郝 旭

（中鐵物總資源科技有限公司，合肥 230601）

鐵路上用于載運(yùn)貨物的貨車(chē)統(tǒng)稱(chēng)為鐵路貨車(chē)。在鐵路報(bào)廢物資中存在大量需要拆解的報(bào)廢貨車(chē)，因此研制專(zhuān)業(yè)化的報(bào)廢貨車(chē)拆解生產(chǎn)線至關(guān)重要。其中，貨車(chē)廂體與轉(zhuǎn)向架分離是整個(gè)車(chē)廂拆解生產(chǎn)線中的重要工序，也是實(shí)現(xiàn)貨車(chē)拆解智能化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在鐵路領(lǐng)域分離貨車(chē)廂體與轉(zhuǎn)向架均采用頂升裝置支撐、人工輔助的拆解方式。頂升后通過(guò)專(zhuān)用支架支撐，再用牽引設(shè)備將轉(zhuǎn)向架從廂體底部移出，最后用行車(chē)吊裝將其放置于待處理區(qū)進(jìn)行拆解。該種作業(yè)方式較為傳統(tǒng)，且頂升裝置支撐時(shí)不能實(shí)現(xiàn)多設(shè)備同步頂升，同時(shí)頂升支撐過(guò)程存在安全隱患。此外，轉(zhuǎn)向架從廂體底部移出需要牽引設(shè)備，且需要人工輔助多，工作效率低，不利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線批量化拆解和分離作業(yè)。因此，解決報(bào)廢貨車(chē)給鐵路環(huán)境帶來(lái)的問(wèn)題，促進(jìn)鐵路報(bào)廢物資循環(huán)利用具有極其重要的意義。

1 頂升分離裝置的總體組成

該頂升分離裝置實(shí)現(xiàn)了貨車(chē)的廂體與轉(zhuǎn)向架同步頂升分離、轉(zhuǎn)向架移出、回轉(zhuǎn)臺(tái)90°轉(zhuǎn)向、頂升裝置下降以及有軌制導(dǎo)車(chē)輛（Rail Guided Vehicle，RGV）小車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)廂體等功能。它主要由頂升裝置控制單元、RGV升降平臺(tái)和回轉(zhuǎn)臺(tái)3部分組成。其中，頂升控制單元主要由集成控制單元和4臺(tái)頂升設(shè)備組成。RGV升降平臺(tái)包括RGV小車(chē)、支撐工裝和控制系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 頂升分離自動(dòng)化裝置布局示意圖

1.1 頂升控制單元組成

從圖1可以看出，頂升控制單元主要由集成控制單元和4臺(tái)頂升設(shè)備組成。其中，頂升設(shè)備包括機(jī)體、分控箱、絲杠、起升電機(jī)、工作螺母、傳感器組、托頭和安全螺母，如圖2所示。機(jī)體立柱外側(cè)設(shè)置分控箱，內(nèi)部設(shè)置傳感器組。傳感器組用于采集絲杠的轉(zhuǎn)速信號(hào)和位置信號(hào)，并分別與分控箱信號(hào)和集成控制單元信號(hào)連接，將采集到的絲杠的轉(zhuǎn)速信號(hào)和位置信號(hào)輸送至集成控制單元，用以控制起升電機(jī)啟動(dòng)或停止。起升電機(jī)輸出端連接絲杠，通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)工作螺母舉升托頭，用于頂升分離廂體與轉(zhuǎn)向架。若工作螺母發(fā)生損壞，則由安全螺母承受報(bào)廢貨車(chē)質(zhì)量，起到安全保護(hù)的作用[1]。

圖2 頂升設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 頂升同步控制原理

該頂升分離裝置集成控制控制單元和4臺(tái)頂升設(shè)備，實(shí)現(xiàn)同步升降，控制原理如圖3所示。

圖3 頂升分離裝置控制原理示意圖

接通電源后，可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）接收按鈕信號(hào)和其他控制信號(hào)，并在處理后將信號(hào)傳輸至執(zhí)行單元。執(zhí)行單元在執(zhí)行過(guò)程中檢測(cè)單元信號(hào)發(fā)生的改變，由檢測(cè)信號(hào)單元及時(shí)傳輸至PLC，再由PLC及時(shí)輸出至執(zhí)行單元，使運(yùn)動(dòng)發(fā)生相應(yīng)改變[2]。頂升設(shè)備同步控制主要由PLC控制，在接收到傳感器的反饋位移誤差后，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，保證絲桿在上升和下降過(guò)程中位移一致，從而實(shí)現(xiàn)頂升設(shè)備高度一致[3]。通過(guò)執(zhí)行部件托頭將貨車(chē)同步頂升或下降，最終將廂體與轉(zhuǎn)向架成功分離。

2 頂升分離裝置的工藝方法

貨車(chē)廂體與轉(zhuǎn)向架分離工藝方法基于頂升分離裝置。貨車(chē)先進(jìn)行切割工藝，再通過(guò)RGV小車(chē)將其牽引至分離工位，然后將其固定[4]。通過(guò)頂升分離將廂體頂升后進(jìn)入下一工序，再由RGV小車(chē)頂推轉(zhuǎn)向架，將轉(zhuǎn)向架移出，并在回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)90°后進(jìn)入轉(zhuǎn)向架待處理區(qū)，以此實(shí)現(xiàn)車(chē)廂與轉(zhuǎn)向架的分離[5]，如圖4所示。

圖4 貨車(chē)廂體與轉(zhuǎn)向架分離工藝方法圖

進(jìn)行分離工序前，先將待分離的廂體與轉(zhuǎn)向架通過(guò)支撐工裝固定在RGV小車(chē)上，由RGV小車(chē)牽引進(jìn)入廂體與轉(zhuǎn)向架分離工位。兩側(cè)的操作工人通過(guò)定位裝置確認(rèn)車(chē)廂及車(chē)體頂升設(shè)備的位置后，4臺(tái)頂升設(shè)備中的絲杠平行頂撐待分離的廂體，之后按下集成控制單元操作啟動(dòng)按鈕，頂升設(shè)備同步頂升車(chē)廂，使其脫離轉(zhuǎn)向架連接銷(xiāo)，從而實(shí)現(xiàn)廂體與轉(zhuǎn)向架的徹底分離。

在頂升過(guò)程中，集成控制單元接收4臺(tái)頂升設(shè)備中傳感器組采集到的絲杠轉(zhuǎn)速信號(hào)和位置信號(hào)，并判斷車(chē)廂頂升過(guò)程中是否平穩(wěn)。若出現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)不相等或者位置信號(hào)不平行的問(wèn)題，集成控制單元將控制起升電機(jī)停止工作，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

分離完成后，通過(guò)控制系統(tǒng)向RGV小車(chē)發(fā)出信號(hào)，RGV小車(chē)頂推轉(zhuǎn)向架并移除廂體底部至回轉(zhuǎn)臺(tái)，再通過(guò)人工操作控制實(shí)現(xiàn)90°回轉(zhuǎn)，然后通過(guò)人工輔助將轉(zhuǎn)向架推至轉(zhuǎn)向架待處理區(qū)。RGV升降平臺(tái)順利進(jìn)入車(chē)廂底部，通過(guò)人工輔助確認(rèn)位置后，按下控制系統(tǒng)操作啟動(dòng)按鈕，頂升設(shè)備同步將廂體下降，降落至支撐工裝上方。確認(rèn)后，通過(guò)控制系統(tǒng)控制RGV小車(chē)將車(chē)廂按照生產(chǎn)線運(yùn)行輸送至下道工序。

3 技術(shù)方案實(shí)施效果

該技術(shù)方案中，頂升設(shè)備起升電機(jī)下方有托頭支撐，工作螺母下方安裝有安全螺母。傳感器組包括轉(zhuǎn)速傳感器和位置傳感器，分別用以采集所述絲杠的轉(zhuǎn)速和位置。頂升設(shè)備設(shè)置為4臺(tái)，集成控制單元安裝在機(jī)體下端，其箱體內(nèi)安裝有數(shù)量與頂升設(shè)備一致的控制器，可以同步控制4臺(tái)頂升設(shè)備，實(shí)現(xiàn)頂升和下降一致，消除誤差，提高安全性。同時(shí)，通過(guò)人工輔助將轉(zhuǎn)向架推至轉(zhuǎn)向架待處理區(qū)，同時(shí)確認(rèn)RGV升降平臺(tái)位置。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)使用該頂升分離自動(dòng)化裝置，可見(jiàn)該技術(shù)方案滿足實(shí)際工作需要。頂升裝置了實(shí)現(xiàn)多設(shè)備同步頂升，解決了生產(chǎn)線批量化拆解和分離作業(yè)效率低的問(wèn)題，操作方便且安全可靠，實(shí)現(xiàn)了鐵路報(bào)廢貨車(chē)的規(guī)?；幹?，減輕了鐵路環(huán)境壓力，具有一定的推廣意義。