火車翻車機系統(tǒng)擴能提效設(shè)計

趙福

摘 要：實際上，在進行散裝物料的裝卸時，火車翻車機發(fā)揮著重要的作用，就目前而言，這類機械設(shè)備應(yīng)用得也較為廣泛。通過機械力量翻轉(zhuǎn)車廂，能夠?qū)⑵渲械奈锪嫌行遁d，并且保證翻卸質(zhì)量和效率。但是隨著時代的進步，火車翻車機系統(tǒng)未能跟上時代的發(fā)展步伐，導(dǎo)致其能效較低，無法滿足實際需求。因此對其進行適當調(diào)整，實現(xiàn)擴能提效刻不容緩。

關(guān)鍵詞：翻車機；擴能提效；優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：U691 文獻標志碼：A

當負載變化時，翻車機無法自動進行調(diào)整，不僅影響到設(shè)備的工作效率，還嚴重影響到整體系統(tǒng)的使用壽命。因此為了降低翻車機系統(tǒng)的實際能耗，并提高其工作質(zhì)量和效率，使之充分滿足當下的實際需求，應(yīng)進行優(yōu)化設(shè)計。

1 翻車機類型

在進行翻車機的分類時，可按照3種方法進行。按照翻卸的形式可將翻車機分成轉(zhuǎn)子式、側(cè)傾式；按照驅(qū)動的方式則可將翻車機分成齒輪傳動、鋼絲繩傳動；按照壓車的形式則可將翻車機分成液壓、機械壓。按照習(xí)慣也有直流拖動、雙翻、三翻等叫法。

1.1 側(cè)傾式翻車機

側(cè)傾式翻車機是指在實際操作中翻卸車輛的中心和翻車機的回轉(zhuǎn)中心距離相對較遠，通過傾翻車廂即可將其中的物料倒入受料斗中。可將其細分成雙回轉(zhuǎn)點夾鉗式、鋼絲繩傳動式的翻車機，和液壓緊鎖壓車式、齒輪傳動的翻車機。

1.2 轉(zhuǎn)子式翻車機

另一種較為常見的翻車機極為轉(zhuǎn)子式，是指翻卸車輛的中心和翻車機的轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)中心幾乎重合的一種形式。通過175°的回轉(zhuǎn)，可將車廂中的物料直接導(dǎo)入正下方的受料斗中。可按照端環(huán)形式細分成C型轉(zhuǎn)子式翻車機、O型轉(zhuǎn)子式翻車機。

2 翻車機系統(tǒng)中存在的問題

當前階段應(yīng)用最為廣泛的翻車機即為C型轉(zhuǎn)子式翻車機，因此以該類型為例，分析其中存在的問題。此類型的翻車機具有動作平穩(wěn)、沖擊較小的特點，在實際的應(yīng)用中通過液壓靠車、液壓壓車，降低了壓車梁在車廂側(cè)梁的壓力值、內(nèi)傾彎矩等，符合鐵路貨車的相關(guān)規(guī)定。在此翻車機系統(tǒng)中，應(yīng)用了大量的變頻調(diào)速技術(shù)等先進技術(shù)以及減速機、油泵和液壓管件等，極大地提高了運行過程的穩(wěn)定性，并保證各項指標符合設(shè)計標準。但是在實際的運行中，仍存在以下幾方面問題亟待解決。

2.1 運行時間的延長降低了穩(wěn)定性

翻車機系統(tǒng)的整體構(gòu)成具有一定的復(fù)雜性，并且涉及的環(huán)節(jié)相對較多，其中具有多種設(shè)備。在日常的工作中，翻車機系統(tǒng)所處的工作環(huán)境較為艱苦，會有較大震動并產(chǎn)生較多的粉塵，極易出現(xiàn)故障影響到工作的正常開展。并且在實際工作中，部分翻車機系統(tǒng)投入運行一兩年后仍未達到預(yù)期的生產(chǎn)能力，不利于使用價值的發(fā)揮。隨著時間的推移，翻車機系統(tǒng)應(yīng)用時間的延長，導(dǎo)致發(fā)生故障的概率逐漸提升，不僅會影響到其生產(chǎn)能力，還會影響到運行的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致無法運行。

2.2 固定的循環(huán)周期降低了系統(tǒng)效率

當前階段無論應(yīng)用的是進口翻車機還是國產(chǎn)翻車機，其采用的工作方式均為固定循環(huán)周期。即在日常的工作中結(jié)合負載的實際情況，并對最重負載進行有效考慮進行設(shè)計。使循環(huán)用時時間相同，具有較大的固定性。但對負載的其他變化則缺乏有效考慮，導(dǎo)致實際的運行中，處于最終負載時可有序運行，但處于輕載狀態(tài)時，則會嚴重降低系統(tǒng)的效率，并造成不必要的資源浪費。在無法保證工作質(zhì)量和效率的同時，無法提高節(jié)能效果。翻車機在日常的循環(huán)中，第一個循環(huán)其負載最重時為60節(jié)車廂。之后逐次遞減兩節(jié)車廂，直至最后一次循環(huán)為兩節(jié)車廂的負載。而推車機的實際負載則與之相反，第一個循環(huán)有兩節(jié)車廂負載，第二次則在之前的基礎(chǔ)上增加兩節(jié)空車廂，以后依次增加，直至負載達到最大。此過程中翻車機的負載未發(fā)生明顯變化，每次均為兩節(jié)車廂，且為負重狀態(tài)。

2.3 較長的建設(shè)周期增加了整體造價

以雙車轉(zhuǎn)子式翻車系統(tǒng)的造價為例，在未計入土建等基礎(chǔ)性必要設(shè)施的情況下，在機械、電氣設(shè)備等環(huán)節(jié)的造價便可達到上千萬美元。在實際工作中，整體系統(tǒng)的施工周期相對較長，在建設(shè)一套系統(tǒng)時用時可達到3年～5年。當翻車機的數(shù)量達到某一規(guī)模時，實際需求得到了有效滿足，則此時無需繼續(xù)增加翻車機的數(shù)量。但隨著建設(shè)周期的延長，投入的成本有所增加，導(dǎo)致整體造價過高。最為經(jīng)濟且高效的措施，便是將翻車機的卸車能力提高，對翻車機的工藝、環(huán)節(jié)等進行研究分析，并進行優(yōu)化設(shè)計，最終在保證工作質(zhì)量的同時，實現(xiàn)工作效率的提升，起到預(yù)期的擴能提效的效果。

3 翻車機系統(tǒng)的優(yōu)化方式

外國的廠家大多側(cè)重對設(shè)備進行跟蹤觀察，如日本某重工集團對生產(chǎn)的2套翻車機，每隔5年便指派專業(yè)的技術(shù)人員對翻車機實際運行的狀況進行了解，并每隔10年對設(shè)備進行免費檢測。將設(shè)備的實際情況告知使用方，并提供維修服務(wù)。美卓礦機是生產(chǎn)翻車機的典型代表之一，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，該公司將新型的技術(shù)、設(shè)備和設(shè)計理念等應(yīng)用到翻車機中，極大地提高了翻車機的性能和可靠性。傳動環(huán)節(jié)逐漸從模擬調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)等，具有更高的控制精度和運行穩(wěn)定性。控制環(huán)節(jié)則是從最初的繼電器進行邏輯控制，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻LC控制、總線控制等，為后續(xù)進行維修養(yǎng)護提供了便利，并進一步提升了整體系統(tǒng)的可靠性。

翻車機的造價較高，除自身零部件等因素外，更多的是建設(shè)周期過長。部分外國的生產(chǎn)廠家采用的是外包項目，將機械結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)、安裝等環(huán)節(jié)委托我國進行，而調(diào)試等較為核心的部分則自己進行。對我國較低的物價和勞動力充分應(yīng)用，從而在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時，降低了總成本。翻車機進行日常操作時瞬間的扭矩具有較大的變化，導(dǎo)致電動型機型易出現(xiàn)燒毀電機的問題。扭轉(zhuǎn)缺乏穩(wěn)定性導(dǎo)致摔車問題出現(xiàn)。

針對轉(zhuǎn)子式翻車機系統(tǒng)，可從以下幾個方面進行優(yōu)化：對翻車機系統(tǒng)的組成、典型的工藝設(shè)計和設(shè)備配置進行分析和研究，并對其進行優(yōu)化設(shè)計。翻車機電氣控制系統(tǒng)歷來是故障率較高的環(huán)節(jié)。針對傳動環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)2個部分，對翻車機的電氣部分進行研究，并根據(jù)負載的變化改變翻車機的循環(huán)周期，減小對設(shè)備的沖擊，同時提高卸車效率。應(yīng)用新設(shè)備、新器件，提高關(guān)鍵設(shè)備的可靠性、精度，使設(shè)備更加高效、安全。在國內(nèi)應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子式翻車機系統(tǒng)，從全面、系統(tǒng)的角度對翻車機系統(tǒng)的工藝流程進行分析，使其可靠性、穩(wěn)定性和綜合卸車效率得到提高，降低制造成本。

4 結(jié)語

翻車機具有較高的工作效率和較好的環(huán)保性，在鐵路中得到了較為廣泛的應(yīng)用。可通過自身的機械力量將火車車廂翻轉(zhuǎn)，將其中的物料直接卸出，極大地保證了工作質(zhì)量和效率。但是隨著社會需求的增加以及時代的進步，翻車機系統(tǒng)中的一些問題暴露出來，為實現(xiàn)擴能提效，并在保證工作質(zhì)量的同時降低建設(shè)成本，對其進行優(yōu)化設(shè)計。象對設(shè)備配置環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)等進行優(yōu)化，通過新設(shè)備和新技術(shù)實現(xiàn)精度的提高，切實保障翻車機運行的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻

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