火車翻車機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)能提效設(shè)計(jì)

趙福

摘 要：實(shí)際上，在進(jìn)行散裝物料的裝卸時(shí)，火車翻車機(jī)發(fā)揮著重要的作用，就目前而言，這類機(jī)械設(shè)備應(yīng)用得也較為廣泛。通過(guò)機(jī)械力量翻轉(zhuǎn)車廂，能夠?qū)⑵渲械奈锪嫌行遁d，并且保證翻卸質(zhì)量和效率。但是隨著時(shí)代的進(jìn)步，火車翻車機(jī)系統(tǒng)未能跟上時(shí)代的發(fā)展步伐，導(dǎo)致其能效較低，無(wú)法滿足實(shí)際需求。因此對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能提效刻不容緩。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)；擴(kuò)能提效；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U691 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，翻車機(jī)無(wú)法自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，不僅影響到設(shè)備的工作效率，還嚴(yán)重影響到整體系統(tǒng)的使用壽命。因此為了降低翻車機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際能耗，并提高其工作質(zhì)量和效率，使之充分滿足當(dāng)下的實(shí)際需求，應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 翻車機(jī)類型

在進(jìn)行翻車機(jī)的分類時(shí)，可按照3種方法進(jìn)行。按照翻卸的形式可將翻車機(jī)分成轉(zhuǎn)子式、側(cè)傾式；按照驅(qū)動(dòng)的方式則可將翻車機(jī)分成齒輪傳動(dòng)、鋼絲繩傳動(dòng)；按照壓車的形式則可將翻車機(jī)分成液壓、機(jī)械壓。按照習(xí)慣也有直流拖動(dòng)、雙翻、三翻等叫法。

1.1 側(cè)傾式翻車機(jī)

側(cè)傾式翻車機(jī)是指在實(shí)際操作中翻卸車輛的中心和翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心距離相對(duì)較遠(yuǎn)，通過(guò)傾翻車廂即可將其中的物料倒入受料斗中。可將其細(xì)分成雙回轉(zhuǎn)點(diǎn)夾鉗式、鋼絲繩傳動(dòng)式的翻車機(jī)，和液壓緊鎖壓車式、齒輪傳動(dòng)的翻車機(jī)。

1.2 轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)

另一種較為常見(jiàn)的翻車機(jī)極為轉(zhuǎn)子式，是指翻卸車輛的中心和翻車機(jī)的轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)中心幾乎重合的一種形式。通過(guò)175°的回轉(zhuǎn)，可將車廂中的物料直接導(dǎo)入正下方的受料斗中?？砂凑斩谁h(huán)形式細(xì)分成C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)、O型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)。

2 翻車機(jī)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

當(dāng)前階段應(yīng)用最為廣泛的翻車機(jī)即為C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)，因此以該類型為例，分析其中存在的問(wèn)題。此類型的翻車機(jī)具有動(dòng)作平穩(wěn)、沖擊較小的特點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用中通過(guò)液壓靠車、液壓壓車，降低了壓車梁在車廂側(cè)梁的壓力值、內(nèi)傾彎矩等，符合鐵路貨車的相關(guān)規(guī)定。在此翻車機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用了大量的變頻調(diào)速技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)以及減速機(jī)、油泵和液壓管件等，極大地提高了運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性，并保證各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但是在實(shí)際的運(yùn)行中，仍存在以下幾方面問(wèn)題亟待解決。

2.1 運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)降低了穩(wěn)定性

翻車機(jī)系統(tǒng)的整體構(gòu)成具有一定的復(fù)雜性，并且涉及的環(huán)節(jié)相對(duì)較多，其中具有多種設(shè)備。在日常的工作中，翻車機(jī)系統(tǒng)所處的工作環(huán)境較為艱苦，會(huì)有較大震動(dòng)并產(chǎn)生較多的粉塵，極易出現(xiàn)故障影響到工作的正常開(kāi)展。并且在實(shí)際工作中，部分翻車機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行一兩年后仍未達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)能力，不利于使用價(jià)值的發(fā)揮。隨著時(shí)間的推移，翻車機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，導(dǎo)致發(fā)生故障的概率逐漸提升，不僅會(huì)影響到其生產(chǎn)能力，還會(huì)影響到運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)行。

2.2 固定的循環(huán)周期降低了系統(tǒng)效率

當(dāng)前階段無(wú)論應(yīng)用的是進(jìn)口翻車機(jī)還是國(guó)產(chǎn)翻車機(jī)，其采用的工作方式均為固定循環(huán)周期。即在日常的工作中結(jié)合負(fù)載的實(shí)際情況，并對(duì)最重負(fù)載進(jìn)行有效考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)。使循環(huán)用時(shí)時(shí)間相同，具有較大的固定性。但對(duì)負(fù)載的其他變化則缺乏有效考慮，導(dǎo)致實(shí)際的運(yùn)行中，處于最終負(fù)載時(shí)可有序運(yùn)行，但處于輕載狀態(tài)時(shí)，則會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)的效率，并造成不必要的資源浪費(fèi)。在無(wú)法保證工作質(zhì)量和效率的同時(shí)，無(wú)法提高節(jié)能效果。翻車機(jī)在日常的循環(huán)中，第一個(gè)循環(huán)其負(fù)載最重時(shí)為60節(jié)車廂。之后逐次遞減兩節(jié)車廂，直至最后一次循環(huán)為兩節(jié)車廂的負(fù)載。而推車機(jī)的實(shí)際負(fù)載則與之相反，第一個(gè)循環(huán)有兩節(jié)車廂負(fù)載，第二次則在之前的基礎(chǔ)上增加兩節(jié)空車廂，以后依次增加，直至負(fù)載達(dá)到最大。此過(guò)程中翻車機(jī)的負(fù)載未發(fā)生明顯變化，每次均為兩節(jié)車廂，且為負(fù)重狀態(tài)。

2.3 較長(zhǎng)的建設(shè)周期增加了整體造價(jià)

以雙車轉(zhuǎn)子式翻車系統(tǒng)的造價(jià)為例，在未計(jì)入土建等基礎(chǔ)性必要設(shè)施的情況下，在機(jī)械、電氣設(shè)備等環(huán)節(jié)的造價(jià)便可達(dá)到上千萬(wàn)美元。在實(shí)際工作中，整體系統(tǒng)的施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，在建設(shè)一套系統(tǒng)時(shí)用時(shí)可達(dá)到3年～5年。當(dāng)翻車機(jī)的數(shù)量達(dá)到某一規(guī)模時(shí)，實(shí)際需求得到了有效滿足，則此時(shí)無(wú)需繼續(xù)增加翻車機(jī)的數(shù)量。但隨著建設(shè)周期的延長(zhǎng)，投入的成本有所增加，導(dǎo)致整體造價(jià)過(guò)高。最為經(jīng)濟(jì)且高效的措施，便是將翻車機(jī)的卸車能力提高，對(duì)翻車機(jī)的工藝、環(huán)節(jié)等進(jìn)行研究分析，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終在保證工作質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工作效率的提升，起到預(yù)期的擴(kuò)能提效的效果。

3 翻車機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化方式

外國(guó)的廠家大多側(cè)重對(duì)設(shè)備進(jìn)行跟蹤觀察，如日本某重工集團(tuán)對(duì)生產(chǎn)的2套翻車機(jī)，每隔5年便指派專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)翻車機(jī)實(shí)際運(yùn)行的狀況進(jìn)行了解，并每隔10年對(duì)設(shè)備進(jìn)行免費(fèi)檢測(cè)。將設(shè)備的實(shí)際情況告知使用方，并提供維修服務(wù)。美卓礦機(jī)是生產(chǎn)翻車機(jī)的典型代表之一，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，該公司將新型的技術(shù)、設(shè)備和設(shè)計(jì)理念等應(yīng)用到翻車機(jī)中，極大地提高了翻車機(jī)的性能和可靠性。傳動(dòng)環(huán)節(jié)逐漸從模擬調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)等，具有更高的控制精度和運(yùn)行穩(wěn)定性?？刂骗h(huán)節(jié)則是從最初的繼電器進(jìn)行邏輯控制，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻LC控制、總線控制等，為后續(xù)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)提供了便利，并進(jìn)一步提升了整體系統(tǒng)的可靠性。

翻車機(jī)的造價(jià)較高，除自身零部件等因素外，更多的是建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)。部分外國(guó)的生產(chǎn)廠家采用的是外包項(xiàng)目，將機(jī)械結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)、安裝等環(huán)節(jié)委托我國(guó)進(jìn)行，而調(diào)試等較為核心的部分則自己進(jìn)行。對(duì)我國(guó)較低的物價(jià)和勞動(dòng)力充分應(yīng)用，從而在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，降低了總成本。翻車機(jī)進(jìn)行日常操作時(shí)瞬間的扭矩具有較大的變化，導(dǎo)致電動(dòng)型機(jī)型易出現(xiàn)燒毀電機(jī)的問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)缺乏穩(wěn)定性導(dǎo)致摔車問(wèn)題出現(xiàn)。

針對(duì)轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)系統(tǒng)，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：對(duì)翻車機(jī)系統(tǒng)的組成、典型的工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備配置進(jìn)行分析和研究，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。翻車機(jī)電氣控制系統(tǒng)歷來(lái)是故障率較高的環(huán)節(jié)。針對(duì)傳動(dòng)環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)2個(gè)部分，對(duì)翻車機(jī)的電氣部分進(jìn)行研究，并根據(jù)負(fù)載的變化改變翻車機(jī)的循環(huán)周期，減小對(duì)設(shè)備的沖擊，同時(shí)提高卸車效率。應(yīng)用新設(shè)備、新器件，提高關(guān)鍵設(shè)備的可靠性、精度，使設(shè)備更加高效、安全。在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)系統(tǒng)，從全面、系統(tǒng)的角度對(duì)翻車機(jī)系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行分析，使其可靠性、穩(wěn)定性和綜合卸車效率得到提高，降低制造成本。

4 結(jié)語(yǔ)

翻車機(jī)具有較高的工作效率和較好的環(huán)保性，在鐵路中得到了較為廣泛的應(yīng)用?？赏ㄟ^(guò)自身的機(jī)械力量將火車車廂翻轉(zhuǎn)，將其中的物料直接卸出，極大地保證了工作質(zhì)量和效率。但是隨著社會(huì)需求的增加以及時(shí)代的進(jìn)步，翻車機(jī)系統(tǒng)中的一些問(wèn)題暴露出來(lái)，為實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能提效，并在保證工作質(zhì)量的同時(shí)降低建設(shè)成本，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。象對(duì)設(shè)備配置環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)新設(shè)備和新技術(shù)實(shí)現(xiàn)精度的提高，切實(shí)保障翻車機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻(xiàn)

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