（机械工程专业论文）胜利发电厂翻车机系统plc控制程序优化.pdf

at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo f e n g n e e r i n gm a s t e r c a n d i d a t e ：y a n gl i l i s u p e r v i s o r ：p r o f x ux i n g p i n g c o l l e g eo f m e c h a n i c a l & e l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g c h i n au n i v e r s i t yo f p e t r o l e u m ( e a s t c h i n a ) 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所 取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以 标注和致谢外，本论文不包含其它人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人 或他人为获得中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的 说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：扬盈魄 日期：功f f 年歹月加日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其 印刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关 部门( 机构) 送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印， 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其它 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：趣庙西 指导教师签名： 日期：勿，年夕月矽日 日期：年月日 并逐渐发 为一体的 ，至今已 动化的首 本文介绍了可编程控制器的发展过程、构成、工作原理等基础知识，对胜利 发电厂翻车机系统的可编程控制器进行了详细的说明，概述了胜利发电厂翻车机 系统的组成和工作原理，对系统中出现的三个问题进行了分析，并提出了解决方 案和相应的p l c 优化程序。通过比较将最佳方案应用到实际生产中。并总结了翻 车机系统优化后取得的效果和经济效益。本文最大的优点是针对可编程控制器的 构成、工作原理、翻车机系统的程序优化等抽象的理论知识，在运用实例的基础 上应用图解方法进行了详细的说明。 关键词：p l c ，翻车机系统，程序 y a n gl i l i ( m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f x ux i n g p i n g a b s t r a c t p r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e ri si nt h er e l a yc o n t r o la n dc o m p u t e rc o n t r o lb a s e do n t h ed e v e l o p e da n dg r a d u a l l yd e v e l o p e di n t oam i c r o p r o c e s s o rc o r e ，t h ea u t o m a t i c c o n t r o lt e c h n o l o g y ，c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yi n t e g r a t i o n i nt h en e wi n d u s t r i a la u t o m a t i cc o n t r o ld e v i c e p l ci nt h ep a s t4 0y e a r sh a sb e e n r a p i dd e v e l o p m e n ti nt h ef i e l do fi n d u s t r i a la u t o m a t i o nh a sa l m o s tb e c o m et h em o s t i m p o r t a n ta n dm o s tw i d e l yu s e d c o n t r o l d e v i c e s ，r a n k i n g f i r s ti ni n d u s t r i a l a u t o m a t i o n t h i sa r t i c l ed e s c r i b e st h e d e v e l o p m e n to fp r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ， c o m p o s i t i o n ，a n do t h e rb a s i cp r i n c i p l eo fk n o w l e d g e ，p o w e rp l a n t sd u m p e rv i c t o r y p r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e rs y s t e mad e t a i l e dd e s c r i p t i o n o v e r v i e wo ft h ev i c t o r y p o w e rp l a n td u m p e rs y s t e mc o m p o s i t i o na n dw o r k i n gp r i n c i p l e t h et h r e ea p p e a r e di n t h es y s t e ma r ea n a l y z e d ，a n dp r o p o s e ds o l u t i o n sa n dt h ec o r r e s p o n d i n go p t i m i z a t i o n p r o g r a mp l c b yc o m p a r i n gt h eb e s ts o l u t i o na p p l i e dt op r a c t i c a lp r o d u c t i o n t h e d u m p e rs y s t e ms u m m a r ya c h i e v eo p t i m i z e dp e r f o r m a n c ea n de f f i c i e n c y t h i si st h e b i g g e s ta d v a n t a g eo ft h ep r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e rf o rt h ec o m p o s i t i o no fw o r k s ； d u m p e rs y s t e mp r o g r a mo p t i m i z a t i o n ，a n do t h e ra b s t r a c tt h e o r e t i c a lk n o w l e d g ei nt h e u s eo fe x a m p l e sb a s e do nt h ea p p l i c a t i o no fg r a p h i cm e t h o d si nd e t a i l k e yw o r d s ：p l c ，d u m p e rs y s t e m ，p r o g r a m 目录 第一章绪论1 1 1 国内现状及发展趋势1 1 2 本课题的基本内容l 1 3 课题要解决的问题l 1 4 课题研究的目的意义2 第二章可编程控制器基础知识3 2 1 可编程控制器定义3 2 2p l c 的硬件系统4 2 3p l c 的软件系统4 2 4p l c 的基本工作原理5 2 5p l c 的编程语言6 第三章翻车机系统介绍7 3 1 重车调车机8 3 1 1 重车调车机的作用8 3 1 2 重车调车机的组成8 3 1 3 重车调车机的工作过程9 3 2 翻车机9 3 2 1 翻车机的特点9 3 2 2 翻车机的组成1 0 3 2 3 翻车机的工作过程1 3 3 3 迁车台13 3 3 1 迂车台的作用1 3 3 3 2 迁车台的组成1 3 3 3 3 迁车台的工作过程1 5 3 4 空车调车机l5 3 4 1 空车调车机的作用1 5 3 4 2 空车调车机的组成1 6 3 4 3 空车调车机的工作过程1 7 第四章生产中出现的问题及p l c 程序优化2 5 4 1 迁车台光电保护投入受限制2 5 4 2 翻车机车皮溜车掉道2 6 4 3 翻车机回翻启动后瞬间电流过大2 8 第五章优化方案应用生产29 5 1 迁车台光电保护投入受限制2 9 5 2 翻车机车皮溜车掉道2 9 5 3 翻车机回翻启动后瞬间电流过大3 0 结论3 3 参考文献3 4 附录3 5 攻读硕士学位期间取得的学术成果3 9 致谢4 0 个领域的应用越来越广 泛。p l c ( 可编程序控制器) 是在传统的继电器控制基础上发展起来的，它是以 微机技术为核心的通用工业控制装置，它将继电器控制技术与计算机控制技术和 通信技术融为一体，具有功能强大、环境适应性好、编程简单、使用方便等优点， 掌握p l c 应用技术对提高工业自动化水平和生产效率具有重要的意义。目前各大 型火力电厂的翻车机系统都实现了p l c 控制，这样一来，不但提高了设备的可靠 性，而且减少了人员编制，提高了翻车速度。但是电厂的翻车机在生产实际中， 总是会出现不同的问题，可能受环境的影响，或者长期使用导致设备损坏而影响 设备的稳定运行，这样就需要我们根据生产实际，对我们的设备和p l c 程序进行 优化以便满足我们实际生产的需要。本文以胜利发电厂翻车机系统为例介绍的几 个问题，在其它电厂也有不同程度的出现，各电厂也是结合自己的情况进行一些 程序方面的优化，最终达到解决问题的目的。 1 2 课题的基本内容 本文介绍了可编程控制器的发展过程、构成、工作原理等基础知识，对胜利 发电厂翻车机系统的可编程控制器进行了详细的说明。概述了胜利发电厂翻车机 系统的组成和工作原理。对系统中出现的三个问题进行了分析，并提出了解决方 案和相应的p l c 优化程序，通过比较将最佳方案应用到实际生产中。 1 3 课题要解决的问题 本课题针对胜利发电厂翻车机系统在实际应用中出现的问题进行分析并给 出解决方案。 1 迁车台光电保护投入受限制 在北方经常会遇到大风、大雾等恶劣天气，使得空气中形成屏蔽遮挡，使得 光电保护开关不起作用，连锁失灵，无法实现正常的翻车过程，无法保证生产。 2 翻车机车皮溜车掉道 第一章绪论 由于火车轨道不平和现场缺少人员监护，多次出现翻车机在翻车的过程中重 车溜车掉道的情况。这样不仅耽误生产，而且给电厂带来极大的经济损失。 3 翻车机回翻启动后瞬间电流过大 由于翻车机发生碰撞扭曲变形，校正后一段时间发现翻车机在回翻时电流过 大。进行分析得出，是由于翻车机变形造成，在回翻时机体受力，阻力增大。但 是由于机械方面无法进行解体维修，无法解决这个问题。 1 4 课题研究的目的意义 本课题所研究的问题，是其它电厂也普遍存在的问题，通过这一课题的研究， 可以对系统程序进行合理优化，达到解决胜利发电厂翻车机系统中出现的问题， 提高翻车机系统的控制水平和可靠性，这样大大提高了翻车效率，并且减少了检 修次数，减少了维修费用，预计每年能够为电厂节约成本1 0 万元。 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第二章可编程控制器基础知识 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作， 并按照逻辑关系进行连锁保护动作控制及大量离散量的数据采集。传统上，这些 功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1 9 8 6 年美国g m ( 通用汽车) 公司提 出取代继电器控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和 电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电器控制，这就是第一代可 编程控制器，称为p r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e r ( p c ) 。个人计算机发展起来以后，为 了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程控制器定名为 p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ( p l c ) 。上世纪8 0 年代至9 0 年代中期，是p l c 发 展最快的时期。在这时期，p l c 在处理模拟量能力，数字运算能力、人机接口能 力和网络能力得到大幅提高，p l c 逐渐进入控制领域，在某些应用上取代了在过 程控制领域处于统治地位的d c s 系统。p l c 具有通用性强、使用方便、适应面 广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，p l c 在工业自动化控制特别是 顺序控制中的地位，在可预见的将来是无法取代的。 2 1 可编程控制器定义 可编程控制器是一种数字运算操作的电气系统，专为工业环境下应用而设 计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定 时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各 种机械或生产过程。其英文全称为p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r , 简称为p l c 。 任何一种继电器控制系统都可以认为是由三个部分组成： 1 输入部分由用户输入设备组成，如按钮、操作开关、限位开关、传感器 等。它们直接接在继电器控制线路中，用以产生控制信号。这些控制信号或来自 操作台上的操作命令，或来自被控对象上的各种开关信息。 2 控制部分是按照被控对象实际要求而动作的继电器控制线路。其“程序 已固定在线路中，不能灵活改变。 3 输出部分由用户输出设备组成，如继电器、接触器、电磁阀等执行组件 以及信号灯、电铃等信号组件。用以控制各种被控对象( 如电动机、电炉、电磁 。p l c 的硬件系统指构成 p l c 的物理实体或物理装置，也就是它的各个结构部件。主要有中央处理模块 ( c p u ) 、输入输出模块( i o 模块) 、电源模块、存储器模块及外部设备五大部 分构成。图2 1 是p l c 的硬件系统简化框图。 2 3p l c 的软件系统 图2 - 1p l c 的硬件系统简化框图 p l c 的软件系统指p l c 所使用的各种程序的集合。它包括系统程序( 又称为 系统软件) 和用户程序( 又称为应用程序或应用软件) 。 系统程序是指系统的管理程序、用户指令的解释程序及一些供系统调用的 专用标准程序块等。系统管理程序用以完成p l c 运行相关时间分配、存储空间分 配管理和系统自检等工作。用户指令的解释程序用以完成用户指令变换为机器码 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 的工作。系统软件在用户使用p l c 之前就已装入机内，并永久保存，在各种控制 工作中不能改变。 用户程序是用户根据现场控制的需要，用p l c 的程序语言编制的应用程序， 用以实现各种控制要求。用户程序由用户用编程器键入到p l c 内存。小型p l c 的 用户程序比较简单，不要要分段，而是顺序编制的。大中型p l c 的用户程序很长， 也比较复杂，为使用户程序编制简单清晰，可按功能、结构或使用目的将用户程 序划分成各个程序模块( 又称软件模块) ，犹如将控制电路总图划分成一页页的 电路分图一样。 2 4o l c 的工作原理 p l c 是一种存储过程控制器。存储过程控制是将控制逻辑以程序语言的形式 存放在存储器中，通过执行存储器中的程序实现系统控制的控制要求。这样的控 制系统称为存储过程控制系统。在存储过程控制系统中，控制程序的修改不需要 改变控制器内部的接线，而只需通过编程器改变程序存储器中的某些程序语言的 内容。p l c 输入设备和输出设备与继电接触器控制系统相同，但他们直接连接到 p l c 的输入端子和输出端子。在p l c 构成的控制系统中，实现一个控制任务，同 样需要针对具体的控制对象，分析控制系统要求，确定所需的用户输入输出设备， 然后运用相应的编程语言编制出相应的控制程序，利用编程器或其它设备写入 p l c 的程序存储器中。每条程序语言确定了系统工作的一个顺序，运行时c p u 依 次读取存储器中的程序语言，对他们的内容解释并加以执行；执行结果用以驱动 输出设备，控制被控对象工作。可见，p l c 是通过软件实现控制的，能够适应不 同控制任务的需要，通用性强，使用灵活，可靠性高。p l c 有两种工作状态，即 运行( r u n ) 状态和停止( s t o p ) 状态。运行状态是执行应用程序，停止状态是 用于程序的编制与修改。 输入部分的作用是将输入控制信号输入p l c 。常用的输入设备包括控制开关 和传感器。控制开关可以是按钮开关、限位开关、行程开关、光电开关、继电器 和接触器的触点等。传感器包括数字式和模拟式传感器。 输出部分的作用是将p l c 的输出控制信号转换为能够驱动被控对象工作的 信号。常用的输出设备包括电磁开关、直流电动机、交流电动机、电磁阀等。 第二章可编程控制器基础知识 2 5p l c 的编程语言 p l c 是专为工业自动控制而开发的装置，其主要使用对象是广大电气技术人 员及操作维护人员。为了满足它们的传统习惯和掌握能力，通常p l c 不采用微机 的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言编程，这些编 程语言有梯形图l a d ( l a d d e rd i a g r a m ) 、语句表s t l ( s t a t e m e n tl i s t ) 、控制系统 流程图c s f ( c o n t r o ls y s t e mf l o w c h a r t ) 、逻辑方程式或布尔代数式等。 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第三章翻车机系统介绍 翻车机是一种大型自动卸车设备，广泛应用于发电厂，港口，等大型现代化 企业。胜利发电厂有# 1 、# 2 两套翻车机系统，翻车机系统是由翻车机、重车调 车机、空车调车机、迁车台四部分组成。# 1 翻车机系统只有重调，迁车台为变 频控制，选用西门子变频器。# 2 翻车机系统为程控控制，均采用变频调速，变 频器采用a b b 公司a c s 6 0 0 系列变频器。控制系统包括程控和上位监控系统，采 用p l c + c r t 站的方式，# 2 翻车机系统操作室设在迁车台操作室内。 翻车机的工作原理是：由重车调车机( 重调) 将重车( 装满煤的车皮) 牵 到翻车机平台上，通过翻车机翻转将重车车皮中的煤翻卸下来，翻完后通过空车 调车机( 空调) 、迁车台将空车皮移到空车线上。其控制方式主要有就地控制方 式和过程控制方式两种。过程控制系统较为先进，包括上位机、下位机、工业电 视监控三部分。上位机p c 显示操作界面，实现数据库管理。下位机就是p l c ， 通过编程实现对系统的控制。工业电视负责反馈现场实际运行的图象，辅助监控。 如图3 - 1 所示可编程控制器p l c 在整个控制回路中处于核心位置。 图3 - 1 翻车机p l c 控制回路 7 第三章翻车机系统介绍 3 1 重车调车机 3 1 1 重车调车机的作用 4 5 吨重车调车机是翻车机作业线调车设备之一，它主要和侧倾式翻车机配 套使用。使用于火力发电厂、烧结厂、选煤厂、钢铁联合企业、港口等厂矿企业， 可与翻车机配套，也可以单机在平直的铁路线上调度重车使用。 重车调车机与翻车机配套使用时，布置在翻车机一旁，在平行于翻车机的轨 道上往复运行。它的功能是将整列重车牵向翻车机，将单节重车在翻车机平台上 定位，并将空车推出翻车机平台。重车调车机是用钢丝绳传动的，它由车体、卷 扬机、操作室、调车臂、张紧装置等几部分组成。卷扬机由2 台1 2 5 k w 的电机驱 动，调车机臂架抬起和下落则由液压系统来控制。调车机上的摘钩是液压系统 控制的。重车调车机的特点是：既能牵引整列重车，也可将单节重车在翻车机平 台上定位，同时将空车推出翻车机平台。调车机返回时与翻车机作业同时进行， 这样可提高生产率。 重车调车机的驱动原理是：两根钢丝绳的绳头分别固定在卷筒两端的压绳 孔内，另两端分别固定在重调两端地面上的张紧装置中。卷筒刚性连接在车体上。 当电机带着卷筒向不同的方向旋转时，由于钢丝绳对卷筒的反作用力，而驱动重 车调车机在钢轨上沿不同的方向来回行走。 3 1 2 重车调车机的组成 1 车体 车体是由钢板焊制而成的板块结构，除张紧装置外其他装置都转配在车体 上。在车体两端地面设置有两个m x 一1 型橡胶缓冲器，当重调机行走至两端极限 位置由于惯性继续行走时，橡胶缓冲器便和设置在地面上的地面止挡相撞，使重 调机缓冲而停止，避免了重调机走出轨道，降低了损车率。 2 导向装置 导向装置是起导向作用的，设在车体上的导向装置是两个导向轮。重调行走 时是由导向轮和开在地面钢轨中心线上的导向槽共同作用来实现导向的。 导向轮布置在重调行走轮纵向中心线上，两端各一个，轮架紧固在车体上， 导向轮置于钢轨中心线上的槽中，并和固定在槽两壁上的钢轨接触。这样，重调 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 行走时，两导向轮被槽中两壁钢轨夹着，始终使重调沿槽中心线行走，也就保证 了重调在钢轨上行走。导向轮是由4 5 钢制成，它通过双列圆锥滚子轴承装配在 轮轴上，轮轴通过固定架和压板用螺栓连接在车体上。轮轴上设有油杯，润滑油 是通过导管经轴的中心孔流入轴承处，起到润滑作用。 3 传动装置 传动装置是重调的驱动机构。传动装置布置在车体上，它是一个固有大齿圈 的卷筒，两边对称布置着两套同样的传动机构。电动机通过带有制动器的n l 8 联 轴器和减速器的高速轴相连。减速器的输出轴通过c l l l 联轴器和齿轮轴相连， 两边齿轮轴都和固定在卷筒上的大齿圈啮合。齿轮轴通过滚动轴承装配在开式齿 轮壳体上，卷筒轴也通过滚动轴承装配在壳体上。 4 车臂装置 车臂是重调的主要部件，包括提升机构、车钩装置、摘钩机构和液压系统。 重调通过车臂来传递力，实现牵拉重车和推送空车的目的。车臂一端用轴承装配 在车体上，另一端是牵拉重车和推送空车的车钩装置。臂架的抬起和落下是由液 压系统控制。液压站布置在车体上。 5 张紧装置 张紧装置包括螺旋张紧机构和张紧绞车两部分。 3 1 3 重车调车机的工作过程 由机车头将重车皮推送到自动卸车区域，机车以小于或等于1 4 m 的定位精确 度将重车列停放好，车头摘钩返回。钢丝绳传动重车调车机起动并挂钩，向翻车 机方向牵车，使第二辆车皮的前转向轮被夹轮器夹紧，人工将第一辆与第二辆车 钩摘掉，重调机将第一辆重车皮牵到翻车机平台上，重调机自动摘钩抬臂，然后 离开翻车机，翻车机开始翻转。此时重调机与第二辆重车皮挂钩，同时夹轮器松 开。重调机将整列车牵动，使其位移一个车位，夹轮器夹紧第三辆重车皮前轮， 人工将第二辆与第三辆重车连接的车钩摘开，重调机将第二节重车皮牵至翻车机 平台上，同时将卸完的空车皮推送至迁车台，操作迁车台向空车线移动。 3 2 翻车机 3 2 1 翻车机的特点 9 第三章翻车机系统介绍 1 端盘不是封闭式，可配用侧推式调车机使车辆在进出翻车机时始终在调车 机的控制下，消灭了不到位或越位的可能性，提高了可靠性，保证作业安全并缩 短了车辆进出翻车机的时间，提高了综合生产率。 2 采用机械锁紧夹车机构结构简单，故障率低，不需更换钢丝绳，润滑点少、 维护方便，但仍保留了z f j 一1 0 0 型的优点。能适应目前国内铁路使用的c 6 2 、c 5 0 及c l 型敝车。 3 用两对凹凸圆锥体使平台定位，取消了其他翻车机的弹簧定位机构，不但 简化结构，而且使基础对平台没有水平力。在零位状态平台的重量由两个圆锥及 两个滚轮承受，为加装轨道衡提供有利条件。 4 平台上取消摆动导轨和液压缓冲器，结构简单，基本上不需要维护。 5 采用变速的传动使靠车、夹车、放松、回位都在等于正常转速的三分之一 的低速下进行，减少冲击、降低损车率、降低翻车机作业中的噪音。 6 将两台翻车机串联即组成双翻车机适应每小时翻卸6 0 辆的卸煤系统。 3 2 2 翻车机的组成 1 回转部分 回转部分是翻车机的主体部分，它是由两个端盘、托车梁和主轴承装配的主 轴组成。 两端盘布置在翻车机的两端，分别和托车梁的两端用高强度螺栓刚性连接， 两端盘又分别装配在翻车机两端的主轴上并锁紧，因此端盘、托车梁、主轴是一 个整体结构。 翻车机主轴分左右两根。主轴的一端装配端盘，另一端用双列球面滚子轴承 支承在轴承座上，这样翻车机所有回转部分的重量通过主轴端、双列球面滚子轴 承支承在轴承座上。 端盘：分左端盘和右端盘，两端盘的结构形状一样。端盘围板外侧装有传动 销齿，传动装置小齿轮驱动销齿，带动平台及敝车旋转，端盘用来支承平台及敝 车重量，夹车机构所用棘齿块也固定在端盘上。 托车梁：托车梁是由板材和型钢焊接而成的箱形结构。它的两端用高强螺栓 分别与左、右端盘连接。由于两端盘都装配在主轴上，因此托车梁的中心线和主 轴的中心线重合。在翻卸时，托车梁起支承车厢和载荷的作用。 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 2 传动装置 翻车机传动装置分左右两套布置的系统，来分别驱动左右端盘。两套传动装 置完全一样，保证两端端盘同时受力。 两套传动装置都是由主副电机、主副减速器、电磁离合器和开式齿轮等部件 组成。副制动器、副电机、电磁离合器、副减速器、联轴器、主电机、主制动器 依次串联在一起，最后和主减速器的高速轴相连。小齿轮通过齿轮联轴器和主减 速器的低速轴相连。 在翻车机工作时，启动、靠车、夹车、停机等过程都可能导致对车厢及翻车 机的不良冲击，为了避免有损车辆和设备的事故发生，该装置采用主副电机分别 工作的传动方式。 在翻车机启动、靠车、停止过程中，由副电机工作，此时电磁离合器处于闭 合状态，主电机被带着自由转动，主副制动器处于开启状态，通过副减速器、 主减速器达到双级减速的目的；当翻车机在正常工况时，由主电机工作，此时电 磁离合器和主制动器处于开启状态，副制动器处于闭合状态。翻车机由低转速进 入高转速工况。这种传动方式使翻车机在降低损车率的情况下提高了翻卸效率。 3 夹车机构 夹车机构是翻车机上夹紧敝车车厢的机构。它由夹车梁、均衡梁、夹车臂、 棘爪装置和配重等组成。四个夹车臂都铰接在托车梁的销轴上，棘爪装置设在靠 近两端盘的两个夹车臂上，和固定在端盘上的棘齿块共同作用完成锁紧任务。 该夹车系统为重力式夹车，夹车力随着翻车机回转逐渐向车厢加载，所以对 车厢的冲击力小，保护了铁路敝车。本夹车机构采用了棘爪棘齿锁紧机构，补偿 重力夹车的不足。 均衡梁是和敝车车厢直接接触的部位，它铰接在夹车臂上，可以灵活摆动， 以便能均衡地接触车厢。四个均衡梁还设有均衡弹簧，不但能在车厢侧板高低不 平时，使八个夹车点受力均匀，而且在车内物料卸空后，车厢转向架摇枕弹簧回 复时能给予部分释放以免车厢侧板受到过大的压力。 夹车臂一端和均衡梁连接，一端和夹车梁、配重连接。它相当于一个杠杆， 铰接在托车梁上，翻车机翻卸时，夹车臂在在配重的作用下，绕铰接点转动而实 现夹车。 第三章翻车机系统介绍 夹车梁是连接棘爪装置和配重的箱形结构。它靠螺栓紧固在四个夹车臂的下 端。配重就固定在夹车梁上。 锁紧装置有两套，分别设置在靠近两端盘的两夹车臂上和两端盘上，包括棘 爪、棘爪凸轮、棘齿块、地面止挡。 夹车锁紧原理：重车在平台上就位后，电机接电，回转结构开始旋转。夹车 臂和托车梁的铰接点移动。 4 平台 平台装置是由平台本体、左右支承及地面支承座三部分组成。 平台本体是翻车机里停放敝车的地方。它是两根工字形梁为主体的钢结构， 平台上面纵向铺设铁路钢轨，轨距1 4 3 5 m m 。靠调车机一侧的钢轨设有两段挡轮 板，防止意外工况发生。 平台由地面支承座承担，地面支承设在平台下地面上一端一个。与之相对应， 平台上两端设有两个平台支承。地面支承座上设有一个凸圆锥定位体和一个平面 滑道，而平台支承上设有一个凹圆锥定位孔和装有滚轮。平台在零位时，凹圆锥 孔和地面支承座上的凸圆锥定位体咬合，滚轮支承在平面滑道上。因此平台就由 地面支承承担，与回转部分脱开，这种结构不仅能使平台准确可靠地定位，同时 为翻车机装设轨道衡创造有利条件。 5 主轴承装配 主轴承装配是承受翻车机重量并确定旋转中心的部套。 主轴有两根分别装配在翻车机的两端。两端的两根主轴装配完全一样，主轴 的一端通过滚动轴承支承在地面轴承座上，另一端和端盘装配并用锁紧装置锁 紧。 6 除尘装置 为了减轻翻车机卸料时粉尘飞扬污染环境，翻车机设有喷洒水雾的除尘装 置，翻车上夹车机构端头装有除尘喷嘴并与地面的喷嘴等一起组成除尘系统。当 翻车机开始卸料时，除尘装置便开始工作，对敝车车厢内进行喷洒水雾，直到翻 车机回翻时停止。 除尘装置的喷管沿翻车机纵向布置在夹车臂的上端，靠三通管与引水无缝钢 管连接。在四个夹车臂的上端喷管靠连接在夹车臂上的支架固定。喷管每隔9 0 0 m m 1 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 布置一个喷嘴。 7 挡煤板装配 挡煤板是为防止翻车机工作时煤从车厢两端面散出而加设的装置。该装置随 翻车机一起旋转可将敝车端面散出的煤挡住。 3 2 3 翻车机的工作过程 满载的敝车由调车机牵引并准确定位于翻车机平台上。按下起动按扭后两台 副电机启动，翻车机回转部分低速转动。两个端盘推动平台两端的圆销。因为圆 销位于平台中心线外侧，所以平台连同待翻卸的车厢一起向托车梁倾斜，直到全 部靠住托车梁后，主电机启动副电机断电，翻车机回转部分带着平台及车厢一起 以正常转速回转。从翻车机启动到车厢和均衡梁接触这段时间，夹车机构夹车梁 两端的棘爪凸轮沿着地面止挡向下滑动。随着回转角度的增加端盘举着平台及车 厢逐渐上升。当车厢与夹车机构的均梁接触后，通过均衡梁带动夹车臂及夹车梁 一起回转。棘爪凸轮与地面止挡脱离，棘爪啮入棘齿块中，夹车机构被锁住，直 到翻转1 6 0 。为止。 回翻时先由主电机工作，翻车机以正常转速回翻。当棘爪凸轮与地面止挡接 触后顶开棘爪使原来锁住的夹车机构松开。再继续翻转到平台滚轮与平台座将要 接触时主电机断电，副电机启动使回转部分以低速回转带动平台及车厢平稳地回 到原始位置。空车即由调车机推出。 3 3 迁车台 3 3 1 迁车台的作用 迁车台是折反式布置卸车线所用的设备，它将翻卸过的空车从重车线移至空 车线。迁车台是钢丝绳驱动，可以左行即空车线布置在重车线的左侧( 沿进车方 向看) ，称作b 型；可以右行即空车线布置在重车线右侧( 沿进车方向看) ，称作 a 型。二者型号的技术性能及结构形式均相同，区别仅仅在于传动装置及双向定 位器在迁车台上的安装位置。胜利发电厂的重调合迁车台都是a 型。 3 3 2 迁车台的组成 1 车架 车架是由板材及型钢焊接而成。它是迁车台的主体，其上铺有钢轨，使车辆 第三章翻车机系统介绍 进入、停止之用，并承受车辆的全部负荷。为了减少迁车台工作及返回时的冲击， 在迁车台两侧分别装有液压缓冲器。 滚动止挡：在迁车台横向两端装配有四个滚轮称作滚动止挡。迁车台行走时 四个滚轮和固在迁车台坑壁上的钢轨接触，起导向作用，使迁车台行走准确、可 靠、平稳。 2 定位装置 定位装置是以液压缓冲器为主体所组成左右两套，分别安装在轨道两侧，当 车辆进入迁车台车轮与铁靴接触时，以液体油阻尼减小车辆的冲击最后使之停 止。 定位装置由制动滑块、底座、导轨、液压缓冲器组成。制动滑块是和车轮直 接接触的部分，接触部分制成和车轮相吻合的曲面形。制动滑块和导轨用螺栓连 接，导轨支承在钢轨上。制动滑块后端和液压缓冲器连接，当车轮和制动滑块接 触时，导轨和制动滑块一起沿钢轨滑动。 液压缓冲器主要有柱塞、弹簧、缸体、多孔管、储油箱、导向套几部分组成。 当车辆两个轮对驶及制动靴时，车辆的惯性冲击力通过铁靴作用于液压缓冲器柱 塞头部，柱塞压缩，主缸弹簧随之被压缩，主轴缸油腔内的油液被压缩后产生高 压，压力油经多孔管上有规律布置的小孔以高速度流向多孔管外腔，然后流入储 油箱中。油箱中的空气由通气塞排出。 车辆的冲击力是通过多孔管节流小孔的阻尼作用，由机械能转变成热能而散 发掉，使车辆缓冲，减速并停止，而其余少量的动能通过油缸中弹簧压缩而储存 下来，以作为活塞复位时的推力，车辆离开后，在弹簧力和大气压力的作用下， 柱塞复位。 3 双向定位器 双向定位器是迁车台过程中，防止车辆误动作而溜出迁车台的设施。它由制 动靴、弹簧、推杆等组成。重车线铁靴是升起的，车辆进入迁车台时，靠轮缘压 下铁靴，反向则阻止通过。当迁车台移到空车线时靠基础上的止挡面将推杆顶开， 使止动靴落下，车辆可以顺利出入。 制动靴用轴承、轴装配在轴承座上，可以绕轴转动，在重车线上由于弹簧的 作用，止动靴是升起的。进车时，靠车轮压下铁靴而使空车进入迁车台。当迁车 1 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 台移到空车线时，地面止挡顶推滑轴，滑轴沿受力方向移动，而使固定在滑轴上 端的斜块顶推固定在止动靴上的滚轮，使止动靴受力旋转而落下。 4 缓冲装置 为了减小迁车台停时的冲击，在车辆两侧装有液压缓冲器，每侧两组，共四 组。 5 地面安全止挡器 地面安全止挡器设置在迁车台与翻车机的过渡地段。作用是防止迁车台未复 位时，翻车机误动作而发生掉道造成事故。 地面安全止挡器由止动靴、连杆、推杆、弹簧等几部分组成。推杆靠上滑动 支承i 、下滑动支承i 、上滑动支承i i 、下滑动支承1 1 支承。它可以沿滑动支承 上下移动。推杆一端装配有滚轮伸入迁车台坑中，另一端和两连杆铰接，两连杆 又分别和两止动铁靴铰连接，铁靴空套在轴i i 上。常态下，两止动铁靴分别和两 条钢轨接触使空车不能通过。当迁车台在重车线对准时，焊于迁车台上的斜面挡 铁，项推推杆滚轮，推杆向上移动，带动连杆，连杆又推动止动靴使铁靴绕轴转 动而离开铁轨，于是翻卸后的空车安全通过移至迁车台上。当迁车台离开重车线， 推杆在弹簧的作用下向下移动而使止动铁靴复位。推杆上滚轮的装配使推杆动作 灵活，减小推杆和斜铁间的摩擦，滚轮靠滚珠轴承和轴装配在推杆上，轴上还设 有油杯来加油润滑轴承。 3 3 3 迁车台的工作过程 迁车台在重车线对准，当空车在迁车上停稳后，迁车台启动迁车。在迁车过 程中，首先一级加速、二级加速，然后是一级减速、二级减速，最后在空车线对 准并停稳，空调启动推出空车后，迁车台启动返回重车线。同样，返回过程中， 首先一级加速、二级加速，然后是一级减速、二级减速，最后在重车线对准并停 稳。 3 4 空车调车机 3 4 1 空车调车机的作用 空车调车机是翻车机卸车线调车设备之一，它在平行于空车线的轨道上往 复运行。代替了迁车台上的推车器可直接将空车推出迁车台，并将空车皮集结在 1 车体 车体是起支承和连接其他装置的板块结构，传动装罱、行走轮、导向装置等 都固定在车体上。 2 导向装置 空调的导向装置不同于重调，重调有两个导向轮而空调设置有四个导向轮。 沿空调行走钢轨的中心线上，设有一条横断面为长方形的混凝土凸台，凸台两壁 固有两条钢轨。空调行走时，两对导向轮分别和两壁的两条钢轨接触，于是凸台 钢轨固着空调沿凸台中心线行走，也就保证空调始终在钢轨上行走。 空调导向轮的结构组成与重调导向轮的组成相同。滚轮是由z g 5 5 i i 制成， 它通过滚轮轴承装配在轴上，轴用螺栓通过固定架固定在车体上。 3 传动装置 传动装置由2 台电动机、2 台制动器、2 台两级渐开线齿轮减速器、两根齿 轮轴及一个固有大齿圈的卷筒组成。以卷筒轴线为中心两边对称布置着电动机、 制动器、减速器和齿轮轴。电动机通过弹性联轴器与减速器高速轴相连，减速器 的低速轴通过齿形联轴器与齿轮轴相连，两边的齿轮轴都与大齿圈啮合，组成一 套传动装置。 4 张紧装置 张紧装置设置在地面上是用来系固钢丝绳的，它还可以调整钢丝绳的张紧 度。重调张紧装置一端是螺旋张紧机构，另一端是张紧绞车，而空调张紧装置两 端都是螺旋张紧机构。 5 车臂装置 车臂是由板材组焊而成，它一端固定在车体上，另一端伸出车体外。在推空 车时，它是直接和空车接触的装置。 6 电缆架 电缆架是支承电缆用的，包括地面支架和行走支架。 地面支架沿空调行走轨道旁布置，地面支架上固定有轨道，轨道上设置有中 间滑车和终端装置，电缆就固定在滑车上，各滑车间用拽引线连接。 1 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 行走支架固定在空调车体上，电缆由地面支架引到空调上固定在行走支架 上，当空调来回行走时，行走支架拖着电缆带动滑车在滑道上来回移动，以适应 空调往复工作的特点。 3 4 3 空车调车机的工作过程 由迁车台送翻车机卸空的车皮对准空车线，空车调车机起动，将空车推送到 空车线上，迁车台返回。空车调车机运行2 0 m 后停止，然后电机反转，空车调车 机返回起始位置。当迁车台送第二节空车厢时，空调机循环工作。 3 5 翻车机系统行程控制 3 5 1 重调 重调行程示意图： 高亳 箫舞 低錾随扫 弋ii 接轾妞 高裁剐 _ 图3 - 2 重调行程示意图 重调运行联锁条件： 1 工作开始前重调位于原位( 停车落臂位) ，接车条件 勰 f 姓 一 列椒瞰 第三章翻车机系统介绍 ( 1 ) 重调大臂下降到位； ( 2 ) 重调大臂后钩开到位； 重调低速接车。 2 接车到位条件：后钩合到位 重调挂好一列重车后自停。 3 重调牵车条件 ( 1 ) 后钩合到位； ( 2 ) 翻车机平台在零位； ( 3 ) 翻车机平台上是空车( 平台上无车) ； ( 4 ) 迁车台重车线对正； ( 5 ) 迁车台上无空车； 重调加速至高速牵车运行运行，重调计数限位计数两次后，重调减速至低速 运行，再计数两次后，减速停车。人工摘钩，按下摘钩毕按钮。此时前钩推翻车 机平台上的空车出台 4 重调继续牵车条件 ( 1 ) 后钩合到位； ( 2 ) 翻车机平台在零位； ( 3 ) 翻车机平台上是空车( 平台上无车) ； ( 4 ) 迁车台重车线对正； ( 5 ) 迁车台上无空车； ( 6 ) 摘钩毕按钮己按下； 重调继续牵车运行到重车减速限位后，开始减速，减速运行到重车到位限位 后，停车开后钩。 5 重调开后钩条件 ( 1 ) 重调处于重车到位处 ( 2 ) 重调机零速 重调后钩提销到位，继续低速牵车运行，到送车减速限位后减速运行，减速 运行至送车到位限位后停车。 6 重调继续送空车运行条件：后钩开到位 1 8 9 重调大臂下降条件：重调位于停车落臂处 1 0 重调极限保护 ( 1 ) 重调东西两端各设有极限限位。 ( 2 ) 重调摘钩处设有急停按钮，按下急停按钮，重调空气开关跳闸，在程控和 手动操作状态下任意设备失电，重调将停止运行。 ( 3 ) 重调处于调试状态下，其它设备也只能在调试状态才能运行，此时，重调 只有行程限位和极限限位起作用。 3 5 2 迁车台 迁车台行程示意图： 移向谳 拳 图3 3 迁车台行程示意图 1 9 ( 3 ) 空调机零速 ( 4 ) 迁车台对射限位无障碍物遮挡。 ( 5 ) 迁车台上制挡器复位 空车入台，经延时后，启动移向空车线，到达减速限位后，减速运行至空车 线对正限位处停车。 2 迁车台移向重车线条件 ( 1 ) 空调推车至二次推车加速点 ( 2 ) 空车出台( 计数限位计数四次) ( 3 ) 迁车台对射限位无障碍物遮挡 迁车台移向重车线运行，当运行至重车线减速限位后，减速运行至重车线对 正限位停车。 3 迁车台保护 ( 1 ) 迁车台设置急停按钮，按下后，迁车台空气开关跳闸 ( 2 ) 系统急停按钮按下后，迁车台变频断电 ( 3 ) 其余设备急停按钮按下后，迁车台变频断电 ( 4 ) 迁车台处于调试状态下，只有行程限位起作用 ( 5 ) 迁车台入口处设置对射限位，当有物体遮挡时，迁车台停车。 3 5 3 空调 空调运行联锁关系：空调原位位于空调东侧返回到位处。 1 空调推车条件 ( 1 ) 牵车台零速 (