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万微科技2016 核电站环行起重机回转运行自动纠偏系统

王志刚赵晋泽
1环行起重机自动纠偏
我国核电站中在役运行的环行起重机(以下简称环吊)大约有20多台 ， 因为大车运行机构中车轮直径的制造精度差异、车轮安装位置的差异、轨道本体的制造精度差异、轨道高度和圆度的安装差异、驱动车轮转速的差异、桥架刚度的大小、小车位置的不同等 ， 均会使起重机车轮的运行轨迹不完全是一个理想圆 ， 常会在运行一段时间后整体偏向某一侧 ， 会出现啃轨或甚至挤死等不良现象 。 为此 ， 很多核电站维护人员希望环吊能够在回转运行中实现自动纠偏 ， 避免发生啃轨现象 。
从现有采取的自动纠偏措施看 ， 实际效果并不理想 。 环吊厂家认为圆形轨道在打压试验前后会发生变化 ， 在运行一段时间后牛腿也会有沉降 ， 或有其他因素引起轨道的高度和圆度发生变化 ， 这些都影响环吊纠偏功能的实现；而环吊用户认为现有的纠偏方式不能够完全实现自动纠偏 ， 常需要人工操作来辅助纠偏 ， 或在运行一段时间后经常出现这样或那样的问题 ， 然后放弃使用自动纠偏功能 。
2环吊跑偏的原因
1）驱动（主动）车轮直径的制造差异以某核电站环吊为例 ， 见图1 ， 其跨度为35.4m ， 大车运行机构为4角16轮 ， 4角4轮驱动 ， 驱动车轮直径为710mm 。 按现有标准及加工工艺 ， 车轮直径的加工误差为0~0.2mm ， 也即驱动车轮的最大直径差是0.2mm 。 由此可计算得知 ， 如果对角的2个驱动车轮直径差为0.2mm ， 其滚动1圈后行程（弧长）相差0.628mm ， 而沿轨道回转1圈 ， 车轮自身需要滚动49.86圈 ， 则2个对角的车轮在环吊回转1圈后（即自身滚动49.86圈）行程相差了31.3mm 。 以此类推 ， 若环吊整体回转3圈 ， 行程差会达到93.9mm 。 这个行程差最后会以环吊整体跑偏的形式体现出来 ， 即大直径驱动车轮会逐渐往中心方向滚动 ， 沿一个直径较小的圆滚动 ， 而小直径驱动车轮会逐渐往中心相反的方向滚动 ， 沿一个直径较大的圆滚动 ， 从而使得环吊整体以一个一致的角速度回转 。 由此可以推算出 ， 上述环吊在回转3圈后 ， 整体向大直径车轮侧偏移2.5mm 。 实际运行过程中 ， 环吊不止回转3圈 ， 也即环吊随着回转运行的持续 ， 会越来越偏离轨道中心的 ， 采取必要的纠偏措施是必须的 。
万微科技2016 核电站环行起重机回转运行自动纠偏系统
文章图片
图1环吊示意图
2）驱动车轮不在同一圆上
仍以前述环吊为例 ， 如果其中之一的驱动车轮与其他另外3个驱动车轮不在同一圆上 ， 且大于其他车轮行走的圆 ， 则环吊回转1圈后 ， 该车轮所走行程大于其他驱动轮所走行程 ， 结果就是环吊会整体向该车轮侧偏移 ， 从而使得环吊整体以一个一致的角速度回转 。 以上均针对驱动车轮的影响进行分析 ， 实际上从动车轮的直径大小和安装位置对环吊整体的偏移也有影响 ， 不起主要作用 。
3）轨道一侧偏低 ， 一侧偏高
如果环形轨道一侧偏低而对侧偏高 ， 则环吊在回转运行过程中 ， 在重力的作用下 ， 会缓慢向偏低的轨道一侧滑移 ， 最后形成了环吊整体偏移 。
4）轨道的圆度超差
如果环形轨道的圆度超差 ， 环吊可能在回转过程中经过大于半径的弧段时 ， 若环吊安装有水平导向轮或车轮设有轮缘 ， 则环吊会在水平轮或轮缘的作用下偏向该段外侧；同理 ， 经过小于半径的弧段时会偏向该段内侧 。
5）驱动轮转速不一致
环吊的4个驱动轮通常为单独控制的电动机驱动 ， 在实际运行中 ， 4个车轮的转速并不可能完全以一致的转速转动 ， 或多或少总有差异 。 在环吊回转运行过程中 ， 转速快的驱动轮会逐渐往中心相反方向滚动 ， 沿一个直径较大的圆滚动 ， 而转速慢的驱动车轮会逐渐往中心的方向滚动 ， 沿一个直径较小的圆滚动 ， 从而使得环吊整体以一个一致的角速度回转 ， 并进而导致整体偏移 。


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