靜態(tài)軌道衡在翻車機系統(tǒng)中布置方案的分析

劉志鵬

【摘 要】翻車機系統(tǒng)中，靜態(tài)軌道衡的布置方式對翻車機系統(tǒng)的效率存在一定的影響，在綜合考慮土建結(jié)構(gòu)尺寸和鐵路車型尺寸的情況下，選擇一種或幾種最優(yōu)化的布置方案。

【關(guān)鍵詞】翻車機；重車調(diào)車機；夾輪器；靜態(tài)軌道衡

Static Railway Track Scale in Car Dumper System Layout Scheme Analysis

LIU Zhi-Peng

（Shanghai R&D Center， Huadian Heavy Industries， Shanghai 200122， China）

【Abstract】Layout of car Dumper system， static rail weighbridge layout of certain effects on the efficiency of car Dumper system， considering the dimensions of civil structure， case of railway car dimensions， select one or more of the most optimal layout.

【Key words】System of Car Dumper； Positioner； Wheel gripper； Static rail weighbridge

0 引言

翻車機也叫鐵路貨車翻卸機，用來將重車調(diào)車機牽引入內(nèi)的載重專用貨車，通過夾緊和靠車裝置動作后進行翻轉(zhuǎn)卸料的設(shè)備，是將物料轉(zhuǎn)移到料場或燃燒區(qū)的重要關(guān)鍵設(shè)備，是翻車機卸車及計量系統(tǒng)重要的組成部分。在港口、鋼廠和電廠中應(yīng)用較為廣泛。翻車機卸車系統(tǒng)中的計量方式通常采用三種模式：其一，是在翻車機設(shè)備下方設(shè)置翻車機軌道衡，測量翻車機本體與車皮在翻卸前后的重量來確定入場物料重量。其二，是在進場鐵路咽喉位置設(shè)置動態(tài)軌道衡，測量進場時重載車輛重量和空載的車輛重量，還有就是在翻車機設(shè)備入口位置設(shè)置靜態(tài)軌道衡，測量重載車輛重量，并通過測量重載車輛重量減去車號識別后的皮重確定入場物料重量。本文主要討論靜態(tài)軌道衡（以下簡稱軌道衡）與翻車機設(shè)備及夾輪器的布置方式的差異，對翻車機生產(chǎn)效率將造成怎樣的影響，來確定一種或幾種較好的靜態(tài)軌道衡的布置方式。

1 參數(shù)及布置方式

翻車機系統(tǒng)布置方式會對翻車機系統(tǒng)的效率產(chǎn)生較大影響，一旦布置不恰當(dāng)，翻車機系統(tǒng)的效率將有很大的下降，無法達到設(shè)備應(yīng)有的生產(chǎn)效率，造成設(shè)備能力的浪費，且所有設(shè)備都布置于整體澆筑混凝土基礎(chǔ)上，后期難以調(diào)整或更改。因此，如何在初步設(shè)計階段就對系統(tǒng)的布置實行優(yōu)化就很有必要了。

國內(nèi)目前電廠和鋼廠主要采用折返式翻車機布置方案，翻卸摘鉤后的通用敞車，主要敞車型號及外形如下（圖1、圖2、表1）：

1.底架；2.標(biāo)記3.轉(zhuǎn)向架4.下側(cè)門；5.側(cè)墻；6.側(cè)開門；7.空氣制動裝置；

8.車鉤緩沖裝置；9.端墻；10.手制動裝置

2 土建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對翻車機系統(tǒng)布置的影響

2.1 設(shè)備土建結(jié)構(gòu)的通常尺寸

翻車機系統(tǒng)土建結(jié)構(gòu)中，翻車機房通常為最深地下約16m深的整體混凝土結(jié)構(gòu)，而夾輪器或稱重裝置通常混凝土結(jié)構(gòu)深度一般不超過3m，因此，在土建設(shè)計時通常各自獨立設(shè)計，并在兩個基礎(chǔ)間最少預(yù)留一定的伸縮間隙。翻車機平臺總長通常為16.4m，設(shè)備中心至入口即為平臺長度二分之一約8.2m，在翻車機入口至基礎(chǔ)邊緣土建結(jié)構(gòu)要設(shè)置樓梯、吊裝孔等輔助設(shè)施，因此，翻車機中心距混凝土基礎(chǔ)邊通常約15m-16m，夾輪器設(shè)備工作范圍約3m基礎(chǔ)總長通常約5m，靜態(tài)軌道衡臺面長度通常為13m，基礎(chǔ)總長通常為15m。

2.2 不考慮軌道衡情況下翻車機系統(tǒng)布置模式

翻車機系統(tǒng)中夾輪器的布置位置通常可采用如下幾種方案，第一種是夾輪器布置在翻車機入口最近的位置，夾輪器夾緊第一節(jié)車輛前轉(zhuǎn)向架上的4個車輪，滿足重調(diào)回“零位”落臂時，大臂車鉤距翻車機設(shè)備邊緣大于1m的安全距離，且距離待掛聯(lián)車鉤有0.5m安全距離即可。按照重調(diào)機后鉤距前鉤最外側(cè)約2.5m計算，考慮上述情況，則夾輪器中心距翻車機設(shè)備中心距離最小為14.6m，取整后可采用15m布置方式，但此位置通常位于上述的翻車機室混凝土結(jié)構(gòu)邊緣，因此通常將夾輪器整體再進車方向移動，將夾輪器基礎(chǔ)整體推出于翻車機室混凝土結(jié)構(gòu)，則翻車機中心距夾輪器中心距離通常為17m-18m，在這樣的情況下，重調(diào)機的最小工作距離增加約2m-3m，對每個循環(huán)的效率造成約6-8秒的影響，也是目前國內(nèi)翻車機系統(tǒng)通常無法達到額定效率的主要原因之一（圖3）。

第二種布置方案是將夾輪器繼續(xù)后移，使夾輪器夾緊第一節(jié)車后轉(zhuǎn)向架上的4個車輪，按照車輛最長定距9700。則夾輪器后移至距翻車機中心24.3m位置。但是這種布置方式在車型混編成列時，夾輪器夾緊后轉(zhuǎn)向架上車輪，從車輛后轉(zhuǎn)向架中心距前車鉤尺寸距離最小為9569（C61），最大為11848（C70），差異達到1.3m左右。重調(diào)機通常采用固定點作為落臂處的“零點”，因此在掛聯(lián)待接車鉤時，由于重調(diào)機低速接車速度不大于0.3m/s，造成接車時所用時間差異較大；但通過調(diào)整PLC控制程序，也可使系統(tǒng)效率達到23節(jié)/小時以上（圖4）。

另外一種布置方案是將夾輪器位置后移，將夾輪器中心距翻車機中心間距達到28m的位置，夾輪器夾緊第一節(jié)車輛的前轉(zhuǎn)向架上的4個車輪。這樣的布置使得夾輪器夾緊的車輛與翻車機設(shè)備之間能夠容納一輛車皮，使重調(diào)機牽引整列重車車前進一節(jié)車長的情況下，無需等待翻車機回“零位”且遷車臺對準(zhǔn)重車線，雖然重調(diào)機的工作行程變長，但是減少了重調(diào)機等待其他設(shè)備回“零位”的時間，總體效率仍能達到24節(jié)/小時以上（圖5）。

2.3 考慮軌道衡情況下翻車機系統(tǒng)的幾種布置模式

（1）將夾輪器布置在翻車機房入口，夾緊整列車皮第一節(jié)的前轉(zhuǎn)向架4個車輪，稱重平臺稱量第二節(jié)車皮；夾輪器中心距翻車機中心15m（實際將布置在約17m位置），夾輪器中心距軌道衡中心19m（圖6）。

（2）將夾輪器布置在翻車機房入口外側(cè)，夾緊整列車皮第一節(jié)的后轉(zhuǎn)向架4個車輪，稱重平臺稱量第二節(jié)車皮；夾輪器中心距翻車機中心24.3m，夾輪器中心距軌道衡中心9.5m（圖7）。

以上兩種情況與不考慮軌道衡布置時的效果是基本一致的，同時對系統(tǒng)效率的影響也存在類似的情況。此外需要注意的是，在車列進場后，對第一節(jié)車皮的稱量需要采用手動控制方式進行稱量，或者在PLC控制程序中添加車列識別模式，對第一節(jié)車輛的稱重和系統(tǒng)循環(huán)采用額外的處理方式。

此外布置方案1中存在兩節(jié)C61車型掛聯(lián)的情況下，后一節(jié)C61車輛無法完全進入軌道衡的情況，需要手動調(diào)整。

（3）將軌道衡布置在翻車機入口，夾輪器布置在軌道衡后方，夾輪器夾緊第二節(jié)車輛的前轉(zhuǎn)向架的4個車輪；軌道衡中心距翻車機中心21.5m，夾輪器中心距軌道衡中心9.5m（圖8）。

此種情況下，與夾輪器布置在距翻車機中心17m-18m的情況類似，造成重調(diào)機工作行程增長，影響系統(tǒng)效率。

（4）將軌道衡布置在翻車機入口，夾輪器布置在軌道衡后方，夾輪器夾緊第二節(jié)車輛的后轉(zhuǎn)向架的4個車輪；軌道衡中心距翻車機中心21.5m，夾輪器中心距軌道衡中心18.5m（圖9）。

這樣的布置形式將導(dǎo)致第二節(jié)車輛后轉(zhuǎn)向架中心距第一節(jié)車輛前鉤的距離差異達到2.6m，將進一步影響重調(diào)機的工作效率，而且同樣存在在兩節(jié)C61車型掛聯(lián)的情況下，前一節(jié)C61車輛無法完全進入軌道衡的情況，需要手動調(diào)整。

布置方案（3）及布置方案（4）中也需要注意，在稱量最后一節(jié)重車時，需要采用手動控制方式進行稱量，或者在PLC控制程序中添加車列識別模式，完成對最后一節(jié)車輛的稱量作業(yè)。

（5）還有一種不常見布置方案是，在翻車機基礎(chǔ)不是采用開挖的情況，而是采用整體框架式結(jié)構(gòu)墊起的時候，可將夾輪器布置在距翻車機28m的位置，軌道衡中心距翻車機中心18.5m，距夾輪器中心9.5m（圖10）。

這樣的布置形式與不考慮軌道衡布置方案時，夾輪器布置在距翻車機中心28m位置時的情況是一致的，但是由于待稱重車輛需要重調(diào)機牽引至軌道衡上，且無法向其他布置方案中，車輛可以長時間的停留在軌道衡上進行稱重作業(yè)。因此，軌道衡的稱重作業(yè)時間需要增加至系統(tǒng)工作時間內(nèi)，對系統(tǒng)的效率仍然會造成一定的影響。

3 結(jié)論

從圖6至圖10中可看出，調(diào)車機大臂前部距翻車機設(shè)備邊緣的安全距離在各種不同的布置情況下，存在兩種不同的距離，一種為1.1m，另一種為3.1m，在不考慮其他基礎(chǔ)條件變化的影響下，我們可以認為在車鉤前部距翻車機設(shè)備邊緣1.1m的情況下，重調(diào)的工作行程最短，系統(tǒng)的效率是相對最優(yōu)化的。

因此，布置方案2和布置方案5是對翻車機效率影響最小的一種方案，但方案5在常規(guī)的翻車機系統(tǒng)布置方案中是較少遇見的，而方案2需要對翻車機PLC控制程序進行優(yōu)化設(shè)計，才能達到設(shè)備的正常效率。人工摘鉤位距重調(diào)機接車位置較遠，不便于觀察重調(diào)機接車時的掛鉤情況，存在一定的安全隱患，或在增加工人勞動強度的情況下，去觀察掛鉤情況。

方案1和方案4在對效率產(chǎn)生影響的同時，還存在對兩節(jié)C61掛聯(lián)時無法正常稱重的情況，需要手動調(diào)整進行稱重作業(yè)，也影響的系統(tǒng)效率。

方案3對效率產(chǎn)生一定的影響，同時也存在著人工摘鉤位距重調(diào)機接車位置較遠，不便于觀察重調(diào)機接車時的掛鉤情況，需要增加工人勞動強度來確保設(shè)備安全。

綜上所述，在翻車機系統(tǒng)入口布置軌道衡，對翻車機系統(tǒng)的效率會產(chǎn)生一定的影響，而各種不同的布置形式對效率的影響也或大或小，因此需要綜合考慮鐵路車型及翻車機室土建結(jié)構(gòu)的尺寸，布置夾輪器和軌道衡所在的位置，使這種對效率的影響最小，設(shè)備達到最優(yōu)化的效率。

此外，這樣的布置形式僅對單車翻車機適用，對于雙車翻車機系統(tǒng)，由于需要一次翻卸兩節(jié)車皮，在入口處無法布置兩套軌道衡裝置的情況下，建議采用動態(tài)軌道衡。

【參考文獻】

[1]于大海.靜態(tài)軌道衡在電廠的應(yīng)用[J].山東電力技術(shù)，2001（5）：59-60.

[2]孫軍選，王忠頤，等.淺談翻車機軌道衡的檢定[J].衡器，2013（4）：7-9.

[3]JJG 781-2002，數(shù)字指示軌道衡[S].

[4]JJG 234-2012，自動軌道衡[S].

[5]彭東望.翻車機卸車系統(tǒng)計量用電子軌道衡方案[J].衡器，2013（09）.