余德洋

（上海華新麗華電力電纜有限公司，上海 201802）

1 引言

成纜設(shè)備是電線電纜行業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極其廣泛且非常重要的設(shè)備，用于絕緣芯線的絞合，使其符合電纜生產(chǎn)的工藝規(guī)定。而線盤的上下盤裝置是成纜設(shè)備的重要組成部分，用于電纜線盤的裝卸。本文以3150 型成纜設(shè)備為例。

該設(shè)備已使用近20 年，原上下盤裝置采用液壓系統(tǒng)。隨著使用年限的增加，液壓系統(tǒng)劣化失能與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)之間的矛盾日益突出，安全生產(chǎn)失去了保障。液壓油泄漏不僅浪費(fèi)大量能源，而且給周圍環(huán)境帶來(lái)極大的環(huán)保壓力。

圖 1 成纜設(shè)備局部視圖

圖2 液壓上下盤裝置檢修圖

2 改造前簡(jiǎn)介

3150 型成纜設(shè)備在生產(chǎn)時(shí)，上下盤裝置平臺(tái)降至最低點(diǎn)，電纜線盤隨著絞體大絞盤一起回轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電纜線盤自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)收線功能。當(dāng)電纜空線盤裝盤或滿線盤卸盤時(shí)，裝置平臺(tái)升降至對(duì)應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)上下盤作業(yè)。改造前該成纜設(shè)備的上下盤裝置由液壓系統(tǒng)和裝卸平臺(tái)組成，其作業(yè)步驟如下所示：

第一，上空線盤步驟：①“空線盤推至平臺(tái)裝載位”；②“平臺(tái)下降至線盤夾緊位（液壓）”；③“絞盤頂軸裝夾線盤”；④“平臺(tái)下降至下限位（液壓）”；⑤“上盤作業(yè)結(jié)束（準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)）”。第二，下滿線盤步驟：①“絞盤和線盤轉(zhuǎn)正”；②“平臺(tái)上升至線盤下緣夾緊位（液壓）”；③“絞盤頂軸松開(kāi)線盤”；④“平臺(tái)裝載滿盤上升至上限位（液壓）”；⑤“滿線盤下平臺(tái)搬走”；⑥“下盤作業(yè)結(jié)束”。

2.1 原裝置存在的問(wèn)題

（1）安全問(wèn)題：在裝卸電纜線盤時(shí)，由于液壓系統(tǒng)的劣化泄漏，導(dǎo)致上下盤裝置運(yùn)行不平穩(wěn)或者舉升力不足失衡等故障，出現(xiàn)電纜線盤在平臺(tái)上滾動(dòng)撞壞設(shè)備；或者本該兩組液壓缸共同執(zhí)行的動(dòng)作，由于單缸作用力不足，出現(xiàn)平臺(tái)裝置單側(cè)受力失衡傾斜，基座扭曲斷裂等問(wèn)題。這些安全問(wèn)題除了直接對(duì)設(shè)備造成損壞之外，間接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作員也具有極大的人身傷害隱患。

（2）環(huán)保問(wèn)題：液壓系統(tǒng)雖然在諸多工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，但是液壓油泄漏的問(wèn)題還是無(wú)法回避的。就3150 型成纜設(shè)備上下盤裝置而言，液壓系統(tǒng)劣化使液壓油泄漏問(wèn)題愈加凸顯。在設(shè)備安裝之初，上下盤裝置基坑加裝鋼板箱體實(shí)施了防滲漏措施，泄漏的廢油雖最終被收集，但增加了危廢物產(chǎn)生；給工廠增加了不少的廢物處置費(fèi)用。液壓泄漏問(wèn)題得不到根治，環(huán)保隱患就一直存在。

（3）生產(chǎn)問(wèn)題：受液壓系統(tǒng)問(wèn)題影響，上下盤裝置可靠性不穩(wěn)定，線盤裝卸受阻，特別是設(shè)備硬件損壞后，停機(jī)維修周期長(zhǎng)，工廠的生產(chǎn)連續(xù)性得不到可靠有效的保障。生產(chǎn)逾期不僅會(huì)承擔(dān)相應(yīng)的違約經(jīng)濟(jì)賠償，更重要的是會(huì)失信于客戶，影響企業(yè)的聲譽(yù)。

安全是工廠的生命之本，環(huán)保是工廠的生存之本，生產(chǎn)是工廠的立身之本。解決3150 型成纜設(shè)備上下盤裝置的問(wèn)題刻不容緩。

3 改造歷程

本次改造的目標(biāo)就是從源頭降低或者消除后續(xù)可能出現(xiàn)的工安環(huán)保隱患。由于原裝置整體劣化及隱患缺陷問(wèn)題，已沒(méi)有再改造利用的價(jià)值。首先在滿足上下線盤的使用功能前提下，制訂新裝置改造方案。

通過(guò)與設(shè)備生產(chǎn)廠商交流，目前成纜設(shè)備上下盤作業(yè)仍然采用液壓裝置或者設(shè)備上方安裝起重機(jī)吊裝的方式。對(duì)我們而言，前者不理想，后者不現(xiàn)實(shí)。面對(duì)失去外部增援的局面，只能靠自己突圍了。結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)和電纜廠生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，改造方向終于有些眉目。在電纜廠內(nèi)有許多的放線架和收線架，用于電纜線盤放線作業(yè)或收線作業(yè)，這也是電纜生產(chǎn)設(shè)備的特性。目前這些收放線架普遍采用端軸式或者龍門式結(jié)構(gòu)居多，但不管使用哪種形式的結(jié)構(gòu)它們的升降和夾放功能均是采用絲桿傳動(dòng)裝置，這也是電纜生產(chǎn)設(shè)備的共性。而絲桿裝置具備的自鎖性和無(wú)污染性，使其在安全環(huán)保上擁有很大的優(yōu)越性，也激發(fā)了本次改造的初步思路。

圖 3 電纜龍門式收放線架圖

圖 4 新型電控絲桿上下盤裝置建模圖

3.1 方案擬定

通過(guò)對(duì)收放線架升降功能與成纜設(shè)備上下盤功能的對(duì)比，不同點(diǎn)是：前者是電纜線盤固定位置不動(dòng)，門架伸縮臂絲桿傳動(dòng)進(jìn)行裝卸作業(yè)；而后者是絞盤叉架固定不動(dòng)，電纜線盤隨上下盤裝置運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)。共同點(diǎn)是：兩者皆可以簡(jiǎn)化看作為升降功能的集合。在基本原理相同的情況下，本案擬采用絲桿升降裝置。

依設(shè)備技術(shù)文件可知，原上下盤裝置額定起升重量為20 噸，基坑深度為1.6 米，裝置降至最低點(diǎn)時(shí)平臺(tái)上表面與坑底距離不得高于0.78 米，避免設(shè)備絞盤帶動(dòng)3150 線盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，線盤外緣刮擦到平臺(tái)。結(jié)合原裝置主要功能、技術(shù)參數(shù)及市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)部件等綜合因素，初步擬定方案如下。

新上下盤裝置主要由上平臺(tái)、升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下平臺(tái)組成；上平臺(tái)采用厚鋼板和型鋼等組焊而成，用于放置電纜線盤；升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)經(jīng)過(guò)同步帶傳動(dòng)帶動(dòng)4臺(tái)絲桿升降機(jī)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，4 臺(tái)升降機(jī)分布于平臺(tái)四角；下平臺(tái)采用厚鋼板組焊，用于主減速裝置及各傳動(dòng)零部件的安裝。

3.2 方案完善

初步方案擬定出來(lái)后，結(jié)合跨部門探討及現(xiàn)場(chǎng)一線員工交流等，對(duì)方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行了完善。上平臺(tái)上表面加裝可調(diào)節(jié)的線盤導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)操作員快速對(duì)線盤導(dǎo)向定位；上平臺(tái)中間預(yù)留檢修作業(yè)孔，加裝可拆卸蓋板，便于設(shè)備維修人員進(jìn)行檢修；平臺(tái)兩側(cè)面增裝加固導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，增加平臺(tái)穩(wěn)定性，防止裝置受線盤滾動(dòng)沖擊而產(chǎn)生移位問(wèn)題；新上下盤裝置設(shè)計(jì)起升重量為25 噸，提升設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

方案確定后，對(duì)新上下盤裝置的重要組件進(jìn)行了選型計(jì)算、校核確認(rèn)、模型裝配等步驟，初步滿足設(shè)計(jì)要求。①絲桿升降機(jī)選用SWL35 系列。②電機(jī)選用18.5kW 選用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)（提高上下線盤效率）。③上平臺(tái)上表面與下平臺(tái)下表面最小距離為0.75 米。④加固導(dǎo)桿采用直徑155mm 光桿。⑤主減速裝置由2 組同步帶輪傳動(dòng)構(gòu)成。

3.3 安裝調(diào)試

根據(jù)工廠確定的設(shè)計(jì)方案，由外協(xié)單位進(jìn)行加工制作。新裝置加工完成，經(jīng)過(guò)進(jìn)廠檢驗(yàn)確認(rèn)，符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求。前期已對(duì)原裝置基坑進(jìn)行多方面實(shí)地測(cè)量確認(rèn)，充分利用基坑防滲漏鋼板箱體表面基準(zhǔn)（該區(qū)域鋼板表面平整且牢固）及原液壓油缸安裝孔（內(nèi)部也有鋼箱防滲措施，稍加改善用于安裝四角升降機(jī)尾部的絲桿及保護(hù)套），有效的縮短了電控絲桿上下盤裝置的安裝周期。

另外在安裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新裝置上平臺(tái)與加固導(dǎo)桿之間存在間隙，操作員在裝卸線盤作業(yè)時(shí)，存在踏空受傷的安全隱患。當(dāng)即對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行整改：加裝安全防護(hù)板，及時(shí)消除安全隱患。

新裝置整體安裝完成后，空載試機(jī)平穩(wěn)有序。隨后裝卸3150 型空線盤及滿線盤進(jìn)行負(fù)載試機(jī)，經(jīng)過(guò)對(duì)上平臺(tái)表面線盤導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)整，以及各位置檢測(cè)限位開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)修正后。整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)正常，傳動(dòng)無(wú)卡滯現(xiàn)象，連接部位牢固可靠，位置檢測(cè)安全有效。另外裝置控制臺(tái)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)操作員入手掌握快。新電控絲桿上下盤裝置經(jīng)調(diào)試驗(yàn)證，符合改造技術(shù)要求和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。

圖 5 新型電控絲桿上下盤裝置現(xiàn)場(chǎng)圖

4 改造后效果確認(rèn)

原液壓上下盤裝置經(jīng)優(yōu)化改造為新電控絲桿上下盤裝置后，成纜設(shè)備徹底甩掉了“臟、亂、差、?！钡拿弊?。新裝置穩(wěn)定可靠，運(yùn)行故障率為零，成纜設(shè)備生產(chǎn)連續(xù)性得到有效的保障。操作便捷高效，提升了現(xiàn)場(chǎng)員工的工作積極性，縮短了生產(chǎn)輔助時(shí)間。電控絲桿裝置的自鎖功能和多位置限位功能，使上下盤作業(yè)更加安全可靠，解決了原裝置所存在安全問(wèn)題。新裝置電控絲桿傳動(dòng)的特性，消除了原系統(tǒng)液壓油泄漏所帶來(lái)的環(huán)保隱患，同時(shí)改善了設(shè)備周邊環(huán)境。結(jié)合上述在改造后取得的良好效果，本次3150 型成纜設(shè)備的電控絲桿上下盤裝置達(dá)到了預(yù)期改造目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次成纜設(shè)備上下盤裝置的優(yōu)化改造，不僅穩(wěn)固了生產(chǎn)、提高了效率，而且消除了安全問(wèn)題和環(huán)保隱患，也杜絕了液壓油能源的浪費(fèi)及降低了設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

液壓技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，發(fā)揮著舉足輕重的作用。本文結(jié)合電纜廠設(shè)備的實(shí)際情況，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的改良改善，尋求適合本行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備改善的新方向。通過(guò)由設(shè)備劣化液壓系統(tǒng)改造為安全環(huán)保型電控絲桿系統(tǒng)的探索，既為日后廠內(nèi)設(shè)備持續(xù)改善拓寬了視野，也給我們?cè)O(shè)備人帶來(lái)了啟示：

工廠安全環(huán)保無(wú)小事，及時(shí)徹底消除隱患，保障工廠生命和生存之本；設(shè)備生產(chǎn)異?；蚬收?，要找準(zhǔn)問(wèn)題真因，從源頭上進(jìn)行解決，達(dá)到穩(wěn)生產(chǎn)、去瓶頸的目標(biāo)；設(shè)備良好狀態(tài)的維持，離不開(kāi)大家的共同維護(hù)，全員參與是關(guān)鍵；作為設(shè)備人要持續(xù)學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新探索，不忘初心，更好地服務(wù)于企業(yè)和社會(huì)。