高志航，趙瑞營，陳 藝，季蘇丹，姚 倩，陳光旭，張 淑

1.無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035) 2.鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司 (鄭州 450053)

自改革開放以來，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，曾經(jīng)土地肥沃的長三角和珠三角等傳統(tǒng)的糧食主產(chǎn)區(qū)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)城，成為全國最大的糧食主銷區(qū)和流入地。與此相對，東北地區(qū)由于在商品糧基地建設(shè)、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、水利設(shè)施完善等方面得到極大提升，成為全國最大的糧食主產(chǎn)區(qū)和輸出地。由于南方地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、人口凈流入、城鎮(zhèn)化率較高、經(jīng)濟增長拉動消費水平提高以及畜牧業(yè)、飼料工業(yè)的發(fā)展等因素，糧食需求增加，推動形成“北糧南運”格局，促進糧食區(qū)域供求平衡?！笆濉蔽锪靼l(fā)展規(guī)劃中每年“北糧南運”物流通道中東北糧食外運量大約5 000萬t，其中約10%即500萬t是通過集裝箱外運的，這一比例還在呈現(xiàn)上升趨勢。運輸過程中全程使用集裝箱裝運，可以實現(xiàn)“門到門”運輸，減少中間裝卸環(huán)節(jié)，避免了二次裝卸的中轉(zhuǎn)損失，同時因為集裝箱的密封性，也改善了糧食運輸途中發(fā)霉、變質(zhì)的現(xiàn)象。

在散糧集裝箱運輸過程中的卸箱環(huán)節(jié)，存在散糧卸箱技術(shù)裝備落后、工藝不匹配、作業(yè)效率低等問題，通過對大型糧食物流點的散糧集裝箱卸糧接收系統(tǒng)工藝技術(shù)研究，一種新型的散糧集裝箱多工位集中卸箱站可以解決以上問題，且具有提高卸糧效率減少糧食損耗等特點。本文主要研究新型散糧集裝箱多工位集中卸箱站的工作原理及結(jié)構(gòu)、示范應(yīng)用。

1 工作原理及結(jié)構(gòu)

1.1 工作原理

該裝置將行車和集裝箱吊具組合，以卷揚機控制吊具四個吊點的升降高度，將集裝箱置于傾斜的位置，進而進行卸糧作業(yè)；在地面設(shè)置卸糧坑以及避塵格柵，卸糧坑下面連接輸送設(shè)備，將糧流輸送走，完成高效集裝箱卸箱作業(yè)；行車可左右和前后移動，滿足多工位作業(yè)。

1.2 結(jié)構(gòu)

設(shè)備包括行車、吊具、控制系統(tǒng)等，行車可以沿設(shè)置在兩端的導(dǎo)軌進行移動；行車上面有兩臺小車，小車上設(shè)置有四臺卷揚機，卷揚機與吊具的四角的吊點相連接；小車可以沿行車上面的軌道進行移動。卷揚機帶動吊具的四角做升降移動，四臺卷揚機可以整體聯(lián)動，也可以兩兩聯(lián)動，小車也可以聯(lián)動及點動。集裝箱吊具四個轉(zhuǎn)鎖為電動轉(zhuǎn)鎖，四個轉(zhuǎn)鎖裝置聯(lián)動在一起開關(guān)。散糧集裝箱多工位集中卸箱站結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

注：1.行走小車；2.行走大車；3.導(dǎo)軌；4.吊具；5.集裝箱；6.鋼絲繩。圖1 多工位集中卸箱站結(jié)構(gòu)示意圖

1.2.1行車

行車為雙梁橋式起重機，選用A4工作等級，起重量為(QE16+16) t，主要由金屬結(jié)構(gòu)、大車運行機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、起升機構(gòu)和電氣裝置等組成，在工字鋼軌道上運行，重物掛在起升機構(gòu)上。外形像一個兩端支承在平行的兩條架空軌道上平移運行的單跨平板橋。行車主梁采用蜂窩梁設(shè)計，內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用的鋼銷或螺栓連接，具有牢固可靠，組裝時間短，自重輕，負(fù)荷大，抗風(fēng)能力強等特點。

1.2.2吊具

吊具為長方形框架鋼結(jié)構(gòu)，與20尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸相適應(yīng)，在四角設(shè)置有集裝箱轉(zhuǎn)鎖，采用遙控控制，并通過傳動機構(gòu)控制轉(zhuǎn)鎖旋轉(zhuǎn)，達到自動化控制吊具與集裝箱的鎖緊或放開的功能。吊具通過鋼絲繩與設(shè)置在行車上的起升機構(gòu)進行鉸接，通過起升機構(gòu)的升降，達到吊具水平升降或者傾斜的目的，以此進行集裝箱的傾斜或翻轉(zhuǎn)，再配合大車和小車的行走機構(gòu)，達到方便進行集裝箱卸糧作業(yè)的目的。

1.2.3控制系統(tǒng)

多工位集中卸箱站包含多個運行機構(gòu)，因集裝箱卸糧作業(yè)的特殊性，在作業(yè)過程中有時需要聯(lián)動，有時需要單動。為方便作業(yè)人員操作，項目組經(jīng)多次研討，確定采用地操+遙控的形式對各個控制點位進行合理的設(shè)計和布局。

控制系統(tǒng)的功能設(shè)計如下：在卸箱站對箱的過程中，先移動行車的操作按鈕，小車處于聯(lián)動狀態(tài)；待行車基本對位后，將操作按鈕控制小車單動，移動對準(zhǔn)集裝箱；然后將四臺卷揚機調(diào)整到聯(lián)動狀態(tài)，操作升降按鈕，升降吊具；待吊具和集裝箱到位后，操作吊具轉(zhuǎn)鎖按鈕，將吊具轉(zhuǎn)鎖和集裝箱鎖緊；然后將卷揚機調(diào)整到兩兩聯(lián)動狀態(tài)，此時可以操作集裝箱非箱門一側(cè)按鈕起升吊具，使集裝箱完成傾斜動作，實現(xiàn)卸箱作業(yè)。系統(tǒng)配置有急停和停止按鈕，以防止出現(xiàn)緊急情況。

1.2.4其他部件

卷揚機、電動機、導(dǎo)軌、鋼絲繩、滑輪組、接近開關(guān)等屬于外購產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品的要求選型。

1.3 工作參數(shù)

設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 多工位集中卸箱站主要參數(shù)

1.4 工作過程

汽車開至吊具下方；工作人員操作行走大車、行走小車，帶動吊具移動，對準(zhǔn)集裝箱；對齊集裝箱后，操作鎖緊裝置鎖緊集裝箱；確保集裝箱鎖緊后，操作卷揚機構(gòu)升起，然后操作行走大車，將集裝箱移至卸箱位置；操作卷揚機構(gòu)降落集裝箱，將集裝箱放至卸糧坑地面上方，打開集裝箱門，讓糧食自流；待糧食自流完畢后，將集裝箱門保持開啟并固定，起升卷揚機構(gòu)提起集裝箱的一側(cè)，開始卸糧；卸糧完畢后，落下集裝箱，關(guān)閉集裝箱門，將集裝箱放回至汽車上。

2 應(yīng)用及特點

項目組在完成研發(fā)工作后，在南方某糧食物流港口進行散糧集裝箱多工位集中卸箱站的試制工作，本次試制的多工位集中卸箱站采用土建梁上方直接安裝設(shè)備的模式。試制了軌道、吊具、電氣控制系統(tǒng)等，行車采用與企業(yè)結(jié)合的定制模式進行制造。

該裝置安裝調(diào)試周期較長，主要是控制系統(tǒng)調(diào)試，由于設(shè)備包含多個運行機構(gòu)，如何保證各個運行機構(gòu)的有效配合是提高運行效率的關(guān)鍵。為了最大限度的提高作業(yè)效率，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的流程，優(yōu)化各個運行機構(gòu)的運行速度，調(diào)整每個自鎖裝置、行走限位裝置、電氣保護裝置等各個安全防護裝置的位置及靈敏度等，通過地操+遙控的形式對各個控制點進行自動化控制。從實際使用效果來看，既實現(xiàn)了高效卸糧作業(yè)，又保證了良好的運行安全性。

該裝置具有以下優(yōu)點：可以不占用地面空間，可以滿足自卸車、集裝箱車、散糧汽車在卸糧坑的卸糧；集裝箱車到達作業(yè)位置后，不需頻繁調(diào)整位置，吊具跟隨行車移動，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)對箱，作業(yè)效率高；不需要正面吊、自卸車等來輔助集裝箱車卸箱，大幅減少投資；多工位設(shè)計，可以使集裝箱車開進卸箱站后，不需要開進、開出、移位給卸糧坑挪出位置等進行卸糧，提高效率的同時，減少指揮人員和保證作業(yè)人員安全；基于智能控制、電液控制技術(shù)，實現(xiàn)集裝箱高效移位、集裝箱高效翻轉(zhuǎn)卸糧，再加上獨特的多工位卸箱工藝設(shè)計，大幅提高集裝箱卸糧效率2倍以上，同時降低集裝箱的卸箱成本。

3 結(jié)束語

當(dāng)前我國糧食現(xiàn)代物流通道不斷完善，集裝箱散糧運輸由于機械化作業(yè)效率高、降低包裝成本、密閉性好等優(yōu)點，越來越多的糧食產(chǎn)銷區(qū)的大型物流節(jié)點、中轉(zhuǎn)庫、港口庫等采用集裝箱散糧運輸，且所占比例呈現(xiàn)逐年提高的趨勢。

散糧集裝箱多工位集中卸箱站可以有效解決散糧集裝箱卸糧作業(yè)效率低、作業(yè)成本高、糧食損耗高等問題，對促進我國散糧集裝箱運輸物流技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，增強國家對糧食市場的應(yīng)急調(diào)控能力，具有一定的經(jīng)濟和社會效益。