随着我国电力市场的大力复苏,各种港口机械及堆场等移动设备越来越多,这些设备的供电,传统的供电装置通常采用电缆卷筒中心集电器形式、拖令装置、滑触线式等形式,但这几种形式都存在着不同的缺陷。上海港能机电技术有限公司在充分消化吸收国外先进技术的基础上开发出了另一种新型供电装置一拖链系统,它具有无需外加动力驱动、免维修、运行稳定可靠等优越性能。
1 拖链系统简介
(1) 拖链系统是将移动设备供电用电缆 (或水缆、光纤等) 有规律的摆放在由特种工程塑料制成的具有特殊结构的链条内部,并将其整体放置于带有导轨的特殊滑槽上构成的系统。端头固定在设备行程中间进线端处,另 l 端固定在设备上随着设备的运行,电缆随拖链在移动设备的拖动下一起移动,实现移动设备的供电 (见图1、图2)。当牵引端置于左侧时为拖链与拖链的摩擦;当牵引端置于右侧时为拖链与滑轨的摩擦,电缆的引出端置于设备整个行程的中间位置。整个拖链的长度约为行程的1/2加上一定的安全余量即可,一般为3~5m。
(2) 该系统由拖链、导轨、滑轨、导槽、支架、牵引架、浮动头等部件组成。其主体构件链条还配有隔片、横杆、牵引端和固定端等附件,可将不同规格的电缆规则有序的排列放置在拖链内,通过牵引端和固定端分别与移动设备和地面固定点相连。根据电缆直径的大小选用不同弯曲半径的拖链,一般电缆的直径不宜大于40mm,且要求电缆的柔韧性较好,整个拖链的宽度根据电缆数量还可采用多排结构。对需敷设多而重的电缆且行程较长的拖链系统可采用滚轮式拖链,以减小摩擦力或运行阻力。导槽由镀锌或不锈钢薄板折成异形结构而成,滑轨或导轨的材料可由不锈钢或工程塑料制成;浮动头也是设备正常运行的关键部件,它是由2个直线轴承组成的特殊结构,在设备移动过程中,可自动调整移动设备的横向位移,避免出现卡阻现象。
(3) 有密封式、敞开式、立式、侧开式、架空式等结构形式。
(4) 该系统的安装极其简便、灵活,只是简单的链条联接、隔片嵌入、横杆压入等工作,整个安装过程只需一把专用或普通的螺丝刀即可。导槽及至支架部分均为小型的结构件,安装也极其简便。
2 拖链系统的使用范围
(1) 应用于卸船机 大车行走供电、供水,抓斗小车供电,伸缩带式输送机的供电等。
(2) 应用于斗轮堆取料机 大车行走供电、供水,回转机构供电,变幅尾车与主机的供电、供水等。
(3) 应用于门式滚轮堆取料机 大车行走供电、供水,移动带式输送机供电,滚轮机构供电、供水,变幅尾车与主机的供电、供水等。
(4) 应用于桥式或门式起重机 整机行走供电,移动小车供电等。
(5) 在污水处理、汽车流水线等行业移动设备供电系统。
3 常用供电形式的优缺点对比
3∙1 常用供电形式的缺点
(1) 电缆卷筒中心集电器形式
电缆卷筒根据驱动形式分平衡重锤式、力矩电机式、磁滞式,无论哪种形式都需配备复杂的驱动装置、体积庞大的卷盘、支撑驱动装置的支架或平台、动力及控制卷筒控制柜、防电缆拉断的拉力保护装置及相应的限位、铺设电机及限位用的动力和控制电缆等附件,且其中间固定端还需配备复杂的翻转装置。同时因卷盘体积非常庞大,给整机结构布置带来极大的难度。其供电电缆的选用通常为减小卷盘尺寸,使电缆内外圈拉力变化小。电缆多为特制的多芯的扁电缆,并在电缆内部配有抗拉钢丝或进口以提高其抗拉强度,但却使成本极其昂贵,可是电缆使用 l~2年内即会出现扭曲或被拉断现象,给客户带来不应有的损失。每种电缆卷筒都需配备复杂的滑环受电装置,即中心集电器的配备。当然,如需供水还要另配备水缆卷筒。
(2) 拖令装置
需配备数量较多的电缆牵引小车,电缆悬垂多在0∙5~2∙0m 左右,为防止电缆拉断及堆积,通常需配备牵引链或钢丝绳,且需配备配套的钢轨及支架,一般在行程较短或电缆线径较小时使用。且必须配备合用的专用供电电缆的选用。
(3) 滑触线形式
需配备具有一定安全高度的滑触线支架及复杂截面的型钢导轨,当载流量或电压不满足时,还需配备铜母线或铜芯导线等做辅助线。
3∙2 拖链系统供电 (或供水) 形式的优点
(1) 采用拖链系统形式实现移动设备的供电,对电缆的要求无严格的限制,只要柔韧性较好的电缆即可 (一般直径<40mm),可以多根异径层叠排列根据所配电缆截面、根数及使用环境的不同,可配备不同结构形式的拖链。
(2) 无需额外的驱动和控制系统、中心集电器及卷筒等。只需在移动的设备上提供一简单的拖链牵引架,使电缆和链条固定良好,其电缆端头直接进入主电源柜或相应的控制柜无碳刷、滑环等中间供电环节。无需配备复杂的辅助结构。
(3) 因所选拖链材质为特殊的工程塑料,具有高强度和韧性、高耐磨性及耐腐蚀等优点。且因每条电缆间均有特制的电缆隔片将其分隔开,使电缆均匀排列。电缆在拖链内部无固定约束,不会出现电缆缠绕、拉断、磨损等现象。
(4) 当给设备进行降尘或喷淋需连续供水时,还可将供水水管与电缆并列布置共用一条拖链,水管出口直接接入机上水箱,无需配备复杂的水缆卷筒,可实现一点定点供水或连续供水。条件允许时还可将水箱固定于地面上,解决了因水箱体积大而使移动设备结构庞大,水箱重而增大设备驱动力或轮压所带来的联锁反应。
(5) 无需配备支撑驱动装置的支架或平台、防电缆拉断的拉力保护装置及相应的限位、铺设电机及限位用的动力和控制电缆等附件,且电缆中间固定端无需配备复杂的翻转装置。同时因取消了体积庞大的2个电缆卷筒,给整机结构布置带来极大的方便。整机设计线条更加清晰。如设计斗轮堆取料机尾车底梁时,整个截面大小的选取主要由2个卷筒及水箱的集中载荷决定的,解除这几个载荷可极大的降低各主梁截面尺寸,节约成本。
(6) 对移动设备的移动速度的适应性强,对短行程架空式结构*高可达600m/min,对长行程滑行结构*高可达300m/min 以上。
(7) 设计时,在长度和高度方向均可节省空间。
(8) 传输介质多样化:可以传输电力、数据、气体、水等各种介质。
(9) 低维护性,可抗风和抵抗各种恶劣气候。
(10) 便于添加电缆且安装迅速。
(11) 适应距离长,*大行程可达800m。
(12) 可缩短50%以上的电缆长度。
(13) 不需要维修平台和电缆储线站。
4 使用情况
拖链系统于2002年9月在浙江台州发电厂4号斗轮堆取料机大车供电系统正式投入运行,运行至今得到使用单位的认可,其免维护功能也使操作人员非常满意。通过供电系统的改造运行极大地减轻了机械及电气维护人员的劳动强度,拆除原2个结构庞大的电缆卷筒,该处平台变得简捷了,去除地面翻转装置减少了故障点及维修点。原滑环系统、电机等因潮湿短路或被烧坏的现象已不存在,供水系统也可随时供水。
综上所述,移动设备供电系统是设备正常运行的关键,通过对上述拖链系统运行原理及使用效果的详细了解,相信拖链系统在火电系统的使用规模会越来越扩大,这项技术也会逐渐被推广从而给整个市场带来极大的经济效益。