田剛毅，殷玉成，林成富

（1.中央儲備糧大連直屬庫，遼寧 大連 116023；2.大連力天港口機械有限公司，遼寧 大連 116000）

集裝箱水平自動卸糧機械設(shè)計創(chuàng)新

田剛毅1，殷玉成1，林成富2

（1.中央儲備糧大連直屬庫，遼寧 大連 116023；2.大連力天港口機械有限公司，遼寧 大連 116000）

散糧汽運專用車和散糧鐵路專用車為主的糧食物流系統(tǒng)不能充分滿足市場需求，集裝箱糧食物流日益增長的需要，對集裝箱散糧運輸?shù)陌踩咝аb卸提出了更高的要求，為此，中儲糧大連直屬庫通過創(chuàng)新，開發(fā)研制了全自動的集裝箱卸糧機械。

集裝箱；全自動化；遙控操作；設(shè)計

1 設(shè)計創(chuàng)新背景

由于起步晚，我國在散糧流通領(lǐng)域仍停留在低水平發(fā)展階段，觀念落后，流通效率低、成本高，設(shè)備不配套等矛盾突出。散糧以四散方式（即散裝、散運、散儲、散卸）流通運輸過程中，很難與現(xiàn)代化的糧食集裝箱運輸物流體系發(fā)展趨勢相適應(yīng)。對于中央儲備糧大連直屬庫而言，以散糧汽運專用車和散糧鐵路專用車為主的糧食物流系統(tǒng)已經(jīng)不能充分滿足市場需求，每年糧食出入庫中的集裝箱糧食接卸占比在逐年提高（據(jù)預(yù)測到2025年，糧食集裝箱運輸占糧食總運量的比重將是現(xiàn)在的兩倍），特別是各個物流運輸公司在空車配貨運輸中，大量使用非糧食物流專用的無下自流口的通用集裝箱，給安全高效接卸工作帶來了創(chuàng)新挑戰(zhàn)的機遇。

以前現(xiàn)場糧食接卸集裝箱使用的接卸設(shè)備使用的是簡易的卷揚機和兩個人工控制的刮板（見圖1），每次接卸集裝箱時，需要在庫區(qū)地面埋設(shè)6個地腳螺栓來固定卷揚機，操作時需要一人控制卷揚機，兩個人在集裝箱車內(nèi)來回搬動鋼制刮板，不僅存在安全隱患較多、卸車效率低、對地面損壞嚴重等諸多問題，而且每次作業(yè)均需要維修專業(yè)人員頻繁安裝拆卸和頻繁更換鋼絲繩。

圖1

我們開始尋求更高效的集裝箱卸車解決方案，參考其它單位的建議（如圖2），也想嘗試選用半自動的集裝箱卸車設(shè)備，一方面大連直屬庫叉車及鏟車司機較少，僅僅3名專職司機，在人力資源成本越來越高的情況下，不可能為此招聘適應(yīng)四班三運轉(zhuǎn)的專職駕駛員隊伍，即使招聘足夠的駕駛?cè)藛T，也存在疲勞作業(yè)和機械傷害等安全隱患，而且裝卸機械的耗油較多，性價比也很不理想。另一方面，叉車及鏟車因車體配重、刮板長度剛度設(shè)計等方面問題，只能滿足接卸20尺集裝箱的散糧，對長達14米的40尺集裝箱散糧卸車無能為力。

圖2

2 設(shè)計方案

隨著糧食流通體系現(xiàn)代運輸及接卸設(shè)備的逐步更新，對糧食集裝箱運輸形式的接卸自動化設(shè)備要求越來越高。中央儲備糧大連直屬庫大膽創(chuàng)新，在參考以上兩種卸集裝箱專用機械設(shè)備的基礎(chǔ)上，與大連力天港口機械有限公司攜手研制出了集裝箱水平全自動卸車機械，經(jīng)過現(xiàn)場實際檢驗效果良好并取得了國家專利（專利號：2016203229619），見圖3。

圖3

此自動化卸糧機采用優(yōu)質(zhì)型材制作，結(jié)構(gòu)新穎，功能齊全，可實現(xiàn)前后上下左右全方位動作功能，自動化程度高，并具有較高的性價比，主體結(jié)構(gòu)由下到上主要分為如下幾部分構(gòu)成：

（1）車體部分。主要由牽引架、前部轉(zhuǎn)向輪、后部輪胎、配重、可調(diào)支腳、車體框架組成。其主要作用是方便在庫區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)場移動及工作時整體的穩(wěn)定性，避免了使用地腳螺栓固定卷揚機破壞路面等問題的發(fā)生。

（2）橫移部分。主要由固定架體、橫移框架、橫移軌道、滾輪、絲杠、絲母、電機構(gòu)成。其主要功能是在工作過程中，通過操控電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)調(diào)整最前方刮料斗在集裝箱橫向移動，以滿足在集裝箱內(nèi)全寬方向作業(yè)，增大刮料范圍。

（3）俯仰部分。主要由液壓泵站，泵站底座，液壓缸，液壓缸底座，高壓油管路，上支撐鉸點及鉸軸等組成。其主要功能是調(diào)整刮料板的高度，滿足在集裝箱高度方向上作業(yè)需求，同時滿足具有不同底盤高度集裝箱拖掛車卸貨需求。

（4）伸縮框架。主要由固定框架主體、一級伸縮框架，二級伸縮框架，導(dǎo)向滾輪，卷揚機系統(tǒng)、線纜等組成。其主要功能是通過驅(qū)動一二級框架的伸縮推動卸料板前后移動，實現(xiàn)在集裝箱長度方向上全程卸貨需求。

（5）刮料斗。刮料斗設(shè)計在一級伸縮框架（內(nèi)框架）的前段，為銷軸鉸接連接方式，方便維修和更換。刮料斗主要由弧型擋板主體和保護耐磨高強彈性橡膠板組成，刮料斗上設(shè)計的鉸點與一級伸縮框架主體通過連桿連接，采用四連桿浮動結(jié)構(gòu)輔助電氣保護，很好實現(xiàn)了保護自動卸料機主體結(jié)構(gòu)及集裝箱箱體和底板，弧型設(shè)計增大了強度，減輕了重量。掛料斗可根據(jù)實際工作需要通過控制兩級伸縮框架實現(xiàn)20尺集裝箱（0～7.5 m）和40尺集裝箱（0～14 m）全行程刮取卸料工作，可實現(xiàn)全行程無極調(diào)整。

（6）控制部分：主要通過遙控器及接受裝置實現(xiàn)遠程操作控制。

控制線路圖如圖4所示。

圖4

（7）主要規(guī)格參數(shù)。散物料自動卸料專用機械外形尺寸：長10 m、寬2.4 m、高2.3 m；卸料工作范圍：長度方向工作范圍為0～14 m，寬度方向工作范圍為1.7～2.3 m。高度方向工作范圍為1.5～3.5 m，可自動接卸20～40尺集裝箱散裝貨物；刮板運行的工作速度為16 m/min。

（8）使用操作。使用前提前 使用牽引車將自動化卸料機械拖拽至現(xiàn)場作業(yè)位置，調(diào)整卸料機狀態(tài)，將中間移動架和內(nèi)移動架的縱向與集裝箱的縱向調(diào)整一致，將車架側(cè)面的支撐臂轉(zhuǎn)向外側(cè)，再轉(zhuǎn)動支撐絲杠使支撐板支于地面，即保持在卸料過程中車架處于穩(wěn)定狀態(tài)。

卸料時，打開集裝箱端頭的箱門，部分散糧會自動流出，中間移動架驅(qū)動電機可帶動中間移動架驅(qū)動輥筒轉(zhuǎn)動，繞在中間移動架驅(qū)動輥筒上的中間移動架拉繩可拉動中間移動架相對于偏轉(zhuǎn)架作縱向移動。內(nèi)移動架驅(qū)動電機帶動內(nèi)移動架驅(qū)動輥筒轉(zhuǎn)動，繞在內(nèi)移動架驅(qū)動輥筒上的拉繩可拉動內(nèi)移動架相對于中間移動架移動，中間移動架和內(nèi)移動架的配合移動可帶動內(nèi)移動架端頭的拉爬伸入集裝箱內(nèi)作往復(fù)移動，刮板進入集裝箱時，中間移動架和內(nèi)移動架配合動作帶動刮板向箱內(nèi)移動，同時可通過液壓缸推動活塞桿伸出，使偏轉(zhuǎn)架偏轉(zhuǎn)一定角度，保證刮板向內(nèi)移動時能向上抬起一定高度，刮板刮料向外拉動時，液壓缸反向驅(qū)動活塞桿，使偏轉(zhuǎn)架反向轉(zhuǎn)動一定角度，使刮板下降一定高度，保證向外運動時刮料，達到卸料的目的。作業(yè)過程中可通過橫向移動電機帶動橫向移動絲杠轉(zhuǎn)動，同時帶動橫移架左右移動，保證卸料作業(yè)時能覆蓋整個集裝箱的寬度。

3 實際效果

此自動化卸料裝置僅僅需要一個人通過遙控器來控制卸糧機的各個動作就可完成全部卸料工作，卸料過程機械化自動化程度高、操作簡單、安全高效、省時省力，大大降低了勞動強度和人工成本（見圖5）。

圖5

通過實際運行結(jié)果現(xiàn)場測試，目前接卸一個20尺集裝箱散糧僅需要二十分鐘，比卷揚機人工接卸減少十多分鐘，且操作人員可遠離落料粉塵區(qū)域和集裝箱的密閉空間，從設(shè)備方面確保了集裝箱卸車生產(chǎn)作業(yè)的安全生產(chǎn)基本要求，避免了鋼絲繩斷裂、卷揚機失控等引起的人身傷害事故的發(fā)生，大大減少了設(shè)備維修人員現(xiàn)場頻繁安裝拆卸卷揚機的維修工作量，提升了糧食流通接卸設(shè)備設(shè)施的自動化水平，特別是提高了集裝箱散糧自動化卸車設(shè)備的技術(shù)水平和現(xiàn)場安全作業(yè)，提高了作業(yè)效率并節(jié)省了人工成本。

TH122

B

1671-0711（2016）10（上）-0106-02