，需要钳工更换制动器，并按照技术要求调节刹片的间隙，并使12个制动器的间隙误差必须在指定技术要求内，否则就要产生制动不同步的现象，加速其它制动器的损坏。堆取料全天24小时不间断工作，当夜间三合一减速机掰掉后，很难组织起来有力的抢修队伍，常导致一台堆取料机因为制动器损坏，使堆取料机所在的一个系统停产一夜，给原料场生产组织带来极大的难度。
为了改变自制动变频电机制动器事故频发及查找故障难的特点，进过多次论证比较后，堆取料机制动器改用传统的电力液压制动器。电力液压推动器工作原理比较简单，传动机构通电传动时，电动液压推动器提前5S得电，克服制动器的弹簧力，使得制动器闸瓦与传动抱闸轮脱开，传动机构断电时，电动液压推动器同时断电，在制动器的弹簧力作用下，制动轮与传动抱闸轮摩擦制动，最终达到制动的目的（图2）。
2011年9月把堆取料机的大车行走的四个被动轮改为带φ500抱闸轮的行走轮，电力液压制动器根据行走机构的具体结构安装在适当的位置并用筋板加固满焊以保证其强度。当堆取料机需要制动时，四个抱闸轮同时制动，由于电力液压制动器在宣钢应用有40多年的历史，职工对器原理相当熟悉，电力液压制动器本身也维护直观方便，故障容易及时排除，故障容易发现的特点，给维护保养带来了极大的方便，使事故率几乎为零，因此解决了堆取料机制动事故频发的难题，为翻车机卸车、堆取料机上仓提供了有力的保障。
根据原料储管车间测得数据，变压器低压为415V，滑线末端（堆取料机处电压）为375V-370V压降为9.6%-10.8%，按照电气设计规范供电端至电机接线端子的压降应不大于8%，而原料储管车间的压价明显超出设计规范，可见原设计滑线截流量较小或供电方式不合理。因此根据电气设计要求选用截流量较大的1250A安全滑触线满足设计要求，以便在实际使用当中减少事故。
由于滑线与堆取料机滑托头钢结构支架设计不合理，强度不够，堆取料机行走时晃动较大，使滑线与滑托头接触不良造成打火烧损。根据力学原理重新设计制作强度较高的支架，减少振动，避免接触不良打火烧损换线及滑托头。endprint
由于原滑线膨胀节不适合在露天及尘土污染较重的料场中使用，导致膨胀节内填满精粉后无法收缩或拉伸，使春、秋两季滑线由于气温变化出现弯曲变形的现象，导致堆取料机无法正常工作。通过选用抗尘性较好、伸缩量为15mm的新型膨胀节来代替解决原膨胀节解除膨胀节不工作的问题。
由于原滑托头容量小发热量较高导致联接套融化变形，使滑托头脱落，造成事故。通过研究计算选用1500V的滑托头，可以保证联接套不应滑托头热量变形，从而解决了滑托头受热脱落的故障。
根据标准图集样式，提前制作滑触线角钢支架，支架采用50×5角钢制作，长度0.8米/个，断料应用锯，断料长度误差小于5㎜，角钢支架钻孔，用电钻或冲床冲孔，孔径不大于螺栓直径的1.5㎜，相间孔距80㎜。
角钢支架孔采用长眼方式，以便安装时进行水平调整，角钢支架做好后，进行了防腐、防锈处理。
角鋼支架安装时在将原滑线及支架拆除后进行，支架安装1.5米间距，用焊接方式固定在钢梁上，安装水平误差小于1㎜。水平误差
三、改造后效果及改造前主要讨论问题
堆取料机自重398吨，由12个自制动变频电机制动，由于走位频繁和惯性较大，加上自制动变频电机制动器使用状况不同，导致制动不同步造成制动器容易损坏。制动器又有维护工作量大，故障率高，发生故障后处理较为困难的特点，职工对其原理技术要求及维护技能掌握不透彻，维护起来有难度，这使堆取料机制动系统事故频发的重要原因。
进过反复尝试选择合适的底座和被动轮把堆取料机被动轮改为带制动轮行走轮，并对电气系统进行改造以提供380V电压。改造后减少了制动轮数量，解决了由于自制动变频电机制动抱闸由于刹片间隙调整不合理和损坏的抱闸不易被发现造成12个抱闸不能同时工作。由于只有四个电力液压制动器工作，制动器工作不同步的问题解决起来要比12个变频电机制动器容易的多。改用较直观、原理较为简单电力液压推动器后，便于岗位工便于调试，维修人员便于维修。
根据电力液压制动器实际使用及技术要求，电力液压制动器都是安装在减速机输入前的位置，即常说的快轴，安装在堆取料机主动轮改的制动轮上，即慢轴强度是否能达到标准，成为改造前讨论主要焦点。通过进过简单的计算、和改造后的试运行，其强度能够满组要求，在使用半年后没有发生过任何事故，这为电力液压制动器的使用开创的新的篇章。
解决了由于滑线压降过大，导致电流超出允许值，造成供电线路、滑托头、开关、接触器等超负荷烧毁。解决堆取料机行走过程中，由于振动较大导致滑线与滑托头接触不良，使滑线与滑托头打火烧损。解决了春、秋两季划线由于气温变化出现弯曲变形的现象，及冰雪天气造成接触不良和短路的事故。更换大容量滑托头，解决了滑托头由于发热，使联接处塑料烧损导致事故。
堆取料机滑线整体改造后，减少了事故，尤其是夜间滑线烧损、放炮等事故，减少了抢修费用及职工劳动强度，使职工更好的投入到设备操作当中，使职工身心愉悦的工作，为构建和谐宣钢做出贡献。
结束语
由于变频电机制动系统的整流桥、制动器、刹片等元器件属消耗品，每月备件费用为7万元，一年84万元，而行走制动轮一次投资为4万元，一年内只需要更换一次抱闸皮费用为2000元。因此一年内可节约备件费用80万元，并减少了1#2#堆取料机事故停机率。
由此可见在恶劣的工矿条件和职工技术水平相对底的条件下传统的电力液压制动器更加适合实际生产的需要。
经济效益分析
（1）、节约滑线备件费：年效益为1.7万×12 =20.4万
（2）、节约材料费：年效益为20000元×12 =24万
（3）、节约维修费用：经济效益为16小时×（10人×100元）=1.6万
（4）、节约倒运费： 2万吨×2.65元=5.3万
合计：20.4万+24万+1.6万+5.3万=51.3万
参考文献
[1] "徐灏".机械设计基础（M）北京机械工业出版社.
[2] "杨可桢"程光緼机械设计基础北京高等教育出版.
[3] "电工手册+编写组F电工手册（A）F上海&科学技术出版社".endprint
