定稿：老翻车机关键技术分析

1、日照港关键设备技术储备方案研究翻车机关键技术分析山东省科学院海洋仪器仪表研究所二七年九月目 录一、设备简介4二、整体结构及组成71、翻车机72、定位车73、推车机84、漏斗及附属装置8三、常见故障及处理措施111、机械部分故障112、液压部分故障13四、关键性技术研讨与说明141 、PLC系统的关键性分析14（1）、PLC系统的基本配置与结构14（2）、PLC系统的关键性分析14（3）、合理化建议142、软件平台的关键性分析14（1）、软件程序基本结构14（2）、程序的关键性技术分析14（3）、合理化建议143、总线通信系统的关键性技术分析14（1）、翻车机系统中的通信类型14（2）、主要通信

2、类型的关键性分析14（3）、合理化建议144、操作台14（1）、操作台基本概况与不足14（2）、合理化建议与新技术应用研讨145、编码器的备件与维护14（1）、编码器在翻车机中应用概述14（2）、编码器应用的关键性分析14（3）、合理化建议146、网关的更新换代14（1）、翻车机中网关系统概述14（2）、翻车机中网关模块的升级换代建议147、液压系统液压温度问题的研究14（1）、翻车机中液压高温故障系统概述14（2）、原因分析与建议148、翻车机内车辆脱轨事故分析：14（1）、原因与可能性分析14（2）、翻车机内车辆脱轨事故的预防措施149、驱传动系统1410、机械备件研究与建议1412、传感

3、器、开关、仪表14五、关键部件及采购信息14主要电气设备14翻车机14定位车14推车机14一、设备简介翻车机系统是日照港一公司进行煤炭卸运的主要设备，包括1-4共四条翻车线，其中1#、2#为一期设备，3#、4#为新设备。本报告主要研究对象为1#、2#翻车机系统，是由英国Stranch and Henshaw公司与1985年设计投产。翻车机系统主要包括定位车、推车机、翻车机、给料器、控制室等几部分。日照港翻车机系统是一种C形纵列式卸料机械，采用自驱式的旋转结构,能同时卸载两节列车的货物,最大毛重为84 吨的载煤列车。翻车机包括平台、压车器、靠车板、驱动装置等几部分，由程序控制，两台卧式直流电机通

4、过减速机驱动翻车机翻转，翻到一定角度后，压车器降车厢压住。翻车机翻转到位后，再反方向返回到水平位置，完成一个周期。如下图：定位车采用自驱式的机械设备，能对使用翻车机卸载的62节车厢进行编组。共有7台电机驱动，拖动整列货车向前移动，当第三节车厢的前转向架的车轮移动到入口轨道夹轮器时，停止拖动。操作人员将前两节车厢与整列车厢脱离之后，定位车将这两节车厢拖向翻车机并在预先指定的位置停下，以使得车厢前转向架的两个车轮恰好位于固定在翻车机平台上的一组夹轮器中。然后定位车与前车厢脱离，升起定位车臂，然后反向移动到列车脱离位置。定位车在预定位置停下后，定位车臂下降，与拖至入口轨道夹轮器中的整列车厢连接，准备

5、进入下一循环。如下图：推车机是由两台直流电机驱动，牵引两节重载车厢，固定在预先指定的位置处准备倾卸。推车机移向翻车机入口并与翻车机平台上已卸完的空车车厢连接。一旦空车厢在出口端完全离开翻车机平台后，推车机将在预先指定的位置停下，并与两节空车厢脱钩，然后升起拨车臂，再返回到到翻车机入口处，准备进入下一循环。主要设备：如下图：四个料斗接收翻车机上车厢中卸载的煤炭。在每一个料斗的下端，都安装一台振动给料机，将来自料斗中的煤炭卸载皮带输送机上。在每个料斗的上端，分别安装有钢格板，防止较大的煤块或异物进入料斗和传送系统。料位控制器将向操作人员提供各个料斗负载和料位状态的指示信息。 翻车机、定位车、推车机

6、包括自动、手动、维修三个状态，通过可编程逻辑控制器（PLC）进行控制。操作人员在操作台上通过按钮等设备进行操作，并根据各种显示灯观察系统运行状态。翻车机、定位车和推车机均采用直流调速的方式驱动。二、整体结构及组成翻车机系统主要由翻车机、推车机，定位车，轨道附属装置和漏斗等组成，以下是对各部分的结构介绍：1、翻车机C型单转子双车翻车机由转子，托轮支承装置，旋转驱动装置，压车装置，靠车装置等组成。.正常作业时翻车机旋转角度为160°，维修时，翻车机可旋转到180°。翻车机各主要组成部件如下：转子由端环，侧梁，平衡梁，平台组成大刚度的钢结构。端环上的环轨支承在托轮上。端环上的齿圈

7、与驱动小齿轮啮合。本机为C型端环，由钢板焊接的箱型结构，端环上包括环轨和传动齿条；侧梁连接端环，并支承活动靠车板；平衡梁平衡梁采用箱型结构连接端环；翻车机每台翻车机的驱动装置之间应用电气和机械两种方式保持同步。机械同步采用低速轴同步方式。驱动装置布置在翻车机坑外側，驱动电机、减速箱等应与翻车机坑隔离。主要驱动设备包括：两台卧式直流电机；减速机采用平行出轴型。两台驱动装置减速机轴之间用同步轴联接。制动器在失电的情况下可在任何位置上制动翻车机，并可将全行程内任何超出设定速度运行的转子立即制动。压车系统有4组带平衡梁液压型压车器压住车辆。液压驱动的压车器具有液压锁定装置和能量吸收系统以吸收车辆卸空后

8、车辆弹簧反弹释放的能量。每组压车器油缸都可单独动作。靠车系统为主动式，所翻卸的列车在平台上固定不动，由靠车系统的靠车板移动并靠紧车侧。靠车板表面是可更换的耐磨钢板。压车器和靠车板二套液压系统由一个共用液压站来操作，其整个液压系统被充分防护。翻车机转子驱动装置、靠车板、压车器和托轮采用集中润滑系统； 带有喷雾嘴的除尘集水管安装于翻车机转子上，与转子翻卸周期同步作业可以进行翻车时的洒水除尘工作。2、定位车定位车由车体和车臂，走行导向系统，行走驱动装置等组成。车体为钢板焊接的重型构件。车体上装有车臂，驱动装置设在车体上。车臂为钢板焊接箱型构件，定位车臂头装有车钩，可以牵引C64、C61、C62、C7

9、0车辆。车钩销用液压缸操作。车钩头采用双面设置缓冲装置。车臂的俯仰采用液压驱动。定位车体沿平行于列车轨道的行走、导向系统运行。在支承轴上装有双列球面滚动轴承和油封。每组导轮装有精可锁定的调节装置，以调整导向轨道和导轮间的间隙定位车驱动装置采用直流立式电机，经减速机驱动小齿轮组成各自独立的驱动装置。小齿轮与齿条啮合驱动定位车在轨道上移动。采用悬挂电缆方式向定位车提供必要的电源和控制信号。3、推车机推车机与定位车的结构基本相似，主要包括部件设备为车体和车臂、行走和导向系统、行走驱动装置。车体采用钢板焊接的箱形构件。驱动装置，车臂和车臂俯仰的液压设备安装在车体上。车臂臂头部牵车端带有一个车钩，并装有

10、液压自动摘钩装置，以牵引重车和推空车并使其停止定位。推车机沿平行于列车轨道的行走，两组行走轮中的一组为弹性支承，用来补偿轨道的不平，以保持车体平稳运行。牵引力的反作用力矩由侧向导向轮承担，导向轮具有可锁定的调节装置。行走轮及导向轮有滚动轴承密封装置。导向系统轨道应有足够刚度及精度的整体结构，有良好的锚定装置。推车机驱动装置采用直流立式电机，经减速机驱动小齿轮组成各自独立的驱动装置。小齿轮与齿条啮合驱动推车机在轨道上移动。夹轮器设在翻车机系统重车线上，夹轮器与系统设备自动配合。夹轮器是用液压驱动的夹子，油缸通过机械连杆施力于水平夹轮棒夹住车轮。目前，1#、2#翻车机卸车线已经将夹轮器甩除不用。根

11、据长时间运行来看，由于地势等原因，不用夹轮器也可以正常翻车，而且消除了多个故障点。4、漏斗及附属装置每个翻车机下设4个漏斗，内衬为耐磨衬板。漏斗上部铺设钢板格栅，防治大块异物落入料斗。漏斗有多个检测部件，包括高料位检测器、低料位检测器等，司机室可根据检测信号进行物料排空、开度等控制。振动给料机安装在翻车机漏斗出口处并能承受从车辆卸下煤流的冲击荷载，给料机在翻车机司机室为每台给料机提供流量调节控制和流量显示装置。漏斗下部出口处设有耐磨衬板的钢闸门，由电机、减速机驱动启、闭闸门以满足流量调节的需要。闸门由机侧操作箱和操作台进行控制。漏斗口周围设洒水除尘装置抑尘。44三、常见故障及处理措施1、机械部

12、分故障翻车机常见故障及解决方案功能分类部件故 障 现 象故 障 原 因解 决 建 议备 注机械部分靠车板 靠车板伸出/返回不到位 靠车板不动 靠车板下沉 靠车板前部上倾 液压站不工作 靠车板液压系统液压阀有问题 电器限位调整不当 靠车板行进区域有异物卡住 靠车板液压系统管路、放气阀漏油 靠车板油缸损坏 检查电气设施是否有问题 检查液压系统是否存在问题 检查靠车板行进部位是否有异物卡住靠车板推出时，4个油缸推出速度不一致，板面摆动出节流阀调整不当先关闭所有节流阀，逐个进行调整压车梁 压车梁不动作 压车梁上升或下降不到位 液压站不工作 压车梁液压电磁阀损坏 压车梁滑道内卡住石块之类的杂物 压车梁管

13、路漏油，油缸放气阀漏油 电气信号反馈不对，电磁铁移位，限位松动，线路短路、断路 按图纸逐项检查液压系统 检查电气设备及线路 检查压车梁滑道有无杂物卡住当压车梁得到上升命令时压车梁不动作，但反馈信号正确，车辆向前行驶，导致车厢与车辆相撞损坏变形 压车梁限位出现问 翻车机液压系统渗油，压车梁自降 手动作业方式与翻车机信号无连锁程序 严禁压车梁封点运行 检查液压系统漏油情况 增加手动连锁程序机械部分支撑轮 作业完成后，支撑轮温度过高 翻车机运行时电机出现过流，翻转不到位，回零位时不正 轮组设计时对煤尘清理问题考虑不够，轮组内积煤过多且坚实，使某一轮子不能转动或端环相对速度 轮机轴承可能损坏 轮组内卡

14、进石块 将托轮组下腹半板孔清煤，最好制定定期清理的制度 更换轴承，检查润滑油油道轮体窜到支架边上或轮轴定位卡板，螺栓断裂丢失轴承损坏更换轴承，检查润滑油油道支撑轮踏面有明显擦伤痕迹，作业刚完成时轮体过热 支撑轮被煤或石块卡住，造成轮体和轨道有相对滑动 轮子轴承损坏 轮体踏面硬度相对较低 清理积煤和石块 更换支撑轮轴承 用手提式硬度计测出轮子踏面的硬度，最好分别测量踏面未压过和已压过区域，方可看出原出厂热处理情况和硬度变化情况支撑轮踏面有明显的凹凸痕迹，严重时凸起可达11.5mm 支撑轮踏面硬度相对较低 轮组的纵向中心线和端环轨道的中心线偏差不合要求，造成轮组踏面受到轨道的侧向挤压力 提高支撑轮

15、踏面硬度 借助经纬仪重新调整轮组中心线机械部分支撑轮发热严重，有时和轨道有相对滑动、窜轴 润滑不良，润滑油油道受阻或油跑出管外 挡油盘和迷宫的尺寸公差不合要求，尤其是迷宫尺寸 定位套等尺寸有误，易造成轴承窜动 仔细检查润滑油路 认真核实迷宫和定位套尺寸公差定位车定位车减速箱工作一段时间后，在一级、三级轴及视孔盖处渗油 油封损坏或轴颈磨损较大，造成密封性不好 轴承间隙较大 调整轴承间隙，更换油封 检查视孔盖底是否损坏，损坏则更换定位车水平导向轮的踏面出现裂纹 加工或处理存在质量问题 水平导向轮与轨道间隙过大 发现裂纹要即使更换导向轮 定期调整水平轮与轨道间隙列车轨道翻车机入口地面轨道经常出现下沉

16、、不平、螺母松动或翻车机平台接口尺寸超差、轨距超差等 地基下沉 作业时轨道接口受力较大及时养护处理，保证路基轨道和平台轨道间隙10，横向错位1，平台轨道和路基轨道顶标高差，两轨之间高差控制为4，轨距偏差，轨道坡度为1/1100夹轮器确认液压系统正常，用手推动方向阀换向，油缸不动 油缸活动油封损坏 油缸活塞与缸筒卡住 油缸活塞与活塞杆脱落 机械部分损坏 拆修油缸 检查机械部分是否损坏2、液压部分故障功能分类部件故 障 现 象故 障 原 因解 决 建 议备 注液压部分液压系统 液压泵异响，无压力 截止阀漏油 放气阀漏油 靠车板推出返回慢 压车器靠板车无动作 压力开关保持不住 压车梁有下降无上升动作

17、 油缸损坏 油箱开关未打开，油箱无油，油质不对 截止阀油封损坏 扳动放气阀有其他物件碰放气阀 靠车板液压站液压阀松动 电磁阀损坏，系统无力 液压系统漏油或压力开关调整过高 管路油封损坏或活接头连接部分损坏 压车梁新更换电磁阀备件不对 压车梁油活塞与活塞杆脱落 油缸活塞油封损坏 打开开关检查油箱液位，更换符合规定油种 放气阀处加装保持套管 更换截止阀油封 调整靠车板压力开关 检查液压系统电磁阀工作状况 调整压力开关，检查系统漏油情况 更换密封件，检查接头压接部分是否漏油 更换符合规定的方向阀 检修油缸，更换活塞油封油泵转向不对油管吸入空气改正油泵旋转方向油泵过度发热油泵磨损或损坏油的粘度过低冷却

18、不足或冷却中断修理或换新使用推荐的液压油改进或调整冷却系统，使冷却水畅通油泵转速过低或动力功率低皮带打滑，联轴器或原动机有故障消除故障从高压侧到回油侧的漏损压力调整的错误调整正确安全阀不关闭；存在脏东西或零件磨损清洗，确定损坏部分，修理或换新油缸内壁、活塞杆或活塞密封环损坏修理或将损坏元件换新活塞密封环材料和液压油不相适应，或密封装置不合理更换密封环材料，或改进密封装置阀座磨损修理或换新阀的缓冲不足或没有装配较合适的机构阀零件粘着油不清洁放出油，清洗设备零件，加清洁的油油泵输油不均匀油泵型式或油泵结构不适于达到预期目的和设备或油泵的制造厂商议后，用适合的油泵代替设备内混有空气设备内没有完全除去

19、空气设备除气，检查接头孔和放气孔油泵旋转方向错误电气接线错误改正接线从高压侧到低压侧的漏损安全压力调整的太高调整正确安全阀性能不好用合适的结构代替油的粘度过低放出油，使用制造厂推荐粘度的油当系统不需要压力油时，而油仍在溢流阀的设定压力下溢回油箱卸荷回路的动作不良检查电气回路、电磁阀、先导回路和卸荷阀的动作是否正常由于污染或零件缺陷产生通气系统的故障清洁或必要时整理之安全压力调整的太低调整正确冷却不足冷却水供应失灵或风扇失灵消除故障冷却水管道中有沉淀清洁之散热不足油箱的散热面积不足改装冷却系统及（或）加大油箱容积及散热面积油泵过热由于磨损造成的功率损失修理或换新用粘度过低或过高的油工作用制造厂推

20、荐的粘度的油油液循环太快油箱中液面太低加油到推荐的位置油的阻力过大管道的内径和需要的流量不相适应或者由于阀门内径不够大加大管径，或降低功率电气部分电动机整台电动机过热工作时间太常或在超负荷状态下工作时间太长合理安排工作制度定子铁芯局部过热在低压下工作，铁芯矽钢片间发生局部短路在低电压情况下，适当减少负载。对铁芯进行光滑处理，实施绝缘措施，例如涂绝缘漆转子温度升高，定子中有大电流冲击绕线端头中性点、并联绕组间接触不良或转子电路中有接触不良对电机线路进行检查，矫正不良接点电动机工作时振动较严重 电动机轴与减速器轴之间不同心 轴承磨损 转子变形调整电机和减速器的同心度，更换轴承或转子交流接触器及继电

21、器线圈发热严重线圈过载磁导体的可动部分无法与静止部分接触减少可动触头的压力或更换控制器；调整磁导体和静止部分的位置，使其能够正常接触动作迟缓磁导体的动静部分相距过远底板的上下部不对中调整相关部件的位置断电后磁铁仍然处于吸合状态触头压力不均匀调整或更换触头弹簧触头过热触头动静块间压力不够触头表面脏污调整触头弹簧压力或清洗触头面产生较大声响线圈过载磁导体弯曲或表面脏污磁导体的自动调整系统卡住减少可动触头弹簧的压力调整触头的位置或清洗触头表面清除导致摩擦加大的因素四、关键性技术研讨与说明翻车机是港口物流中的大型机械，结构复杂，对于该设备中的关键技术与设备，通过现场设备的运行情况的信息统计，结合当前设

22、备的发展动态情况，主要以下几个方面进行说明。1 、PLC系统的关键性分析翻车机系统的控制是以施奈德的Quantum系列CPU为核心。Quantum系统具有模板化、可扩展的体系机构，大量应用于工业和制造过程的实时控制，特别是国内的各大港口中，Quantum系列以其高可靠性、精确稳定以及性价比高的优点，在多个场合得到应用。Quantum除了具有传统的的CPU、I/O等普通配置外，还支持以太网、PROFIBUS总线等多种通信手段的模块，提供了相当灵活的扩展体系。（1）、PLC系统的基本配置与结构翻车机的CPU控制系统的基本配置是：Ø 主站CPU为140 CPU534 12。Ø 三

23、个子站，通过140 CRA 93200通信；主战CPU带一个PROFIBUS模块，与编码器网关、直流提速装置等进行通信；主站带一个NOE 771 00以太网通信模块，与上位机进行通信；Ø 其他模块：DDI153 10（TTL输入模块），DAO84000（110V输出模块）、DRC830 00（继电器输出模块）、DRA840 00（继电器输出模块）等模块；翻车机系统结构图（2）、PLC系统的关键性分析PLC系统中除了包括PLC的CPU以外，还包括各种通信模块与输入输出模块，能否正常工作直接关系整个翻车机系统工作的可靠性，是进行自动控制的核心部件。如果PLC或者输入输出模块出现问题，轻则

24、导致生产停顿，重则导致设备或者人身安全的严重后果。另外，CPU属于精密仪器，对于环境要求比较高，而港口作业的工作环境比较恶劣与特殊：环境温度变换大、湿度大（港口）、灰尘多，造成了设备工作状况以及使用寿命会受到不同程度的影响，所以必须对CPU以及各模块进行有效的维护，做好备品备件的工作。对于Quantum系统应该注意到，目前施奈德已经推出了升级的新型的Quantum系统，如下图。新的CPU称为Unity Quantum 处理器，兼容原有的CPU、I/O、通讯等硬件， 采用Pentium 166 或266MHz处理器，内嵌10/100M以太网通讯、USB编程、RS232/485 Modbus、Mo

25、dbus Plus 等通讯端口，存储量更大、处理速度更快。Unity Quantum 处理器可以说是施耐德产品的一次比较大的转型，在未来的设备供应中，将会大力推介该并推广使用，相应的老型号的CPU模块等产品供应将会逐渐渐少。目前的产品备件准备工作中，除了保证现在使用型号模块供应得到保证，也应该逐步转变到施耐德新的PLC系统中，以尽快适应新产品，减小对设备管理的影响。（3）、合理化建议综合以上内容，对PLC硬件的关键性技术有以下建议：l 定期维护PLC系统，保证电气室温度、湿度等外部条件；l 保证CPU等模块备件；l 尽快掌握新型CPU系统信息，以备升级换代。2、软件平台的关键性分析（1）、软件

26、程序基本结构翻车机的控制系统软件平台中，PLC程序采用的是CONCEPT软件编写。CONCEPT支持LD、SFC等多种标准编程语言而且兼容老的LL984语句，本系统采用的就是LL984语句编写。整个程序按照定位车、推车机、翻车机、变流器装置等设备类型分段，主要框架与结构如图： （2）、程序的关键性技术分析与新翻车机程序相比，程序使用的是老式的984编程语句，结构简单，适合现场工人进行故障查询。但是必须注意到，984语句不是一种标准编程语句，按照现在的发展趋势，在未来的软件系统中可能会取消984语句编程环境。所以，在技术层面上，应该做好使用其他编程语言的技术准备。另外需要注意的是，与施耐德推出新

27、型硬件设备一样，在软件平台中，也推出了全新的Unity Pro通用的一体化软件。Unity Pro用于 Modicon Quantum PLC的编程平台，包括5 种标准的 IEC 61131-3 编程语言，具有面向 C+ 的开放性。对于使用习惯Concept的编程环境的使用者来说， Unity Pro兼容了Concept和PL7程序，可以将旧版本程序进行相应导入，大大减少了设计、安装、运行到维护各阶段的工作量。面对厂家对新型的PLC系统的Concept Unity Pro编程系统的推广，尽管在一定年限内，无论是从软件还是硬件上，用户孩会得到充裕的供应与服务，但是随着时间的推移，从技术的更新换代

28、的必然趋势看，取代旧型号是必然的。程序还存在的另一关键设备点是程序的扩展。考虑到当前运输火车车厢的主流型号已经由原来的C60、C63变为C70。在以后，可能这类车型占主流，程序要进行相应的改进，以适应生产工艺的变化。目前程序已经进行了修改，但是还需要从整体上完善，并做好新车型的准备。（3）、合理化建议在软件平台以及程序中，作为关键技术，建议：l 针对新软件平台的推广使用，应积极应对，早动手、早准备，做好技术储备工作。3、总线通信系统的关键性技术分析（1）、翻车机系统中的通信类型翻车机系统的PLC系统中，大量使用了多种工业通信方式，主要包括Profibus总线通信、AS-i总线通信以及Simul

29、ink光纤通信。各种总线的主要应用的场合有：Ø AS-i总线通信：现场位置编码器与网关之间；Ø Profibus总线通信：AS-i网关与PLC系统之间、变流器与PLC系统之间；Ø Simlink光纤通信：变流器之间；（2）、主要通信类型的关键性分析对于Profibus的网络，其投资费用低、故障率低、维护工作量低、通讯速率较高、扩展能力强。但是应该注意到，这种通信缆对维护要求更高，使用与维护PROFIBUS网络需要注意使用的电缆和连接器、设备数量、终端电阻等内容。Simolink（Siemnes Motion Link）是以光纤电缆为传输介质的数字的串行数据传输协议

30、。通过一个闭合的光纤网，在总线上的每个节点具有分配器功能，利用SYNC报文，分配器对所有节点提供公共的系统时钟周期和按在任务表中以向上的顺序的报文地址和通道号发送报文。在翻车机系统中，Simolink主要用在变流器之间进行协调通信，采用的是光纤为介质的通信线路。光纤较细而且材质脆，而且不能进行大角度的弯、折等处理，否则会严重影响通信效果。另外光纤头需要打磨等处理，才能保证通信正常进行。通过多起通信故障的调查，很多时候出现的通信故障，将节点的连结重新处理后，能明显改善通信状况。AS-i工业总线技术是安装在生产过程区域的现场设备或仪表与自动控制系统之间的一种串行、数字式多点通讯的数据总线。仅用两根

31、信号线就可以完成电源和信号的同步传输，完成现场设备的控制、监控等功能。采用AS-i总线布线简单、抗干扰能力强，另外 AS-i总线属于设备级的底层通信网络系统，可以通过主站的网关进行数据上传。AS-i总线通信应用与翻车机角度、位置的多个参数的检测。翻车机系统中，采用的是双层总线的结构。在底层通过AS-i网关与所有编码器通信采集数据，然后网关作为一个Profibus的从站，将数据传输到PLC系统中。对于编码器的位置数值是翻车机系统中一个相当关键的部分，所以保证AS-i的正常通信作为维护工作的重要部分。（3）、合理化建议l 通过Profibus采集的数据需要在软件中据进行相应滤波等处理，以保证系统的

32、工作不受干扰与影响。l 定期维护，保护通信光纤工作。4、操作台（1）、操作台基本概况与不足操作台作为运行人员进行翻车机动作控制的工作平台，其操作的难易度、简便性都直接关系到工作效率的高低。本翻车机系统是在上世纪七十年代设计、投产使用的，目前来看存在多处不足：Ø 操作台设备多而且分散，包括显示现场状态的的指示灯、现场的摄像头及一台监示器等，直接造成操作人员在工作的同时需要关注较多设备才能保证作业。Ø 多处关键工艺环节，操作人员不能直接观察到。例如给料器的挡板开度，因为缺少相关精确的检测设备，只能由操作人员根据经验进行操作，有一定的风险。Ø 操作主要是通过大量的开关、

33、按钮等进行操作，由于采用大量线路连接，故障点比较多。（2）、合理化建议与新技术应用研讨针对操作台存在的多处不足，结合当前技术发展趋势，建议将操作台作为一项需要改进的关键技术，改造为以工业PC为核心的操作平台。改造后，工业PC与PLC系统通过总线或者工业以太网进行通信，通过触摸屏或者工业计算机的上位机画面就可以显示翻车机运行的各处的状态，画面可以采用不同的颜色分类显示数据、报警等信息；动画画面可以直观的现实翻车机的角度位置、定位车、推车机的行走位置等信息。同样对于输出，操作人员只需要采用直接触摸屏幕或者采用鼠标操作的方式就可以进行，而不需要原来的在操作台上进行多处操作繁琐步骤。上位机在多处的工业

34、现场的使用已经得到了充分的证明。建议将翻车机操作台改造为工业PC为核心的操作平台系统。5、编码器的备件与维护（1）、编码器在翻车机中应用概述翻车机系统的多处位置与角度检测以及变流器的速度反馈，都是使用编码器进行定位或者速度测量的。AS-i是一种传感器-执行器-接口的技术，用于自动化控制层的最底层，在翻车机系统中大量使用了具有AS-I接口的编码器，比如定位车与推车机的行走距离、翻车机的反转角度。编码器采用了倍加福（P+F）系列旋转编码器：（如图）倍加福旋转编码器使用AS-I编码器采用一条两芯的非屏蔽电缆连接起来，数据和电源在一根电缆上传输，不需连接终端电阻。数据传输速率达到167Kbit/s，而

35、且带有故障预警功能，维护、诊断简单迅速。（2）、编码器应用的关键性分析尽管通过AS-i接口通信的编码器具有多种优点，但是通过多种场合的使用与反馈效果来看，如果编码器出现问题，会出现设备定位不准、振动，严重时甚至会产生飞车等重大故障。所以，正确的使用和维护是保证正常工作的重要前提。（3）、合理化建议作为翻车机系统的一项关键设备，对于编码器有以下建议：l 要进行备件的准备工作。因为大多数编码器起到定位与调速的功能，非常关键，所以为了防止编码器出现问题引起系统瘫痪，必须进行备件准备工作，可以快速反应，减少设备停机影响。l 保证编码器的供电独立，保证电源的稳定。实践证明，一个独立稳定的编码器的供电电源

36、，大大提高工作的稳定性，保证测量的精度。l 定期进行维护。定期察看联轴节是否有歪斜、松动等现象；l 利用PLC软件监控或处理。一些干扰会引起PLC系统采集的编码器的数值有影响，所以对于PLC读取的编码器信号一定要从软件的算法上，进行滤波等数据处理，才能得到可靠的数据值，可以使用的方法包括延时数值比较、取平均数等方法。6、网关的更新换代（1）、翻车机中网关系统概述在PLC的Profibus总线与编码器的AS-i总线之间采用的是通过网关转换的方式，如图:其结构如图：DP/AS-i网关起到在Profibus与As-i网络之间进行转换的作用。定位车、推车机以及翻车机位置检测使用的编码器是支持As-i总

37、线，通过DP/As-I网关，可以挂接到Profibus网络系统中。在翻车机系统中使用的网关是P+F系列模块，如图：DP/As-i网关模块（2）、翻车机中网关模块的升级换代建议l 翻车机系统中使用的网关模块采用P+F系列,目前该型号已经进行更新换代.新的网关产品不再支持旧的As-i设备,鉴于此,如果库存的备件模块不能支持较长时间,需要进行系统的更新与升级.7、液压系统液压温度问题的研究翻车机系统的液压系统动力和控制部分由SPERRY VICKERS公司生产，主要应用在定位车、推车机、翻车机各部分。其中，推车机与定位车的大臂的仰、俯及挂、摘钩由液压系统来实现，翻车机的压车器采用液压方式。液压系统在

38、整个生产线上都起着重要的作用，它的工作正常与否，将对整个卸煤生产线的效率产生直接影响。（1）、翻车机中液压高温故障系统概述高温故障可以造成自动卸车作业线中断，使系统压力、流量不稳，执行机构动作可靠性、稳定性下降；液压元件、密封件变性、磨损加剧，使用寿命下降，内外泄漏量增加，液压油加速氧化变质等等。由于大部分液压元件依赖进口，价格昂贵，生产成本上升。所以，如何处理液压中的高温问题，属于一个关键性技术。（2）、原因分析与建议液压系统出现高温故障，反映出系统回路存在功率输入与输出不平衡，有大量多余输入功 在系统中转化成热量浪费掉了，所以解决这一故障的关键，是使系统输入功率与负载相适应 。l 改进了液

39、压泵调控装置，采用高效率可控式功率匹配液压回路。通过功率匹配阀将事先设定的系统压力和流量反馈 给液压泵，自动控制泵的输出，使输出压力和流量与液压系统工作负载相适应，从而达到液 压系统输入与输出的功率匹配。 8、翻车机内车辆脱轨事故分析：（1）、原因与可能性分析液压油缸活塞密封圈老化，系统内漏 。主要发生在压、托车梁液压油缸上，以压车梁液压缸最为显著。驱动压车梁的8只液压油缸活塞密封圈由聚氨酯橡胶制成，在运行一定时间以后，开始老化，并逐渐龟裂成碎片，起不到密封作用。而当密封圈损坏后，液压油缸内漏，在压车梁压紧时，有杆腔压力油经活塞密封间隙泄漏至无杆腔，造成有杆腔压力迅速下降，达不到压力设置规定,

40、只要有一只液压油缸内漏，整个压车系统压力将同时下降。煤车在翻卸过程中，车辆两侧壁不再受压，车轮也不再紧贴轨道。由于车辆随翻车机一道翻转，车轮与轨道的接触随着翻转角度的改变由带压发展到不带压，最终完全脱离轨道。 电磁先导溢流阀压力偏低。若电磁先导溢流阀压力调得过低，则在煤车翻卸过程中，车辆两侧壁将有一段时间受压不良或不受压，此时车辆就有可能脱轨。 液压油内有杂质存在。若液压油内有杂质存在(如前所述密封圈龟裂成碎片)，这些杂质将在液压系统中随液压油一起循环，卡涩阀件造成单向阀关闭不严或进油不充分，油缸失压，进而引起整个系统失压。当卡涩发生在煤车翻卸过程中时，由于压、托车梁起不到应有的作用，此时将发

41、生车辆脱轨。 托车梁未托到位。由于托车梁在煤车翻卸过程中起托住车身的作用，当托车梁因机械卡涩而未托到位时，车辆在翻卸过程中将会因自重无支撑而导致车轮偏离轨道，出现脱轨。 液压油粘度太大。在环境温度较低时，液压油粘度增大，流动性降低，此时，将造成液压系统供油不均，系统压力不稳定，车辆在翻卸过程中将发生脱轨现象。该情况多发生在冬季设备刚启动运行之时。 （2）、翻车机内车辆脱轨事故的预防措施l 加强设备的检修、维护，提高设备的健康水平。定期、定时更换已老化的密封圈，以保证液压油缸活塞密封性能良好，防止内漏。 l 增大压力阀参数；l 定期对油质进行化验，对已乳化变质、杂质较多的液压油应进行更换，同时对

42、油箱进行清洗，清洗过程中用面团将箱体内壁的杂质粘干净，加装的新油一定要用滤油机进行过滤，检修时不得戴脏手套，以保证液压油的清洁。l 增加压爪的长度，使之能有效地抓住车帮。l 增加护轨板高度，以便更好地挡住车轮。 l 对活动关节部位进行清洗、润滑，使之转动灵活、伸缩自如。l 严格执行冬、夏季用油之规定，冬季使用粘度低的液压油。翻车前可使设备多空转几次，让各油缸内的油循环起来，还可在油箱内加装加热器，以提高液压油的温度。9、驱传动系统减速机也是工业中重要的机械设备。减速机在翻车机的设备中的应用，主要包括翻车机的卧式行星减速器（SDN400）、定位车装置中的正交式出轴减速器（PZB-112）等。制动

43、器是使机构的运动件停止或减速的装置，是大型机械中的关键设备。翻车机的各个工作机构经常处于频繁启动、制动状态，制动器成为动力驱动的各机构不可缺少的组成部分，身兼机构工作的控制和安全双重任务，是安全检查的重点。制动器能否正常工作直接关系设备的安全与人身安全，制动器出现问题，小则出现设备定位不准、振动等造成设备寿命受损，大则直接影响安全生产，所以制动器是翻车机的关键部件。堆取料机中使用的制动器有：DAS400，NHC-1400、高速制动器KC-HF-700属于制动器厂产品，如下图:对于制动器设备，除了做好制动器的备品备件工作外，日常的检查应该引起足够的重视，检查内容包括：制动器关键零件的完好状况、摩

44、擦副的接触和分离、松闸器的可靠性、制动器的整体工作性能等，所有的制动器都应保证灵敏无卡塞现象。制动器的零件，出现异常情况时应报废更新：比如制动器的零件出现裂纹、制动带或制动瓦块摩擦垫片厚度磨损严重、弹簧出现塑性变形、制动轮轮缘厚度磨损严重等。减速机是工业中重要的机械设备。减速机在翻车机系统中的应用，主要包括翻车机装置中的卧式行星减速器。对于制动器设备，除了做好制动器的备品备件工作外，日常的检查应该引起足够的重视，检查内容包括：制动器关键零件的完好状况、摩擦副的接触和分离、松闸器的可靠性、制动器的整体工作性能等，所有的制动器都应保证灵敏无卡塞现象。制动器的零件，出现异常情况时应报废更新：比如制动

45、器的零件出现裂纹、制动带或制动瓦块摩擦垫片厚度磨损严重、弹簧出现塑性变形、制动轮轮缘厚度磨损严重等。10、机械备件研究与建议翻车机系统中，包括定位车、推车机、翻车机都属于运动频繁的设备，在多处相互运动部件处，因为摩擦等造成机械磨损或者损坏，特别是在一些关键部位，可能会导致停产或者设备安全的重大事故。另外，翻车机系统属于比较专业的工业机械，很多部件不属于国家标准，如果损害不能马上购买，需要提前订制，餐能备不时只需。通过翻车机维修故障技路发现，一些齿条包括翻车机大齿条、推车机、定位车的行走轨道齿条，多次出现断齿等故障，考虑到电气控制因为环境变化导致的机械故障，引起齿条与驱动设备配合出现问题，可能会

46、造成断齿。这些齿条都不是国家标准，需要提前与厂家联系定制，保持必要的库存。12、传感器、开关、仪表翻车机系统中的定位车、推车机、翻车机的动作使用了大量的开关进行动作控制与保护。主要有以下几类:光电检测元件。在翻车机系统中大量使用了光电类型的传感器与光电开关，如图为SIKO系列的光电传感器。光电类型的传感器主要用来进行定位车车厢的检测、车轮检测、以及推车机车厢检测、车轮检测，翻车机的清除异物检测等，许多不适合安装接触式传感器的场合大量应用。但是光电传感器也起到非常重要的作用，既有保证系统自动控制完成的部件，也有进行设备与人身保护的功能。另外。光电类型传感器如果处理不好易受外界干扰，所以需要进行必

47、要的维护与备品备件工作。SIKO系列的光电传感器行程开关。行程开关也称位置开关或限位开关，用来限制机械运动行程的一种重要的小电流主令电器。可以将机械位移开关信号装换成电信号，在定位车与推车机中主要用来确定设备是否到达指定位置，翻车机中也用来进行极限限位的保护。所以行程开关的质量好坏、能否正常工作关系设备的工作状态以及设备安全，需要对其进行必要的备件准备工作，以及进行定期的检修维护。在翻车机系统中大量使用的Turck感应传感器。（如图）。图尔克 （TURCK） BI25-G47SR-VP4X2等开关传感器感应接近开关。如图：P+F感应接近开关：NBB4-12GM50-E2该类型以电感式传感器为主

48、，它也有一定的保护功能，具备极性保护、短路保护或过载保护、短路监视、过压保护。适合应用与翻车机系统里对物体进行非接触式的高精度的位置测量的场合。对于以上两种产品，都属于进口产品中质量较好的代表，对这类产品需要进行备件的准备工作即可。各种限位开关；限位开关在早期的自动控制系统中，具有设备定位、保护等功能，非常重要。随着编码器的大量应用，限位开关已经不主要进行定位，只进行设备的保护工作，是设备的最后一道防线，所以限位开关是否正常直接关系整个设备的安全与人身安全。在目前的翻车机系统中，大量使用了Cutler Hammer限位开关，如图：在翻车机超行程等关键部分，都采用了这种机械式的保护开关，防止出现

49、事故。所以，对该类型的开关需要定期进行维护、检修，保证设备安全。同时，需要将其列为关键部件，进行产品的备品备件工作。五、关键部件及采购信息主要电气设备功能分类位置部件名称部件型号生产厂商备注电气设备驱动卧式直流电机315R立式直流机225XL变流器6RA7078-6FV620编码器系统编码器RVI78N-10CK2A31N-01000连轴节9401 10*10网关P+FPLC系统电源140CPS114 10CPU140CPU534 14A远程I/O主站140CRP 932 00以太网模块140NOE77110PROFIBUS-DP模块140CRP 811 00110 VAC输入模块140DAI

50、553 00TTL输入模块140DDI153 10110 VAC输出模块140DAO840 00继电器输出模块140DRA840 00TTL输出模块140DDO153 10远程I/O从站140CRA 932 00翻车机功能分类位置部件名称部件型号生产厂商备注C/D驱动减速机SDN400制动器DAS400齿轮连轴节G183HS联轴器A250齿轮连轴节CLZ11轴M136676齿轮轴M136677驱动轴M136680小齿轮M136684齿圈块L136907减速机RGOD i=6.33联轴节6.33SW托轮架L136221托轮轴销M136227C/D压车器压车器油缸S5734 200901130C/

51、D压车器前轴销100316C/D压车器中轴销125356C/D压车器蓄能器SA3.8-3-1-207压车器电磁阀AM320-06-220VAC-50HZ压车器电磁阀DG3VP3-102A-VMUD10压车器插装阀CVU-40-SWB-B29-L-30压车器插装阀CVU-40-SWD3-B29-L-M10压车器蓄能器SA3.8-3-1-207压车器单向阀VICKERS-C5G-805压车器插装阀CVU-40-SWB-B29-L-30压车器插装阀CVU-40-SWD3-B29-L-M10压车器调料板油缸407100DC/D调料板蓄能器气囊SA35-3-1-207漏斗调料板电磁换向阀34BO-H10B-T漏斗调料板油缸407100DC/D调料板蓄能器气囊SA35-3-1-207漏斗调料板电磁换向阀34BO-H10B-T漏斗调料板溢流阀VIKERS-ECT-0