秦皇島港股份有限公司第九港務分公司 河北 秦皇島 066000

1 引言

秦皇島港煤五期共有三臺翻車機,主要接卸C80運煤敞車及其衍生車型,通過翻車機翻轉(zhuǎn)將車廂內(nèi)物料翻卸到料斗中,在由皮帶機輸送到堆場。翻車機在實際接卸過程中,每一循環(huán)作業(yè)結(jié)束后,都會有較多的煤炭顆粒、煤塵、煤泥等物料殘留在車皮頂部,這些殘留的積煤對周圍環(huán)境及列車運行都會帶來許多問題。首先,附著在車皮頂部的殘留積煤在車皮駛出翻車機房后,隨著車皮振動掉落在軌道道心內(nèi)及軌道兩側(cè),不僅影響周圍環(huán)境的整潔度,而且軌道上的煤炭顆粒嚴重影響車皮正常通行,嚴重時可能發(fā)生車皮掉道的風險;其次,車皮上方附著的煤塊及顆粒經(jīng)常會觸發(fā)碰鐵路部門的支撐桿監(jiān)測測系統(tǒng),導致其誤報,給鐵路部門造成極大困擾,嚴重干擾鐵路系統(tǒng)的正常運行。

為解決這一問題,提高卸車效率,降低車皮積煤對鐵路部門的影響,在翻車機房出口設計一種殘留煤清掃裝置,當車皮駛出翻車機平臺時,清掃裝置將車皮頂部堆積的煤泥等物料自動清掃,并且能夠讓清掃下來的物料堆積到指定區(qū)域,作業(yè)結(jié)束后集中清掃。這樣既保障了翻卸作業(yè)安全穩(wěn)定,最大限度的減少了道心及軌道兩側(cè)的積煤,又避免了鐵路部門支撐桿監(jiān)測報警系統(tǒng)的誤報現(xiàn)象,提高了作業(yè)效率,解決了鐵路部門的困擾。

2 設計方案

設計依據(jù)

首先,該裝置需與程序連鎖,能夠?qū)崿F(xiàn)間歇式運動。由于C80敞車機車頭要高于車皮,當機車駛?cè)敕嚈C時,清掃裝置處于非工作狀態(tài),避免清掃裝置剮蹭機車。當機車頭駛出翻車機區(qū)域時,清掃裝置處于工作狀態(tài),隨著翻車作業(yè)自動進行清掃。

其次,該裝置與車皮頂部應采用軟接觸,既能有效清除積煤,也避免損傷車皮或清掃裝置;

再次,該裝置需具備安全可靠的動作行程,設置極限限位,實現(xiàn)自動啟停。

最后,該裝置應具備簡單可靠、便于維修等優(yōu)勢,具有較低的制造成本及后期維護費用。

清掃裝置設計

綜合考慮,清掃裝置設計如圖1所示,主要包括清掃系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)棍、多連桿、接近開關、電動推桿及支座等六個主部分組成。

圖1 連桿清掃裝置

清掃裝置安裝位置的選擇在翻車機房內(nèi)部出口平臺處,支座邊緣距鐵軌500mm,近乎與靠車板平行。主要考慮以下幾點原因:1、翻車機房內(nèi)部有干霧除塵系統(tǒng),使得內(nèi)部環(huán)境潮濕,空氣中會有大量的水微霧漂浮,可以對清掃后的煤塵起到一定的吸附作用,相比如外部干燥的環(huán)境有效的降低了二次污染的情況。2、考慮到特殊天氣(如雨、雪等),裸露在室外的推桿電機及其他電器元件可能會被雨水侵蝕,造成短路等情況,影響推桿使用壽命。3、由于C80機車頭要比車皮寬,因此清掃裝置底座不能距離軌道過近,否則會對車皮造成剮蹭。4、預留出行人通道,不能對現(xiàn)場通行造成影響,且不與現(xiàn)場其他設備造成干涉。

清掃裝置設計的核心部分就是如何利用電動推桿通過連桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)清掃裝置的運行。電動推桿做上下往復的活塞運動,而清掃刮板是做90°旋轉(zhuǎn)運動,因此需要增加一組旋轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)兩組部件的整體連動。選用一組194mm*600mm托輥作為旋轉(zhuǎn)軸,不僅價格低廉,而且實用性強,方便后續(xù)連桿機構(gòu)的焊接。選用轉(zhuǎn)接塔內(nèi)流程擋板使用的電動推桿作為驅(qū)動機構(gòu),備件充足,價格低廉,維修簡單。

以推桿未伸出時作為清掃機構(gòu)的初始位置,此時刮板應與車皮側(cè)方平行,清掃刮板未與車皮接觸,車頭可以順利通行,不會對列車造成剮蹭,在此處安裝接近開關1,確定清掃刮板為未工作狀態(tài)。以清掃刮板與車皮上沿緊密接觸未推桿最終位置,此時可以對車皮頂部進行清掃,在此位置是安裝接近開關2,確定清掃裝置為工作狀態(tài)。

電動推桿安裝位置距地面600mm,便于拆接線及日后維修更換。在推桿頭部焊接一個限位晃鐵,隨著推桿的活塞運動即可觸碰開關1、開關2,實現(xiàn)整個清掃裝置的運行。由于推桿行程遠大于刮板的活動半徑,因此在開關2上方增加一個滾輪搖臂開關最為保護限位,假設開關2損壞,可以通過保護限位停止推桿工作,防止推桿超程后繼續(xù)推動清掃刮板對車皮造成剮蹭。

清掃刮板設計,采用二級清掃法,第一級選用耐磨的聚氨酯刮片,第二級選用硬塑料的毛刷,這兩種材質(zhì)具有良好的清掃效果又不會對車皮造成損傷。第一級清掃刮板主要由刮片、張緊彈簧、支架組成,在件1與件2之間有2組壓縮彈簧通過螺栓固定,在刮板與車皮上沿接觸時,調(diào)節(jié)張緊彈簧,使其具有一定的壓縮量,隨著刮板的磨損可以實現(xiàn)自動補償,確保刮片一直與車皮緊密接觸。刮板支架實際中除了要與車皮呈90°垂直外,還沿入口方向呈45°夾角,這樣確保清掃下來的積煤可以滑落到車廂外側(cè)指定區(qū)域。推桿頂部還有一個機械止擋,當推桿出現(xiàn)意外情況出現(xiàn)超程時,可以通過機械止擋阻止刮板繼續(xù)向下旋轉(zhuǎn),使得電機過力矩跳閘。

當翻車機進入接車狀態(tài)時,清掃裝置應處于初始位置,即刮板位于旋轉(zhuǎn)軸正上方,此時出口巡視確認正常后開始進行機車行進作業(yè),待車頭到達指定位置與列車解列后,清掃裝置進入工作狀態(tài),此時刮板應與車皮緊密貼合,出口巡視人員確認位置正常后進入翻車作業(yè)狀態(tài),隨著列車不斷推出,清掃裝置逐步進行積煤清掃作業(yè)。

3 結(jié)論

這種多連桿清掃裝置能夠有效清除車皮上方積煤,減少人工清理的工作量,同時消除在車皮兩側(cè)人工清理的安全風險,降低了殘留積煤對列車運行的影響,提升了翻車機出口環(huán)境容貌,保障了列車行駛安全。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,可通過程序控制實現(xiàn)自動啟停,同時制作成本及后續(xù)維護費用較低,具有較高的實用價值。