早期转子式翻车机系统对C70敞车的适用性分析

刘树明，张雪峰

(华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂，黑龙江 齐齐哈尔 161041)

0 引言

目前，新型C70型敞车在铁路上的使用范围越来越广，使用数量也越来越多，已逐步取代C60型敞车。鉴于此，早期转子式翻车机能否适用于翻卸C70型敞车将成为输煤系统能否正常运行的关键。为了确认早期翻车机系统对C70型敞车的适用性，现以华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂ZFJ－100型转子式翻车机为例，就翻车机系统的几个主要相关部件的设计参数对C70型敞车的适应性进行分析。该厂ZFJ－100型转子式翻车机为武汉电力设备厂1983年生产的第1代产品，具有一定的代表性。

1 翻车机本体

1.1 翻车机本体金属结构

富拉尔基发电厂的ZFJ－100型转子式翻车机至今已使用27年，期间虽经多次技术改造，但翻车机本体金属结构未做改动。翻车机本体结构原机械设计强度和刚度的安全系数为2.0～2.5，设计的额定翻卸量为 80.000 t，最大翻卸量为 80×1.25=100.000(t)，实际许用的最大翻卸量可达160～200 t。而C70型敞车的载质量为70.000 t，自身质量为23.500 t，合计 93.500 t，在许用范围内，能满足翻卸要求。

为确保翻车机设备安全生产，需对翻车机本体转子构架进行更新加固改造，具体改造内容包括:更换翻车机下部纵梁、横梁及其相关的支撑和斜撑，将平台与横梁焊接在一起，使平台、圆盘、纵梁和横梁组成一个刚性回转架，可大大增加翻车机的强度和刚度，以确保翻车机在翻卸C70型敞车时的安全性。

1.2 液压系统

1.2.1 夹具高度

C70型敞车的车体高度与C60系列车型的车体高度相差不大(C70型敞车高10 cm左右)，而目前夹具机构的实际净空高(相对于C60系列)约45 cm，所以，在夹具机构高度方面能满足C70型敞车的要求。

1.2.2 系统压力

由于C70型敞车高度增加，压车行程变短，压车时间虽然提前，但由于液压系统压力不变，压车力也维持不变，完全能满足C70型敞车的压车要求，无需调整。

1.2.3 液压缸强度

早期的转子式翻车机液压系统液压缸大多采用SHGK01－100/56E/3611液压缸，压力等级为21 MPa，额定承载量为11.300 t，最大许用承载量为14.125 t，正常情况下完全能满足翻车机翻卸C70型敞车的要求。当遇到冻煤，整车煤都无法翻卸时，此时液压缸的最大承载量为93.5÷8×1.2=14.030(t)，非常接近最大许用承载量，长时间运行将增加现场的不安全性，缩短液压缸的使用寿命。因此，为确保安全，将液压缸更换为125/70E并带液压锁的液压油缸。

1.3 驱动装置

1.3.1 减速机

减速机设计系数为额定承载量的1.5倍，即80.000 ×1.5=120.000(t)，能满足 C70 型敞车要求，但在翻卸量增加30%的情况下，可改用变频调速方式减小启、停过程中对减速机的运行冲击，以保证减速机正常、可靠运行，延长减速机的使用寿命。

1.3.2 电动机

电动机设计系数为额定载荷的1.25倍，所用电动机通常为绕线式异步电动机，启动转矩为额定转矩的2.2～2.5倍，在正常情况下应能满足C70型敞车的翻卸要求。当超载或机构摩擦阻力增加时，有可能出现翻卸困难的情况，根据现场实际使用状况，最好改用变频调速。在容量保持不变的前提下，可增加20%的启动转矩，完全可满足C70型敞车的翻卸要求，从而也能较好地减轻启、停过程中对减速机的冲击，以使翻车机本体的运行达到最佳工作状态。

1.4 本体靠车梁

早期转子式翻车机均采用固定式靠板和移动平台，在整个运行过程中，靠车辆自重和平台的倾斜移动来达到靠车和定位的目的。在实际运行过程中，靠车和回位均会产生较大冲击，使用新型C70型敞车后，其靠车过程中冲击力大约为350kN，如此大的冲击力容易导致敞车及靠板受到损伤，也超过了铁道部所允许“车辆一侧侧墙立柱内侧总弯矩值不得大于235 kN”的规定。因此，在翻车机运行中极易对翻车机本体设备和车辆造成一定的损坏，为此建议将本体的靠车方式改为固定平台的液压移动靠板靠车系统，以满足新型C70型敞车的靠车需要，确保设备安全、正常运行。

液压靠板改造具体实施方案:首先拆除原有固定靠板及相关构件，拆除定推平台4套弹簧机构，吊出定推平台并进行测量检查，对变形和损坏部分进行整形和修补，在转子构架改造完之后，再将定推平台吊入并与下部横梁焊接固定。新的靠板分为3块，每块尺寸为2480 mm×307 mm×1900 mm，每块分别由2台油缸控制，油缸型号为HSGK－125/90 E－250，油缸工作最大工作压力设定为3 MPa。靠板靠出时，油缸无杆腔的压力油做功，在油缸推动下，靠板平稳地固定敞车，从而改变了过去用固定靠板来承受敞车冲击的弊端，延长了设备的使用寿命。

2 重牛

在早期翻车机系统中，重牛起着牵车和定位的作用。C70型敞车的车钩采用的是标准#17车钩，与早期重牛使用的#13车钩在实际运行过程中会发生干涉，影响运行过程的安全可靠性，需将早期重牛使用的#13车钩及头部进行改造，以满足C70型敞车钩的要求。

3 空牛

早期翻车机系统中的空牛车钩使用的特制平板型挡板在推车过程中无法满足C70型敞车钩的要求，长期使用会对C70型敞车钩造成损坏，所以，需对空牛车钩进行整体更换改造，以满足现场使用工况要求。

4 迁车平台

早期翻车机系统中的迁车平台各项技术指标完全能够满足C70型敞车的需要。

5 翻车机控制系统

早期翻车机系统电气控制系统大多采用继电回路组成的组合逻辑和时序逻辑，控制系统可靠性差、故障率高、自动化程度低，增加了运行维护人员的工作量，影响设备安全、可靠运行。

新型翻车机系统控制系统广泛采用了可编程控制器(PLC)系统，在高可靠性传感元件配合下，系统运行稳定、可靠并实现了系统全自动程序运行。

PLC控制方式具有控制准确、逻辑性强、调整方便、可扩充性强的特点;控制方式可实现自动和手动，其中手动又分为单机手动和远程集中手动，自动分为单机自动和全系统自动。

在PLC控制的基础上，翻车机系统还配备了阴极射线管(CRT)监控系统和事故自诊断系统。CRT系统与PLC进行双工异步通信，通过PLC采集翻车机系统的工况参数，将各设备工况实时显示在工控机屏幕上，运行人员可随时了解设备的运行状况，及时发现设备故障。该系统还提供各种综合管理功能，使翻车机运行操作和管理水平达到一个新的高度。

6 结束语

通过对富拉尔基发电厂2台ZFJ－100型转子式翻车机为适应C70型敞车所进行的改造可知，早期转子式翻车机系统各主要设备能够很好地适应C70型敞车，只需进行局部小范围的改造，便能正常翻卸C70型敞车。将变频技术应用于本体、重牛、空牛、迁车台等驱动部分;利用液压靠板技术取代老式移动平台靠板;将PLC控制、CRT监控和事故自诊断系统应用在翻车机系统电气控制系统上;将控制室内操作改为遥控操作等，这些新技术的应用可使早期转子式翻车机达到或接近新型翻车机的性能。