文炜 秦皇岛港股份有限公司第六港务分公司

一、前言

煤三期翻车机自2008年改造至今已超过十年，随着端环轨道、齿块、驱动小齿轮等关键部件的老化，翻车机翻转过程中的平稳性呈逐年下降的趋势。在翻车机端环轨道、齿块、驱动小齿轮更换和驱动底座调整完成之后，本文重新给定翻车机转速，与改造前相比，在翻车机重载翻、返过程中，翻车机驱动电机的转矩“过零点”次数由6次将为2次。在不影响翻车作业效率前提下改善了翻车机驱动小齿轮和端环齿块间的受力情况，减轻了端环轨道、齿轮、齿块的磨损，延长了翻车机使用寿命，提升了翻车机旋转平稳性，为企业长期可持续发展打下了坚实的设备基础。

二、技术方案

（一）翻车机驱动控制研究

煤三期翻车机系统由于其跨度较大，为了使翻车机系统在驱动电机传动过程中，能够实现平稳起动、准确回零，而且能在高速、高力矩状态下安全减速直至停止，利用两台台交流电机对翻车机进行驱动。两台电机对称分布于翻车机入口和出口，安装在水泥大平台上，进行并行驱动，使两套驱动系统同步驱动翻车卸煤。煤三期翻车机的传动系统包括驱动电机、减速装置、制动器、驱动小齿轮以及齿轮联轴器等结构，而齿轮联轴器是同步轴分段后的产物，他将两套驱动系统的减速器连接起来，以保证两个系统之间的同步。[1]

（二）翻车机驱动特征参数分析与调整

1.翻车机驱动特征曲线分析

项目实施前利用DriveWindow软件监测翻车机带重车翻车、返回整个过程1#驱动电机转速、电流和转矩曲线。其中转矩的单位%表示为额定转矩的百分比，额定转矩为2413N.m。

翻车机带重车翻返时，驱动电机电流和转矩曲线变化趋势较为一致。因此，提取转矩曲线对翻车机翻返过程进行重点分析即可。转矩方向发生改变意味着驱动小齿轮和端环齿圈之间的啮合面发生了改变。若能减少翻车机翻返过程中转矩曲线“过零点”的次数，势必能减轻端环齿圈与驱动小齿轮之间的机械冲击，延长翻车机端环结构的使用寿命。

2.翻车机驱动电机转速调整

通过对翻车机翻返过程的转速、电流和转矩进行分析可知，三者相关性较强，因此可以通过调整翻车机驱动电机的转速来改变驱动电机的转矩曲线，继而减少转矩曲线“过零点”次数，达到减轻端环齿块与驱动小齿轮间机械冲击的目的。

通过分析可知，翻车机转速越大时对应转矩越大。因此，本文通过适当降低翻车机翻车启动过程中的转速，适当增加变速次数的方式来减轻翻车机重载启动过程中的机械冲击。若降低翻车机转速，需要考虑是否会对卸煤作业效率造成影响。经现场实测，翻车卸煤作业每个循环大约需要2分40秒，其中翻车机翻车过程需要60秒。一个完整翻车卸煤作业循环的时间= 定位车牵引重车前进时间+翻车机翻车时间+翻车等待时间。

基于上述思路，本文经多次实验，最终获得了较为满意的翻车曲线。调整后的CD1翻车机重载翻返时其1#驱动电机的转速和转矩曲线，1#驱动电机转矩“过零点”的次数为两次。翻车机重载翻返的整个过程中，驱动小齿轮的“a”“c”面和“b”“d”面受端环齿圈冲击的次数均由3次降为1次。

三、实施效果

本文在不影响翻车作业效率前提下改善了翻车机驱动小齿轮和端环齿块间的受力情况，与改造前相比，在翻车机重载翻、返过程中，翻车机驱动电机的转矩“过零点”次数由6次将为2次，驱动小齿轮两个方向的啮合面受端环齿圈冲击的次数均由3次降为了1次，减轻了端环轨道、齿轮、齿圈的磨损，延长了翻车机使用寿命，提升了翻车机旋转平稳性，为企业长期可持续发展打下了坚实的设备基础。

四、结论

本文调整翻车机转速时有效利用了翻车作业等待时间，在不影响翻车作业效率的情况下，达到了提升设备运行稳定性的目的；首次提出了翻车机驱动电机转矩曲线“过零点”的概念，并通过降低转矩曲线“过零点”的次数来减轻端环齿块与驱动小齿轮间的机械冲击；运用多传动和总线技术，提取翻车机驱动电机的转矩、转速和电流等关键参数，通过分析转矩曲线反馈进行转速调整，实现了翻车机转速调整的闭环操作；与翻车机端环齿圈、齿块和驱动小齿轮更换工作有效结合，形成了互补，合力提升了翻车机旋转平稳性。本文所述翻车机旋转平稳性的调整方案在类似翻车机系统中极具推广价值。