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        鐵路多功能裝卸機的設(shè)計與研究

        2013-11-27 07:56:42張克家
        鐵道貨運 2013年12期
        關(guān)鍵詞:輸送帶遙控馬達

        張克家,時 健

        (1.濟南鐵路局 滄州車務(wù)段,山東 德州 253003;2.德州永泰機械電子有限公司 生產(chǎn)部,山東 德州 253003)

        近年來,隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展,鐵路、港口、公路系統(tǒng)運輸任務(wù)繁忙,逐步形成各類大型物流企業(yè),對貨物運輸及裝卸效率提出更高的要求,使機械化裝卸成為裝卸貨物的主流。但是,鐵路部分站段在糧食、化肥、水泥等大宗袋裝貨物的裝卸車與裝箱入庫作業(yè)方面還主要存在袋裝貨物在鐵路運輸中占有很大比重,目前大多采用人工搬運裝卸;人工裝卸勞動強度大,效率低,裝卸過程占用貨車停留時間長,影響貨車周轉(zhuǎn),加之人工成本費用高,用工企業(yè)負擔重等問題,影響鐵路運輸生產(chǎn)效率。

        隨著時代的進步,笨重的體力裝卸勞動和低效率已經(jīng)不適應(yīng)鐵路的快速發(fā)展,亟需采用先進的科技手段和技術(shù)設(shè)備替代繁重的人工裝卸作業(yè),以解決當前鐵路面臨的問題。鐵路多功能裝卸機較好地實現(xiàn)了裝卸作業(yè)高效率、低成本、用人少、效益高的目標。

        1 鐵路多功能裝卸機設(shè)計思想

        國內(nèi)市場上成熟應(yīng)用的輸送機或裝卸機多為機械直板式和伸縮式,輸送帶只能平直運轉(zhuǎn),不能轉(zhuǎn)彎,無遙控、液壓和電子技術(shù),難以適應(yīng)鐵路棚車、敞車裝卸要求。因此,采用先進的機電一體化技術(shù),研發(fā)專門用于鐵路棚車、敞車袋裝貨物裝卸的鐵路多功能裝卸機,實現(xiàn)轉(zhuǎn)臂輸送臂任意轉(zhuǎn)彎,輸送臂可多節(jié)伸縮、調(diào)整升降,自動顯示計件計量、整機遙控移動等功能。裝卸機自帶走行裝置、發(fā)電裝置,可以實現(xiàn)鐵路貨車與汽車或貨位的對裝對卸。

        1.1 設(shè)計原則

        (1)功能齊全。無論是汽車與鐵路敞車、棚車之間,還是貨位與車輛之間等的對裝作業(yè),該裝卸機均能適應(yīng),不受限制。

        (2)使用靈活簡便。整機遙控,減少人工操作。考慮裝卸場地供電困難及裝卸機移動、線間距離等實際工況,裝卸機應(yīng)具備較高的自動化程度。

        (3)安全可靠耐用。材料的材質(zhì)、設(shè)備的構(gòu)件等應(yīng)充分考慮連續(xù)露天作業(yè)要求,抗腐蝕、抗撞擊、耐磨耗,研制或購置的部件符合有關(guān)產(chǎn)品標準,采用或集成的技術(shù)應(yīng)成熟先進,具有創(chuàng)新性。

        1.2 主要設(shè)計內(nèi)容

        裝卸機應(yīng)具備以下特點:轉(zhuǎn)臂輸送臂實現(xiàn)任意轉(zhuǎn)彎;輸送臂實現(xiàn)多節(jié)伸縮,可以調(diào)整升降;整機可以遙控移動,自帶行走裝置;自帶發(fā)電裝置和外電源轉(zhuǎn)換;能夠自動顯示計件計量。

        裝卸機由輸送臂、輸送帶、中旋轉(zhuǎn)臂、主旋轉(zhuǎn)臂、底盤、行走機構(gòu)、柴油發(fā)動機(發(fā)電機組)、液壓馬達滾筒(電動滾筒)、回轉(zhuǎn)支承、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成,外形如圖1 所示。該裝卸機設(shè)計 8 處活動關(guān)節(jié),8 處液壓油缸,1 處電動(或汽車發(fā)動)行走裝置,全部采用遙控控制。

        圖1 鐵路多功能裝卸機外形

        2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

        (1)輸送臂。輸送臂由入料輸送臂、中間輸送臂、出料輸送臂 3 部分構(gòu)成。輸送臂寬 0.8 m,輸送帶寬 0.7 m,3 節(jié)輸送臂伸展總長 15.7 m,收縮總長8.7 m,兩端輸送臂最高升至 5 m,滿足汽車、貨位對棚車、敞車裝卸現(xiàn)場距離要求。輸送臂主框架包括電動滾筒(液壓馬達滾筒)、從動滾筒、回轉(zhuǎn)支承、軸承、道軌、滑塊、輸送帶、同步鋼絲繩等配件;選用高強度、耐腐蝕的 304 材質(zhì)不銹鋼板制成,主要解決化肥等腐蝕性貨物對主框架的侵蝕和使用壽命的影響。

        入料輸送臂、出料輸送臂有伸縮、升降、轉(zhuǎn)向等功能,輸送帶速度 3 m/s,功率 5.5 kW,轉(zhuǎn)彎半徑 180o。其活動關(guān)節(jié)通過輸送臂末端的回轉(zhuǎn)支承座,連接在下面中旋轉(zhuǎn)臂上的兩端部位。中間輸送臂由 1節(jié)組成,沒有伸縮、升降、轉(zhuǎn)向的功能,輸送帶速度3 m/s,功率 1.5 kW,由支腿固定在中旋轉(zhuǎn)臂上的中間部位。

        (2)中旋轉(zhuǎn)臂。中旋轉(zhuǎn)臂由工字鋼、槽鋼、鋼板等鋼結(jié)構(gòu)焊接及回轉(zhuǎn)支承制成。中旋轉(zhuǎn)臂的上面兩端通過活動關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)支承與上面的出入料輸送臂連接;中段上面與中輸送臂連接,中段下面通過活動關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)支承與主旋轉(zhuǎn)臂連接,轉(zhuǎn)彎半徑180o。

        (3)主旋轉(zhuǎn)臂。主旋轉(zhuǎn)臂由工字鋼、槽鋼、鋼板等鋼結(jié)構(gòu)焊接及回轉(zhuǎn)支承制成。臂的中間底面通過活動關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)支承與下面的底盤連接,轉(zhuǎn)彎半徑 90o。上面一端通過活動關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)支承與上面的中旋轉(zhuǎn)臂連接。上面另一端裝有配重件,確保裝卸機整體動作行程的平穩(wěn)性。

        (4)底盤行走結(jié)構(gòu)。底盤行走結(jié)構(gòu)包括底盤架體、前后支腿庫、四腳支撐、前后車橋、車輪、輪胎(雙錢 700R16 全鋼絲輪胎)、駕駛室、柴油發(fā)動機、方向機等行駛控制系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等組成。行駛速度 20 km/h,便于在裝卸場地、裝卸地點靈活移動。

        (5)柴油發(fā)動機與液壓馬達滾筒。柴油發(fā)動機選用全柴 495 系列機型,功率 32 kW,額定轉(zhuǎn)速2 400 轉(zhuǎn)/min,能夠?qū)崿F(xiàn) 1 次裝卸 30 車的連續(xù)供電。液壓馬達滾筒直徑為 320 mm,長度 800 mm,數(shù)量為功率 5.5 kW 2 個,功率 1.5 kW 1 個。

        (6)回轉(zhuǎn)支承?;剞D(zhuǎn)支承選用內(nèi)齒式單排 4 點接觸球式回轉(zhuǎn)支承,由 2 個座圈組成。結(jié)構(gòu)緊密,鋼球與圓弧滾道 4 點接觸,能夠同時承受軸向力、徑向力和傾翻力矩,支承直徑大,精度高、大模數(shù),使用壽命長。

        (7)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由油缸、液壓馬達、液壓油泵組成。油缸數(shù)量共 12 套,其中支腿升降 4套、支腿伸縮 4 套、出料升降 1 套、出料伸縮 1 套、進料升降 1 套、進料伸縮 1 套;液壓馬達共 7 臺,其中皮帶傳輸 3 臺、主臂旋轉(zhuǎn) 1 臺、中臂旋轉(zhuǎn) 1 臺、進料臂旋轉(zhuǎn) 1 臺、出料臂旋轉(zhuǎn) 1 臺;液壓油泵共 2 臺,其中傳輸帶用 1 臺、其他液壓用 1 臺。

        (8)輸送帶。輸送臂上的輸送帶選用較厚的、耐磨耐高溫 PVC 材質(zhì)的整體爬坡帶,具有材質(zhì)柔軟、韌性好、爬坡能力強、使用壽命長等特點。

        (9)控制系統(tǒng)。裝卸機的所有裝卸作業(yè)均直接由液壓系統(tǒng)的電磁閥控制。電磁閥線圈采用較安全的直流 24 V??刂凭€路由開關(guān)按鈕或遙控器直接控制電磁閥線圈,進出料臂的移動設(shè)計為由面板開關(guān)或遙控器控制,面板開關(guān)控制由裝卸人員在地面對控制面板的按鈕進行操作,完成進出料臂的移動。遙控器的控制由裝卸人員在車內(nèi)、車上通過手持遙控器進行操作,完成進出料臂的移動,無需下車到裝卸機控制面板前操作。

        (10)計量件數(shù)設(shè)計。依據(jù)傳感器光電開關(guān)產(chǎn)生光電計件脈沖的原理,將脈沖信號輸入計數(shù)器,以光電開關(guān)計數(shù)方式完成件數(shù)計量。

        綜上所述,多功能裝卸機最終實現(xiàn)能裝能卸、能伸能縮、能升能降、能左能右能轉(zhuǎn)彎,獨立行走運行,自動計件,固定電源和自發(fā)電轉(zhuǎn)換,整機遙控移動,從而滿足鐵路裝卸場地及環(huán)境等各項工況條件要求。

        3 主要技術(shù)參數(shù)與創(chuàng)新點

        3.1 主要技術(shù)參數(shù)

        (1)整機靜止時外型尺寸:高 3 m × 寬 3.3 m × 長5.2 m。

        (2)軸距:3.2 m。

        (3)自重:8 t。

        (4)臂伸展最長距離:15.7 m。

        (5)支撐最大寬度:3.7 m。

        (6)輸送臂上升最高:5 m;輸送臂下降最低:0~0.5 m。

        (7)油缸最大行程:1.6 m。

        (8)輸送速度:3~5 m/s。

        (9)最大輸送單件重量:100 kg/袋。

        近年來,社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,使得競爭力也越來越激烈,人們工作和生活中的壓力不斷增大,導(dǎo)致失眠的發(fā)生率逐年增長。對于長期失眠者,其一般伴有不同程度的焦慮抑郁癥狀。本研究特將本院收治的38例失眠伴焦慮抑郁狀態(tài)患者作為研究對象,探究加味逍遙散結(jié)合中醫(yī)心理干預(yù)的效果。具體研究報告見正文:

        (10)輸送帶寬:700 mm。

        (11)輸送臂寬:800 mm。

        (12)貨件袋尺寸:700 mm × 1 000 mm。

        (13)發(fā)電機最大功率:20 kW。

        (14)柴油機最大功率:32 kW。

        3.2 創(chuàng)新點

        (1)利用柴油發(fā)動機帶動液壓馬達實現(xiàn)裝卸機作業(yè)的動力,不需要使用電源,解決了鐵路裝卸場地供電困難、自備發(fā)電機不方便的問題。

        圖2 多功能裝卸機裝卸鐵路棚車

        (3)設(shè)計的整機遙控使作業(yè)更加便捷,隨著裝卸進度和貨物距離變化,輸送臂可以達到裝卸物料最近處,作業(yè)人員不需下車處理,多功能裝卸機裝卸鐵路敞車如圖3所示。

        圖3 多功能裝卸機裝卸鐵路敞車

        (4)使用靈活,綜合性能強??梢栽谘b卸線路任意地點、任意場地移動使用,整機設(shè)計科學(xué)合理、功能完善。

        4 經(jīng)濟社會效益及應(yīng)用前景

        4.1 經(jīng)濟社會效益分析

        與人工裝卸相比,多功能裝卸機壓縮貨車停留時間(裝卸時間部分)50%;裝卸效率提高 60%;用工量大幅度減少,原來裝 1 車用工 8 人,現(xiàn)在僅需要 3人,節(jié)約成本支出費用顯著。該裝卸機減輕裝卸人員勞動強度和裝卸環(huán)境,對減輕或緩解運輸業(yè)對笨重體力用工難有一定的作用,解決了鐵路裝卸用工難、鐵路季節(jié)性人員緊缺與貨物集中到發(fā)的矛盾。

        4.2 應(yīng)用前景

        多功能裝卸機適合港口等大型物流基地、大型汽車集裝箱的掏箱作業(yè),以及化肥、水泥、糧食及面粉加工企業(yè)的鐵路、汽車裝卸;操作簡單,安全穩(wěn)定可靠。目前,全國鐵路有眾多的貨場或物流基地需要人工進行裝卸袋裝化肥、水泥、糧食等,在目前裝卸人力資源緊缺的狀況下,使用該設(shè)備可以減少用工數(shù)量和成本支出,減輕勞動強度,提高裝卸效率。因而該設(shè)備具有良好的市場推廣前景。

        5 結(jié)束語

        鐵路多功能裝卸機在技術(shù)上實現(xiàn)了機電一體化,在功能上實現(xiàn)了將袋裝貨物一次運送到位等功能,在使用上實現(xiàn)了便捷操作、整機遙控、任意地點裝卸,具有一定的使用價值和實用性,對推動鐵路裝卸設(shè)備多樣性和裝卸機械革新有積極意義。

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