一種可翻卸解列及不解列敞車的翻車機卸車系統(tǒng)

1、一種可翻卸解列及不解列敞車的翻車機卸車系統(tǒng) 王金福  摘要: 通過對秦皇島煤一期一、二號翻車機卸車系統(tǒng)的設(shè)計描述，介紹了一種目前國際上獨有的兩用翻車機卸車系統(tǒng)。  Abstract: By the description of the design of No 1 and 2 car handling system of phase 1 Qinhuangdao harbor project, introduce a brand new 2-fuction car handling system.    翻車機卸車系統(tǒng)是自動、高效的大型

2、卸車設(shè)備，用于翻卸鐵路敞車裝載的煤、礦石、化工原料等散狀物料，廣泛應(yīng)用于港口碼頭、鋼鐵企業(yè)、火力發(fā)電廠等處。翻車機卸車系統(tǒng)一般由翻車機及其調(diào)車設(shè)備（撥車機、推車機等）組成。目前國內(nèi)外的各種翻車機卸車系統(tǒng)，大多只可翻卸需解列作業(yè)的敞車。也有只可翻卸不解列作業(yè)的帶回轉(zhuǎn)車鉤的車輛的專用翻車機卸車系統(tǒng)。但尚沒發(fā)現(xiàn)有可靠運行的同時翻卸解列及不解列車的翻車機卸車系統(tǒng)。在我國的一些地方，往往是兩種車輛同時存在，市場上需要一種可翻卸解列及不解列車的翻車機卸車系統(tǒng)。本文以筆者為秦皇島港務(wù)有限公司設(shè)計的翻車機卸車系統(tǒng)為例，介紹了一種可對兩種車輛進(jìn)行作業(yè)的,具備自動功能轉(zhuǎn)換能力的翻車機卸車系統(tǒng)。同我國以往設(shè)計制造的

3、多數(shù)產(chǎn)品不同，本文中要介紹的翻車機卸車系統(tǒng)國內(nèi)外均沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。1   國內(nèi)外概況    在我國，國內(nèi)尚無廠家開發(fā)設(shè)計出具有此功能的翻車機卸車系統(tǒng)。在國外，Krupp公司曾應(yīng)我國黃驊港要求進(jìn)行了具有此功能的翻車機的設(shè)計，但其自動功能轉(zhuǎn)換設(shè)計最終失敗，最終只得改為需進(jìn)行人工手動拆裝翻車機平臺及撥車機車鉤的設(shè)計，不具備自動變換的能力。2  兩用翻車機卸車系統(tǒng)的設(shè)計難點    在我國，鐵路使用的敞車主要為需解列作業(yè)的C61、C62等車型，近20能來，為了提高火車的運力，鐵道部開發(fā)制造了C63、C76等

4、要求不解列作業(yè)的敞車。為此，美國Dravo公司、英國S&H公司、德國Krupp公司先后為我國秦皇島三期、秦皇島四期、河北黃驊港設(shè)計了用于翻卸不解列敞車的翻車機，其中德國Krupp公司還在黃驊港進(jìn)行了兩用翻車機的設(shè)計嘗試。需解列作業(yè)的敞車車型較雜,長度一般為1193813438毫米,一般為了獲得較小的轉(zhuǎn)子直徑,轉(zhuǎn)子的中心高要高于車輛的車鉤中心;而不解列作業(yè)的車輛的長度均為約12000毫米,為了保證翻車機在回轉(zhuǎn)過程中不扭斷車鉤,翻車機的轉(zhuǎn)子中心線為840880毫米(在車鉤的回轉(zhuǎn)包絡(luò)線內(nèi))，能夠?qū)煞N車輛進(jìn)行作業(yè)的翻車機，必須具備可伸縮的平臺，在翻卸解列敞車時，平臺的長度要大于13438毫米

5、；在翻卸不解列敞車時，平臺的長度必須為12000毫米，伸縮平臺的設(shè)計為整個設(shè)計的難點，目前尚無好的解決辦法。而設(shè)計的撥車機必須有對解列車及回轉(zhuǎn)車進(jìn)行作業(yè)的能力。3 兩用翻車機卸車系統(tǒng)的構(gòu)思    2003年初，秦皇島港務(wù)有限公司提出了要上兩用翻車機卸車系統(tǒng)的要求，為此，筆者進(jìn)行了可行性分析，最終提出了可伸縮翻車機配以雙臂撥車機及推車機夾輪器的設(shè)計構(gòu)思，并獲得用戶認(rèn)可，其中的伸縮平臺的構(gòu)思獲國家發(fā)明專利。    兩用翻車機卸車系統(tǒng)的設(shè)備平面圖如圖1示。構(gòu)思的翻車機卸車系統(tǒng)的設(shè)備組成為：1，夾輪器1；2，夾輪器2；3，撥車機；4，撥車機軌

6、道裝置；5，翻車機；6，推車機；7推車機軌道裝置；8，夾輪器3。  圖1卸車系統(tǒng)的工作原理為：  解列作業(yè)：翻卸解列作業(yè)車輛時翻車機處于長平臺狀態(tài)，撥車機伸縮臂處于縮回狀態(tài)。由撥車機俯仰臂牽引車輛入翻車機，翻車機卸車后，由推車機掛翻車機內(nèi)的空車將其牽出翻車機。  不解列作業(yè)：  不解列作業(yè)時，翻車機處于短平臺狀態(tài)，撥車機在開始與結(jié)束時用俯仰臂作業(yè)，中間過程用伸縮臂作業(yè)。推車機大臂處于抬起狀態(tài)，不參與工作。由撥車機伸縮臂撥動車列前進(jìn)，推送1節(jié)車進(jìn)入翻車機，兩邊的夾輪器夾住翻車機兩邊的車輛，翻車機翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)不解列作業(yè)。3.1 翻車機翻車機的結(jié)構(gòu)如圖2示，由于受

7、場地的限制(主要是考慮已有地坑中漏斗的容積問題)，筆者將翻車機設(shè)計成“O”形結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計會帶來卸車工藝上的不便，并會造成施工成本的提高。但其可獲得較小的翻車機端環(huán)及可采用較短的推撥車機大臂，進(jìn)而可以取得較小的系統(tǒng)設(shè)計高度及寬度。其中的端環(huán)的直徑為8.2米，為目前已知可翻卸回轉(zhuǎn)車鉤的翻車機中直徑最小的（目前已知可翻卸回轉(zhuǎn)車鉤的翻車機的端環(huán)直徑多為10m）。  圖2翻車機的主要設(shè)備組成為：1，伸縮平臺地面段 2，伸縮平臺機上段 3，翻車機轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu) 4，翻車機壓車裝置 5，翻車機靠板裝置 6，翻車機逆止器 7，拖輥裝置 8，緩沖及鎖定裝置 9，馬達(dá)單側(cè)驅(qū)動裝置。為了可以翻卸不解列單元列

8、車，設(shè)計時，筆者將翻車機的回轉(zhuǎn)中心定為與車輛車鉤中心相同。為了防止翻車機上的車輛在翻轉(zhuǎn)時撞到地面及使翻車機在翻轉(zhuǎn)時不撞到地面上的車輛，在翻卸不解列單元列車時，翻車機的平臺可縮短為單元列車等長；基于同樣的考慮，在翻卸解列車廂時，翻車機的平臺伸長為長于所翻車輛。較我們常見的翻車機，此種翻車機主要具有如下特點：1） 設(shè)計了可使翻車機長短轉(zhuǎn)換的伸縮平臺裝置，可伸長翻卸解列長車及縮短翻卸不解列短車。2） 采用了平臺兩側(cè)出支架用于壓車的布置，可降低鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力值并可方便使用維護(hù)。3） 采用單側(cè)、液壓馬達(dá)傳動傳動的設(shè)計形式，可使結(jié)構(gòu)簡單維修方便。4）采用了地面液壓站布置的設(shè)計，在方便維護(hù)的同時，還有利于保持液

9、壓系統(tǒng)的清潔。由于以上的特殊性，此種翻車機已申報國家發(fā)明專利。3.1.1 翻車機伸縮平臺裝置此種翻車機的發(fā)明難點主要是其要有伸縮功能，為此，筆者構(gòu)思了一種伸縮平臺裝置。伸縮平臺裝置如圖3所示,其主要作用是實現(xiàn)翻車機及地面的伸長及縮短,進(jìn)而實現(xiàn)卸車系統(tǒng)的兩功能作業(yè)。伸縮平臺裝置的設(shè)計難點在于：解列車與不解列車的作業(yè)間隔很大，從幾小時到幾個月，因此，其既必須具備快速自動轉(zhuǎn)換功能，同時，又要能在很長的一段時間內(nèi)（即，在液壓出現(xiàn)泄漏后）能保持穩(wěn)定。設(shè)計的構(gòu)思是以滿足這兩點展開的。為了解決上述問題，筆者構(gòu)思了圖3所示的機構(gòu)，此機構(gòu)安裝在翻車機平臺的兩端及地面，稱延伸平臺裝置。延伸平臺裝置上裝有可開閉的（

10、1）或(1)旋轉(zhuǎn)軌道，在地面（機上）的（1）或(1)旋轉(zhuǎn)軌道打開后，機上（地面）的（1）或(1)旋轉(zhuǎn)軌道閉和，從而將 (1) 或 （1）旋轉(zhuǎn)軌道離開后的空隙補上以保證車輛通過。翻車機平臺兩端的延伸平臺裝置主要由軌道變換機構(gòu)：（1）旋轉(zhuǎn)軌道、（2）旋轉(zhuǎn)支架、（4）絞軸、（5）驅(qū)動油缸等；及鎖緊機構(gòu)：（11）鎖緊錐銷、（10）鎖緊支架、（7）鎖緊驅(qū)動油缸等組成。地面上裝有同樣的裝置分別用相同號碼加“”表示。（2）軌道支架、（5）驅(qū)動油缸及（10）鎖緊支架、（7）鎖緊油缸等分別鉸接在翻車機平臺及地面上。由于采用了鉸接式的左右打開的結(jié)構(gòu)，在處于其合并狀態(tài)用于過車時，其作用力只是作用在絞軸及支架上，油缸

11、本身不受力，從而保證油缸受力小，并可保證結(jié)構(gòu)不會因泄露而變形。兩側(cè)打開的結(jié)構(gòu)還可以保證翻車機平臺轉(zhuǎn)換過程中，翻車機及地面軌道的間隙很小，從而減小車輛上翻車機時引起的沖擊。下面以翻車機平臺上的延伸平臺裝置為例說明其工作原理（地面上的延伸平臺的工作原理與其相同）延伸平臺裝置的打開伸長原理為：翻車機平臺上的（7）鎖緊油缸推動（10）鎖緊支架上升到高于（3）平臺軌道的位置，（5）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸推動兩側(cè)（2）旋轉(zhuǎn)支架帶動（1）旋轉(zhuǎn)軌道至與（3）地面軌道對齊位置，（1）旋轉(zhuǎn)軌道到位后，（5）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸油路打開，（7）鎖緊油缸下拉，將（2）鎖緊支架上的有斜面的（11）鎖緊錐銷插入（2）旋轉(zhuǎn)支架上的（6）鎖緊

12、定位孔內(nèi)，將（11）旋轉(zhuǎn)軌道鎖緊，同時，保證軌距滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并將軌道間的間隙擋住，為操作者上翻車機提供了通道平臺。然后，（5）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸及（7）鎖緊油缸均由液壓鎖鎖緊，以提高機構(gòu)的可靠性。（1）延伸平臺裝置的閉和縮短原理為：翻車機平臺上的（5）鎖緊油缸向上推動（10）鎖緊支架拔出（6）插銷，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由（5）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸打開至與（3）平臺軌道垂直位置，（7）鎖緊油缸將（10）鎖緊支架拉到與水平面垂直位置。然后，（5）旋轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸及（7）鎖緊油缸均由液壓鎖鎖緊，以提高機構(gòu)的可靠性。當(dāng)翻卸不解單元列車時，翻車機平臺兩端的延伸平臺裝置閉和縮短，然后，兩邊地面上的延伸平臺打開并鎖緊，將軌道間隙補上。

13、使得車輛可以上翻車機。當(dāng)翻卸解列長車時，兩邊地面上的延伸平臺裝置閉和縮短，然后，翻車機平臺兩端的延伸平臺裝置打開并鎖緊，將軌道間隙補上。使得車輛可以上翻車機。由于完全采用機械鎖定, 可以避免油缸泄露等液壓故障而引起平臺移動的問題，進(jìn)而保證機構(gòu)的穩(wěn)定性。3.1.2 翻車機壓車機構(gòu)考慮用戶使用維護(hù)的方便性，筆者采用了液壓壓車彈簧卸荷的壓車機構(gòu)，本壓車機構(gòu)的一個顯著的特點為：為了方便用戶的使用維護(hù)及降低鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，構(gòu)思了在翻車機平臺上長出側(cè)梁，將壓車油缸布置到平臺側(cè)梁上的結(jié)構(gòu)（見圖4）。有限元計算顯示，同將油缸布置于夾緊架內(nèi)的設(shè)計方案比，此種設(shè)計可將翻車機側(cè)梁的應(yīng)力值降低30%以上。此種設(shè)計方案還

14、可以很容易地觀察及更換油缸，油缸的更換時間可由原先的約4小時縮短為半小時左右。圖43.1.3 翻車機的驅(qū)動裝置由于擔(dān)心單側(cè)傳動會對翻車機的主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，以前國內(nèi)公司設(shè)計的傳動裝置均為雙側(cè)傳動。為了減小用戶的使用維護(hù)量，并簡化減小翻車機現(xiàn)場，筆者設(shè)計了一種馬達(dá)單邊驅(qū)動的裝置（布置情況見圖2）。3.1.4 翻車機的液壓站以前國內(nèi)公司設(shè)計的翻車機均采用將液壓站布置在翻車機上的結(jié)構(gòu)，在使用中存在維護(hù)不便、不利于保持液壓系統(tǒng)的清潔度的缺點。為此，筆者采用了將液壓站布置在地面，用液壓軟管上機的方案（布置情況見圖2）。3.1.5 其它除上述主要部分外，筆者還對傳統(tǒng)的翻車機靠板裝置（包括新型可靠的靠車檢測開

15、關(guān)裝置等）、護(hù)軌裝置（采用了下空可調(diào)式護(hù)軌）、托輥裝置（采用了寬、窄托輥裝置）、緩沖裝置（采用了側(cè)面液壓緩沖）、鎖定裝置等部分進(jìn)行了諸多新的構(gòu)思，受篇幅限制，本文就不細(xì)述了。3.2 撥車機為了實現(xiàn)兩種作業(yè)方式，筆者采用了圖4所示的撥車機，此種撥車機的特點為：具有兩個撥車臂，可分別對解列作業(yè)的13#車鉤及不解列作業(yè)的旋轉(zhuǎn)車鉤（16#、17#）車鉤進(jìn)行牽引作業(yè)。由于采用了兩個撥車臂，各臂上的車鉤均可具有簡單可靠的結(jié)構(gòu)，從而保證設(shè)備運行的可靠性。                                         圖53.3 其它除上述特點外，翻車機卸車系統(tǒng)中的各設(shè)備還采用了如下的新技術(shù)：1） 推、撥車機采用了拖纜鏈上纜的結(jié)構(gòu)（用于解決電纜芯短裂的問題）。2）  推車機采用了新型車鉤自