进口电缆卷放车改造

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[摘 要]进口电缆卷放车设备先进，但存在配品配件难购回的问题，给电缆车修复工作带来一定影响，同时由于使用年限较长，该电缆车在作业过程中上车回转部分间隙大不稳定左右摇晃厉害，给操作人员带来安全隐患，为解决这些问题，我们通过设计讨论，对电缆车上车回转平台进行国产化改造，方便日后配品配件购买，提高车辆维修效率，保证设备出动率。

[关键词]电缆卷放车； 改造； 国产化

中图分类号：TH218 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0013-02

1. 概述：

2008年哈尔乌素露天矿从加拿大购置了两台电缆卷放车，型号为TSZ-07，发动机功率：335HP。主要为矿区大型电铲钻机提供供电服务工作。具体工作为矿区现场各种规格电缆的运输，将为电铲钻机供电的电缆敷设到道路旁边的挡土墙上（挡土墙高度大于2.5m，宽度大于4m）以及从高掌子上收放电缆。

鄂尔多斯准格尔地区气候属大陆性气候，冬季时间长且寒冷，夏季短且酷热，白天与夜间温差较大。该车常年在煤矿生产现场作业，采掘场现场坑洼多、路面不平整、多障碍、多尖石、灰尘较大，作业环境恶劣，因此该车的各种性能要求比较高。

整车由：下部拖板车、上部电缆卷放工作装置、自吊机构、备用滚筒、电气及液压等几部分组成。如图1所示：

电缆卷放工作装置位于车辆后部的平台上，包括电缆卷放导向架、卷筒、驱动单元、操作室及机械手等部分构成的一体可回转平台。

电缆卷放时为人工控制电缆排放，排放速度可根据电缆外径的不同、由人工设定。电缆卷筒平台能够旋转±90度，能够从卡车左，右，后三侧进行电缆的铺设和卷放。电缆卷筒由液压马达所带的小齿轮驱动。液压马达由底盘发动机分动箱驱动的液压泵提供动力。电缆卷放系统安装力矩限制器，以防电缆被拉伤。卷放电缆的线速度为0～30m/min，无级调速。将300米电缆卷绕在车上的时间不大于15分钟。在位于卡车后部的操作室里控制电缆卷放，卷放速度，卷筒水平旋转，电缆抓手移动。

对电缆卷放系统的控制方式为有线和无线遥控两种控制方式，在电缆卷放操作室放置有线控制面板对电缆卷放系统进行控制，同时也要配置一个无线控制操作器在地面对电缆卷放系统进行控制，遥控主机是由美国的HETRONIC公司生产的， 型号是NOVA L， （paddle）。

2. 存在问题

电缆车电缆滚筒回转支架回转装置改造前结构如图2、图3：

电缆滚筒回转支架回转装置改造前采用回转支承连接回转支架及底盘部分，利用液压油缸推动转动臂来实现电缆滚筒回转支架的回转。

2.1. 回转支承问题

该结构由于原有回转支承尺寸偏小，倾覆力矩太大，导致电缆滚筒回转支架经常出现开裂现象，并且在行驶过程中左右摆动尺度大，安全稳定性能极差。同时由于液压缸行程及转动臂回转幅度的限制，导致电缆滚筒回转支架只能在180度范围内回转。

2.2. 自吊机构问题

电缆卷放车的滚筒备用装置、自吊机构液压系统来驱动，该车已投入使用将近6年， 在日常使用过程中液压系统平凡出现故障，造成故障的自吊机构无法修复，导致与其配合使用的电缆备用滚筒长期处于闲置状态，不适合在恶劣环境中运行。由于电缆卷放车为进口设备，在国内购买配件比较困难，维修工对进口设备的维修技术薄弱，而且很难通过书本或网络搜寻到相关的技术资料和维修手册等，这极大地影响到了电缆卷放车的完好率。在实际生产作业过程中，电缆卷放车的机械手、自吊机构在露天煤矿利用率较低，长期处于闲置状态，在日常工作未带来大便利。

2.3. 回转机构问题

由于电缆卷放车的上车回转机构也采用液压系统来驱动，在回转机构在制动过程中，由于液压系统的间隙较大造成了上部电缆卷放工作装置的不稳定，左右摇晃.在日常使用过程中，一旦出现液压管路堵塞、液压阀损坏等情况，就会造成上车回转装置失控从而发生自转现象，对作业的设备、人员造成了非常大的安全隐患.

2.4. 托板结构问题

电缆卷放车拖板较长，重心靠后，在作业过程中车身的稳定性较差，对路面要求较高，灵活性较差，给司机在操作过程中造成了很大的难度.

针对电缆卷放车存在的以上几个问题，通过我们多年来的工作经验以及对电缆卷放车的长期使用与观察，我们在现场提出了以下对应的改造方案.

3. 改造方案

将电缆车上车回转系统整体进行国产化改造，并拆除副梁部分。清洗电缆卷放车，拆除电缆滚筒回转支架、回转油缸、回转臂、回转支承、原液压油管、多路换向阀及其附件，整体拆除电缆车副梁部分；割除原电缆车变形挡泥板及挡泥板支架，刨去电缆滚筒回转支架上已变形断裂的加强板，按照实际尺寸切除副梁原电缆滚筒备用支架及安放折叠式随车吊部分；由于原有滚筒回转机构强度差，导致电缆滚筒回转机构经常出现损坏现象，并且在行驶过程中左右摆动尺度大，安全稳定性能差。针对以上状况特设计并更换非标加大的回转减速机及回转马达；更换手动多路换向阀两组及操作室一件，制造回转减速机上、下连接法兰及液压回转接头。

对底盘部分进行改造，按照具体设计尺寸将原电缆车底盘后桥部分整体向前移动，并将原传动轴缩短，然后将后悬多余部分切除；对原电缆滚筒及回转支架更换，变成和现使用电缆车滚筒统一；对原电缆车副梁进行整形，并加固，焊接挡泥板支架，上表面原回转位置焊接回转减速机下法兰及其支撑矩形管；安装副梁部分、电缆回转滚筒支架、液压回转接头、手动多路换向阀、液压元件、液压胶管及其他附件。

3.1. 电缆车电缆滚筒回转支架回转装置改造后结构如下：

改造后电缆滚筒回转支架采用蜗轮蜗杆减速机与底盘进行连接，然后通过液压马达驱动蜗杆实现360度回转。回转式减速机采用回转支承及环面包络蜗杆结构，能达到多齿接触，具有传动扭矩大，运行平稳等特点，能承受较大的径向、轴向载荷以及较强的倾覆力矩。并且该回转减速机是按电缆滚筒回转支架尺寸定制的非标加大型回转减速机，能够保证电缆车在行驶过程中的安全稳定性。结构示意图图4所示：

4. 改造后的车辆

4.1. 电缆卷放装置：

通过加大回转支承的尺寸，增大了回转支承与托板的接触面积，同时对上车回转支承采取加固处理，提高了电缆卷放车上车回转装置的稳定性、可靠性和安全性，尤其在收放下掌子电缆时，由于掌子面的垂直距离一般为60m左右，电缆卷放车收放电缆时要承受60m电缆的自重，所以对回转装置的牢固、稳定要求特别高，改进后电缆卷放车在收放电缆时回转装置非常稳定，对路面要求也比较低，在采掘现场的颠簸路面行驶、作业过程中回转支架避免紧固处开焊及螺栓松动、断裂等现象。

4.2. 自吊机构改造

把电缆卷放车的滚筒备用装置、自吊机构液压系统来驱动拆除之后，为电缆卷放车的托板空出了很大的空间，然后将电缆卷放车的后桥部分整体前移，车身缩短，重心向前移动，提高了电缆卷放车的稳定性和灵活性，减少了司机在操作过程中的难度。

4.3. 回转机构的改造

电缆滚筒回转支架通过用蜗轮蜗杆减速机代替以前的液压传动系统与底盘连接，首先避免了在回转装置制动时因液压系统的间隙较大造成了上部电缆卷放工作装置的不稳定、左右摇晃情况，通过蜗轮蜗杆的齿啮合来提高了回转装置灵敏性，此外，减少了因液压油管、液压阀堵塞或损坏造成回转装置失控的现象的发生，提高了设备的安全性能，同时涡轮蜗杆属于刚性结构，在运行过程中比较可靠，对维护的要求也比较低，比较适合在露天煤矿恶劣作业环境中运行。同时改造过程中全部采用国产化配件，为今后设备的配件购置方面提供了极大的便利，而且也将低了配件成本。维修人员通过对电缆卷放车的改造之后，对其的工作机构、原理有了深刻的了解，方便了今后对电缆卷放车的维护及维修工作，提高了设备的利用率。

4.4. 电缆卷放操作站

电缆卷放操作站位于上车平台带有安全防护网的操作室内，视野良好，在操作时可以观察到电缆的卷放情况。操作室内部装备座椅，并可通过内部无线通讯系统与卡车驾驶室沟通联系。考虑到路面颠簸问题，在设计制造上避免了上车过于摇摆造成螺栓松动和玻璃震碎等情况发生。操作室内配置燃油加热装置（可连续8小时不间断加热），保证冬季上车采暖。

装备工作灯，提高操作人员夜间工作视野。操作人员工作平台采用防滑设计；后部安装液压驱动电缆卷放导向架，通过油缸的伸缩动作实现全方位控制引导电缆进行卷放。不用时将其收回并锁定。其他的液压油管进行了加固处理，避免因上车回转平台转动时造成挂碰损伤。上车回转平台与地面高度为4.09米，长约8米，在作业过程中对操作及设备均不会造成影响。回转齿圈直径不小于1.20米。

4.5. 上车各部件的改进

电缆卷放工作装置位于车辆后部的平台上，包括电缆卷放导向架、卷筒及驱动单元、操作室等部分构成的一体可回转平台，上车回转平台配置机械限位和电动限位开关，以防旋转过度损伤设备。电缆卷筒周围设置安全通道和护栏，便于操作人员通行和检查设备，并安设扶梯，便于上下设备；电缆卷放时为人工控制电缆卷放，电缆在卷筒上能自动排放，自动排放装置的排放速度可根据电缆外径的不同、由人工设定。

5. 结 语

改造后的电缆卷放车操作室高度有所降低，同时缩短了副梁距离，增加了车辆稳定性，提高了电缆车安全操作可靠性。上车操作室人性化设计，增加了对讲系统、加热系统和夜间照明系统，增加了操作人员的可控性。车辆进行了加固，且回转平台缩短了离地间隙，有效增加了设备稳定性，确保设备在作业过程中安全操作，在整个改造过程中全部采用国产配件进行改造，并由本单位维修工参与改造，为以后电缆卷放车的配件更换及维修技术提供了保障，提高设备的出动率与使用率。

参考文献

[1] 方桂花.液压传动 [M]. 地震出版社，2002.05.01

[2] 濮良贵.纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社，2006.12.

[3] 邹慧君机构系统设计与应用创新[M].机械工业出版社，2008.09.

[4] （美）斯克莱特.（美）奇罗尼斯.邹平（译）.机械设计实用机构与装置图册[M].机械工业出版社，2007.04.

作者简介

秦少华（1971），工程师，1993毕业于内蒙古煤炭工业学校，现任职于神华哈尔乌素煤炭分公司露天煤矿供电队队长。

齐秀英，出生于1972年10月，现年44岁，女，内蒙古鄂尔多斯市人，现在选煤厂担任技术员工作工作。