◎ 陳紫陽(yáng) 南沙集裝箱碼頭分公司

1.引言

為推進(jìn)綠色港口建設(shè)，加快現(xiàn)有集裝箱碼頭以柴油發(fā)電機(jī)為動(dòng)力源的輪胎式集裝箱門式起重機(jī)改造為由港區(qū)電網(wǎng)供電的“油改電”技術(shù)改造工作。某集裝箱碼頭公司目前完成輪胎式集裝箱門式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱 RTG）的“油改電”工作。通過(guò)港區(qū)內(nèi)高壓直流變電所變壓變頻為680V/DC，再經(jīng)過(guò)滑觸線和取電小車實(shí)現(xiàn)對(duì)RTG的整機(jī)供電。目前，某司的RTG采用的Conductix-Wampfler（康穩(wěn)）取電小車系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中頻繁出現(xiàn)取電小車限位連鎖故障，嚴(yán)重影響正常的碼頭生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)也存在一定的安全隱患。隨著港口生產(chǎn)作業(yè)量的不斷增加，意味著RTG作業(yè)效率需要進(jìn)一步提高，而作業(yè)效率的提升更加需要設(shè)備的穩(wěn)定性能夠得到切實(shí)的保障，所以，降低RTG取電小車限位連鎖故障尤為重要和緊迫。

2.取電小車工作原理

輪胎式集裝箱門式起重機(jī)取電小車主要由控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)主要部分組成。其中，取電小車電箱為控制系統(tǒng)部分，主要負(fù)責(zé)控制取電小車動(dòng)作和電力接入；空壓機(jī)箱為動(dòng)力系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)取電小車的動(dòng)力來(lái)源；取電小車機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)執(zhí)行取電小車取電動(dòng)作與維持取電。RTG到達(dá)指定目標(biāo)集裝箱堆場(chǎng)柴電轉(zhuǎn)換對(duì)位區(qū)后，RTG上的取電小車激光傳感器發(fā)射激光至堆場(chǎng)對(duì)位板，經(jīng)反射傳感器接收激光信號(hào)，此時(shí)，取電小車系統(tǒng)轉(zhuǎn)由人工操作。當(dāng)操作人員按下取電小車臂架伸出按鈕后，取電小車電箱里的PLC控制空壓機(jī)箱中的開(kāi)閉鎖電磁閥接通，取電小車開(kāi)/閉鎖氣缸開(kāi)鎖工作，開(kāi)鎖到位后限位器觸發(fā)開(kāi)鎖信號(hào)輸入PLC，PLC控制伸出電磁閥通電，取電小車伸出氣缸，等氣缸完成工作后將集電架伸出，伸出到位后觸發(fā)限位器，伸出信號(hào)輸入PLC，PLC控制空壓機(jī)箱中的開(kāi)閉鎖電磁閥斷電，取電小車開(kāi)閉鎖氣缸閉鎖，完成取電動(dòng)作。

3.取電小車限位連鎖故障原因分析

根據(jù)取電小車限位連鎖故障，主要常規(guī)故障為取電小車在RTG進(jìn)場(chǎng)時(shí)，經(jīng)過(guò)柴電轉(zhuǎn)換對(duì)位區(qū)，開(kāi)始轉(zhuǎn)換柴電后，出現(xiàn)取電小車臂架行程回縮的情況。當(dāng)取電小車在進(jìn)入到取電小車導(dǎo)向板的時(shí)候，由于控制系統(tǒng)設(shè)定默認(rèn)取電小車已經(jīng)在滑觸線軌道內(nèi)，在沒(méi)有外力的作用下，取電小車臂架可能會(huì)因?yàn)閮?nèi)外平衡輪的間隙過(guò)大，導(dǎo)致伸出限位傳感器因距離過(guò)大失效的情況，最終導(dǎo)致取電小車限位連鎖故障。（見(jiàn)圖1）

圖1 內(nèi)外平衡輪間隙過(guò)大

4.取電小車機(jī)構(gòu)機(jī)械和電氣改造優(yōu)化方案

步驟一：RTG設(shè)備在出場(chǎng)時(shí)，經(jīng)過(guò)了換電區(qū)，轉(zhuǎn)換柴電后取電小車明顯有縮回的情況，在進(jìn)入到導(dǎo)向板的時(shí)候，由于控制系統(tǒng)默認(rèn)取電小車在滑觸線軌道里，沒(méi)有輸出氣壓把取電小車推緊壓在導(dǎo)向板上，平衡輪間的間隙就增加了的伸出限位的感應(yīng)距離，距離變大后伸出限位感應(yīng)不到擋板出現(xiàn)故障停止設(shè)備的作業(yè)狀態(tài)。針對(duì)取電小車平衡輪間隙在15-18mm之間的情況，維修的方向鎖定在加大平衡輪直徑和改造平衡輪基座方面。

圖2 增加取電小車到位自鎖功能

圖3 經(jīng)過(guò)減速區(qū)后解除自鎖功能

表1 改造前后取電小車故障次數(shù)對(duì)比

步驟二：通過(guò)修改取電小車控制程序，增加取電小車到位自鎖功能，使取電小車在進(jìn)場(chǎng)取電時(shí)空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間通電打氣，并且使取電側(cè)伸出氣缸電池閥開(kāi)路，使伸出氣缸獲得驅(qū)動(dòng)壓力，將取電小車的集電器緊壓在滑線架的導(dǎo)向板上。（見(jiàn)圖2）

步驟三：在步驟一修改取電小車控制程序的基礎(chǔ)上，合理利用RTG大車行走的減速信號(hào)，增加一個(gè)進(jìn)場(chǎng)后解除自鎖的功能，使取電小車在正常進(jìn)入到滑觸線后，空壓機(jī)會(huì)自動(dòng)停止工作，駛出滑觸線前提前啟動(dòng)工作。（見(jiàn)圖3）

5.實(shí)施效果檢驗(yàn)

步驟一：通過(guò)多次試驗(yàn)，最終采取加大2mm 直徑的平衡輪更換原來(lái)的內(nèi)外平衡輪，同時(shí)改造平衡輪基座，將內(nèi)外平衡輪間隙減少3mm，調(diào)整后取電小車平衡輪間隙在8-11mm之間，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，伸出信號(hào)丟失情況發(fā)生次數(shù)有明顯減少，取電小車連鎖故障頻率有一定程度的降低。

步驟二：通過(guò)第一次試驗(yàn)，在沒(méi)有改變集電架機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下，取電小車能順利進(jìn)入滑觸線的鋼槽內(nèi)部，取電小車不再出現(xiàn)連鎖故障。但是，由于取電小車連接后一直在堆場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行吊運(yùn)集裝箱作業(yè)，由于伸出的氣缸一直工作自帶壓力，啟動(dòng)元件容易造成內(nèi)泄，壓縮空氣的泄露造成空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)或通電工作，最終導(dǎo)致空壓機(jī)因過(guò)熱跳閘，無(wú)法正常工作。

步驟三：為解決空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)或通電工作，在PLC內(nèi)部增加了解除自鎖連鎖后，取電小車的空壓機(jī)在大車經(jīng)過(guò)減速限位后停止工作的程序，既保證了進(jìn)場(chǎng)后空壓機(jī)不因頻繁啟動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間通電工作導(dǎo)致過(guò)熱跳閘，同時(shí)也保證了出場(chǎng)時(shí)，空壓機(jī)能提前啟動(dòng)，確保出場(chǎng)時(shí)壓力充足。

圖4 改造前后取電小車故障次數(shù)

通過(guò)為期3個(gè)月的跟蹤統(tǒng)計(jì)(表1、圖4)，取電小車故障次數(shù)從原有平均每月290.4 次/月，降低到66.33次/月。事實(shí)證明，針對(duì)RTG平衡輪、平衡輪基座、取電小車電氣進(jìn)行一系列機(jī)械和電氣改造，能夠大幅度降低取電小車連鎖故障，進(jìn)而使取電小車故障頻率降低。

6.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)RTG的平衡輪、平衡輪基座機(jī)械結(jié)構(gòu)和取電小車機(jī)構(gòu)電氣優(yōu)化改造，降低取電小車限位連鎖故障，提高設(shè)備的有效出勤時(shí)間和設(shè)備穩(wěn)定性，進(jìn)而提高設(shè)備的產(chǎn)量，同時(shí)也降低設(shè)備維護(hù)成本。該優(yōu)化方案實(shí)施方便、改造費(fèi)用低廉，施工難度低，容易推廣，為使用同類型的RTG取電小車系統(tǒng)的港口企業(yè)提供對(duì)應(yīng)的故障解決方案。