敞車裝載散裝貨物機械化平整解決方案

文/ 喻鑫 樊鵬 張林楠 彭偉

目前大多數(shù)鐵路貨運火車的散裝貨物都采用人工平整，而人工平整存在效率低、勞動強度高、工況惡劣、安全隱患大、人工成本高、招工難等問題，為解決此問題，成都局集團公司凱里車務(wù)段聯(lián)合廣西柳工合作成功研發(fā)了CLG862H散裝貨物平整專用裝載機。本文主要分析貨運列車作業(yè)工況、平整質(zhì)量需求，并說明貨運列車散裝貨物平整的解決方案及功能、特點。

0.引言

據(jù)中鐵總的統(tǒng)計顯示2018年國家鐵路完成貨物發(fā)送量45.52億噸，同比增長3.2%，增運2.69億噸，在鐵路散裝貨物運輸量不斷增加、貨物列車運輸速度提升，車量轉(zhuǎn)運效率要求及安全要求越來越高的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的人工對散裝貨物進行平整作業(yè)并不能滿足日益提高的運量增長的需求。人工平整存在明顯的缺點：工人勞動強度大；粉塵對工人健康的影響大、高空作業(yè)安全風(fēng)險大，現(xiàn)場作業(yè)管理難度較大。并且人工平整對碎礦料、礦粉、碎石等比重大物料的處理非常吃力（見圖1）

圖1 人工平整礦粉

本文分析研究如何利用工程機械設(shè)備及現(xiàn)代信息管理技術(shù)提高平整效率、平整質(zhì)量、實現(xiàn)遠程監(jiān)控的作業(yè)管理、降低勞動力成本、減少對人力資源的依賴度，提出了一個較好的解決方案。

1.鐵路貨運站典型工況及需求特點

以凱里車務(wù)段福泉站為例，該站平均每天裝載2列貨運火車的貨物，主要有磷礦、鐵礦粉、煤炭、碎石等，每列火車有100輛，每車載重60-70t。每天工人平整作業(yè)量為60000余噸，工人勞動強度大，作業(yè)環(huán)境粉塵大，夏季暴曬、冬季結(jié)冰、雨季濕滑，作業(yè)安全隱患大，現(xiàn)場管理難度大。因此需要一種設(shè)備能夠降低工人勞動強度、提高作業(yè)效率、安全運行、便于設(shè)備管理、遠程監(jiān)控的機械化的平整作業(yè)設(shè)備。根據(jù)鐵路部門散裝貨物上線運行技術(shù)條件對平整的要求：貨物總重心投影距車輛縱中心線距離不大于100mm，也就是要求平整后在車廂內(nèi)的貨物表面需要比較規(guī)整。因此需要研究一種簡易、安全、高效的機械化平整裝置。

2.散裝物料平整的解決方案

2.1 平整方案的選型

針對鐵路貨物對貨物平整的工況要求，利用既有設(shè)備、結(jié)合裝載機具有行走牽引力大、動臂舉升高、傾翻載荷大、行駛平穩(wěn)、行走速度易于控制、動作靈活、移動性好的特性，經(jīng)過對現(xiàn)場工況的聯(lián)合調(diào)研和分析，我們選擇CLG862H輪式裝載機作為基礎(chǔ)機型，開發(fā)出平整專用裝載機，以滿足車輛內(nèi)散貨平整的需求。該平整專用裝載機通過在工作裝置配置具有多種動作功能的平整板，沿著車輛內(nèi)部水平移動進行刮平作業(yè)（見圖2散裝物料的解決方案）。

2.2 專用平整裝載機的平整操作

①行駛專用裝載機在靠近列車時，動臂舉升高于車輛，調(diào)整專用裝載機至車輛縱向平行且距離車廂約1米；②通過攝像頭顯示器觀察物料堆積狀況，對平整時速度、平整深度大致判斷；③操縱第三聯(lián)控制手柄將平整板伸出到車廂中心正上方；④操縱第三聯(lián)控制手柄，將平整板向下伸出到散裝物料平面；⑤操縱第三聯(lián)手柄，轉(zhuǎn)動平整板在合適的角度；⑥掛前進一檔勻速行駛，既要使裝載機與車廂平行，又要讓平整板處于平整狀態(tài)；⑦平整結(jié)束后，操縱第三聯(lián)手柄，舉升動臂收縮平整板，再將機器駕駛離開鐵路線。

（圖2）散裝物料平整的解決方案

應(yīng)用專用裝載機，駕駛員易于控制平整板的位置、高度，配合駕駛室內(nèi)的攝像顯示器，及時掌握平整情況，倒退時，遇到障礙物倒車雷達有聲光報警提醒司機。

3.專用平整裝載機的應(yīng)用效果及優(yōu)勢

經(jīng)過在福泉站站進行兩個月的現(xiàn)場應(yīng)用，該平整專用裝載機工作效率是人工平整的五倍，作業(yè)效果比人工平整更平整（見圖3）。

圖3 專用平整裝載機的平整效果

2.3 專用平整裝載機具有以下優(yōu)勢：

①作業(yè)效率高，效率是人工平整的5-10倍。大幅縮短平整時間，解決瓶頸問題。

②避免了人工作業(yè)受環(huán)境影響導(dǎo)致的不穩(wěn)定，不論嚴寒酷暑，風(fēng)霜雨雪，作業(yè)能力穩(wěn)定持久。同時降人工作業(yè)過程中存在的各種不安全因素。

③應(yīng)用該設(shè)備不需要對鐵路站臺改造，大大降低投入成本；

④設(shè)備容易操作、司機容易上手，普通裝載機司機稍加訓(xùn)練即可。

⑤使用該設(shè)備可以在不同鐵路站場應(yīng)用，移動性好；

⑥具有智能管理功能，管理人員可以了解車輛每日出勤時間、地點、燃油消耗、故障情況、維護保養(yǎng)提醒，降低運營成本；

⑦可以使用4G網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)視頻傳輸?shù)焦芾砣藛T的辦公室電腦或手機上，實時觀察作業(yè)狀態(tài)，并將信息進行存儲，便于生產(chǎn)及安全管理；

⑧安全性高，該設(shè)備擁有倒車雷達報警頂部配置旋轉(zhuǎn)警示燈；多組燈光及攝像頭及顯示屏，多視角確保作業(yè)安全。

4.專用平整裝載機的組成結(jié)構(gòu)及功能

專用平整裝載機主要由動力傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、平整屬具控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、平整裝置，遠程物聯(lián)管理（智能管家）系統(tǒng)等構(gòu)成。

4.1 動力傳動系統(tǒng)：采用國三排放的廣康發(fā)動機，更加適合工程機械作業(yè)工況，排量大、功率富余、穩(wěn)定可靠；變矩器變速箱采用ZF 4BP230，電液控制、比例電磁閥換擋，換擋柔和，無沖擊，具有1~4擋智能自動換擋，無需KD鍵，操作簡潔、高效；驅(qū)動橋采用重載干式橋，橋制動器外移，分體夾鉗，維護更換摩擦片方便。

4.2 液壓系統(tǒng)采用雙泵合流定量液壓系統(tǒng)，工作裝置由三聯(lián)分配閥來控制，第一聯(lián)控制動臂舉升、第二聯(lián)控制平整板翻轉(zhuǎn)，第三聯(lián)閥控制平整板水平伸縮、上下伸縮、平整板的順時針、逆時針轉(zhuǎn)動動作；該液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)控制，操控輕便，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、便于維護，結(jié)構(gòu)簡單。

4.3 平整屬具控制系統(tǒng)采用電液控制，液壓系統(tǒng)的第三聯(lián)油路進入專用的平整電液控制閥總成，駕駛室內(nèi)按鈕與先導(dǎo)控制手柄(見圖4)的結(jié)合使用，分別控制平整屬具的各項動作

圖4 平整板先導(dǎo)控制手柄與動作切換開關(guān)

4.4 制動系統(tǒng),采用氣頂油行車制動系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單便于維護

4.5 平整裝置,由水平伸縮機構(gòu)、上下伸縮機構(gòu)、平整板左右旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成(見圖5)

圖5 平整裝置

平整板可以順時針最大轉(zhuǎn)動角度90度，逆時針最大轉(zhuǎn)動角度45度；滿足各方向平整要求和精細化操作，多方向動作能夠提高作業(yè)效率及降低平整難度。

圖6 平整專用裝載機對集裝箱貨物平整

5.結(jié)束語：

平整專用裝載機針對火車站場散裝物料平整的需求特點，提供了一個很好的解決方案，滿足了火車貨運轉(zhuǎn)運高效，信息化管理、安全運營的目標要求。C