劉志鵬

【摘 要】翻車機(jī)系統(tǒng)中，靜態(tài)軌道衡的布置方式對(duì)翻車機(jī)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(jī)；重車調(diào)車機(jī)；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(jī)也叫鐵路貨車翻卸機(jī)，用來將重車調(diào)車機(jī)牽引入內(nèi)的載重專用貨車，通過夾緊和靠車裝置動(dòng)作后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)卸料的設(shè)備，是將物料轉(zhuǎn)移到料場(chǎng)或燃燒區(qū)的重要關(guān)鍵設(shè)備，是翻車機(jī)卸車及計(jì)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(jī)卸車系統(tǒng)中的計(jì)量方式通常采用三種模式：其一，是在翻車機(jī)設(shè)備下方設(shè)置翻車機(jī)軌道衡，測(cè)量翻車機(jī)本體與車皮在翻卸前后的重量來確定入場(chǎng)物料重量。其二，是在進(jìn)場(chǎng)鐵路咽喉位置設(shè)置動(dòng)態(tài)軌道衡，測(cè)量進(jìn)場(chǎng)時(shí)重載車輛重量和空載的車輛重量，還有就是在翻車機(jī)設(shè)備入口位置設(shè)置靜態(tài)軌道衡，測(cè)量重載車輛重量，并通過測(cè)量重載車輛重量減去車號(hào)識(shí)別后的皮重確定入場(chǎng)物料重量。本文主要討論靜態(tài)軌道衡（以下簡(jiǎn)稱軌道衡）與翻車機(jī)設(shè)備及夾輪器的布置方式的差異，對(duì)翻車機(jī)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(jī)系統(tǒng)布置方式會(huì)對(duì)翻車機(jī)系統(tǒng)的效率產(chǎn)生較大影響，一旦布置不恰當(dāng)，翻車機(jī)系統(tǒng)的效率將有很大的下降，無法達(dá)到設(shè)備應(yīng)有的生產(chǎn)效率，造成設(shè)備能力的浪費(fèi)，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(jì)階段就對(duì)系統(tǒng)的布置實(shí)行優(yōu)化就很有必要了。

國(guó)內(nèi)目前電廠和鋼廠主要采用折返式翻車機(jī)布置方案，翻卸摘鉤后的通用敞車，主要敞車型號(hào)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(dòng)裝置；

8.車鉤緩沖裝置；9.端墻；10.手制動(dòng)裝置

2 土建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)翻車機(jī)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(jī)系統(tǒng)土建結(jié)構(gòu)中，翻車機(jī)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?；炷两Y(jié)構(gòu)深度一般不超過3m，因此，在土建設(shè)計(jì)時(shí)通常各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，并在兩個(gè)基礎(chǔ)間最少預(yù)留一定的伸縮間隙。翻車機(jī)平臺(tái)總長(zhǎng)通常為16.4m，設(shè)備中心至入口即為平臺(tái)長(zhǎng)度二分之一約8.2m，在翻車機(jī)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(jī)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(zhǎng)通常約5m，靜態(tài)軌道衡臺(tái)面長(zhǎng)度通常為13m，基礎(chǔ)總長(zhǎng)通常為15m。

2.2 不考慮軌道衡情況下翻車機(jī)系統(tǒng)布置模式

翻車機(jī)系統(tǒng)中夾輪器的布置位置通?？刹捎萌缦聨追N方案，第一種是夾輪器布置在翻車機(jī)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(gè)車輪，滿足重調(diào)回“零位”落臂時(shí)，大臂車鉤距翻車機(jī)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(jī)后鉤距前鉤最外側(cè)約2.5m計(jì)算，考慮上述情況，則夾輪器中心距翻車機(jī)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(jī)室混凝土結(jié)構(gòu)邊緣，因此通常將夾輪器整體再進(jìn)車方向移動(dòng)，將夾輪器基礎(chǔ)整體推出于翻車機(jī)室混凝土結(jié)構(gòu)，則翻車機(jī)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(jī)的最小工作距離增加約2m-3m，對(duì)每個(gè)循環(huán)的效率造成約6-8秒的影響，也是目前國(guó)內(nèi)翻車機(jī)系統(tǒng)通常無法達(dá)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(gè)車輪，按照車輛最長(zhǎng)定距9700。則夾輪器后移至距翻車機(jī)中心24.3m位置。但是這種布置方式在車型混編成列時(shí)，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(dá)到1.3m左右。重調(diào)機(jī)通常采用固定點(diǎn)作為落臂處的“零點(diǎn)”，因此在掛聯(lián)待接車鉤時(shí)，由于重調(diào)機(jī)低速接車速度不大于0.3m/s，造成接車時(shí)所用時(shí)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(dá)到23節(jié)/小時(shí)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(jī)中心間距達(dá)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(gè)車輪。這樣的布置使得夾輪器夾緊的車輛與翻車機(jī)設(shè)備之間能夠容納一輛車皮，使重調(diào)機(jī)牽引整列重車車前進(jìn)一節(jié)車長(zhǎng)的情況下，無需等待翻車機(jī)回“零位”且遷車臺(tái)對(duì)準(zhǔn)重車線，雖然重調(diào)機(jī)的工作行程變長(zhǎng)，但是減少了重調(diào)機(jī)等待其他設(shè)備回“零位”的時(shí)間，總體效率仍能達(dá)到24節(jié)/小時(shí)以上（圖5）。

2.3 考慮軌道衡情況下翻車機(jī)系統(tǒng)的幾種布置模式

（1）將夾輪器布置在翻車機(jī)房入口，夾緊整列車皮第一節(jié)的前轉(zhuǎn)向架4個(gè)車輪，稱重平臺(tái)稱量第二節(jié)車皮；夾輪器中心距翻車機(jī)中心15m（實(shí)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(jī)房入口外側(cè)，夾緊整列車皮第一節(jié)的后轉(zhuǎn)向架4個(gè)車輪，稱重平臺(tái)稱量第二節(jié)車皮；夾輪器中心距翻車機(jī)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(shí)的效果是基本一致的，同時(shí)對(duì)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(jìn)場(chǎng)后，對(duì)第一節(jié)車皮的稱量需要采用手動(dòng)控制方式進(jìn)行稱量，或者在PLC控制程序中添加車列識(shí)別模式，對(duì)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(jìn)入軌道衡的情況，需要手動(dòng)調(diào)整。

（3）將軌道衡布置在翻車機(jī)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(gè)車輪；軌道衡中心距翻車機(jī)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(jī)中心17m-18m的情況類似，造成重調(diào)機(jī)工作行程增長(zhǎng)，影響系統(tǒng)效率。

（4）將軌道衡布置在翻車機(jī)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(gè)車輪；軌道衡中心距翻車機(jī)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(dá)到2.6m，將進(jìn)一步影響重調(diào)機(jī)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(jìn)入軌道衡的情況，需要手動(dòng)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(shí)，需要采用手動(dòng)控制方式進(jìn)行稱量，或者在PLC控制程序中添加車列識(shí)別模式，完成對(duì)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(jī)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(shí)候，可將夾輪器布置在距翻車機(jī)28m的位置，軌道衡中心距翻車機(jī)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(shí)，夾輪器布置在距翻車機(jī)中心28m位置時(shí)的情況是一致的，但是由于待稱重車輛需要重調(diào)機(jī)牽引至軌道衡上，且無法向其他布置方案中，車輛可以長(zhǎng)時(shí)間的停留在軌道衡上進(jìn)行稱重作業(yè)。因此，軌道衡的稱重作業(yè)時(shí)間需要增加至系統(tǒng)工作時(shí)間內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的效率仍然會(huì)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(jī)大臂前部距翻車機(jī)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(rèn)為在車鉤前部距翻車機(jī)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(duì)最優(yōu)化的。

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

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

方案3對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)也存在著人工摘鉤位距重調(diào)機(jī)接車位置較遠(yuǎn)，不便于觀察重調(diào)機(jī)接車時(shí)的掛鉤情況，需要增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度來確保設(shè)備安全。

綜上所述，在翻車機(jī)系統(tǒng)入口布置軌道衡，對(duì)翻車機(jī)系統(tǒng)的效率會(huì)產(chǎn)生一定的影響，而各種不同的布置形式對(duì)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(jī)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(duì)效率的影響最小，設(shè)備達(dá)到最優(yōu)化的效率。

此外，這樣的布置形式僅對(duì)單車翻車機(jī)適用，對(duì)于雙車翻車機(jī)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(dòng)態(tài)軌道衡。

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