顏春雷

（永春縣呈祥鄉(xiāng)社會事務(wù)服務(wù)中心，362609，福建泉州）

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出及推進(jìn)，有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。發(fā)展水果、茶葉產(chǎn)業(yè)，是部分地區(qū)脫貧攻堅的關(guān)鍵方向，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展壯大的重要力量，有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增加了農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入，同時實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)和鄉(xiāng)村地區(qū)的脫貧。隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展趨勢的不斷加快，越來越多青壯年人群選擇進(jìn)城務(wù)工以獲得經(jīng)濟(jì)收益，農(nóng)村地區(qū)的人口主要以老年人為主，勞動力短缺情況較為嚴(yán)重，山地地區(qū)果園及茶園管理中急需機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械化生產(chǎn)，解決農(nóng)村人口不足所造成的勞動力短缺問題。大部分果園及茶園建在丘陵地區(qū)，坡度較大，作業(yè)難度也大。軌道運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用，則能夠有效解決生產(chǎn)中環(huán)境不利造成的運(yùn)輸困難問題，雖然在軌道運(yùn)輸機(jī)相關(guān)方面的研究時間并不長遠(yuǎn)，但是雙軌運(yùn)輸機(jī)及單軌運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用均取得了一定的成效，對于山地地區(qū)果園及茶園生產(chǎn)效率的提升和勞動力的節(jié)約均起到了重要的促進(jìn)作用。在實(shí)際使用中需要進(jìn)一步明確雙軌運(yùn)輸機(jī)及單軌運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用要求、使用維修要點(diǎn)，幫助農(nóng)戶更為科學(xué)高效地實(shí)現(xiàn)山地果園及茶園的機(jī)械化收獲和運(yùn)輸。

1 雙軌運(yùn)輸機(jī)及其結(jié)構(gòu)原理

牽引式雙軌運(yùn)輸機(jī)在山地果園及茶園中的應(yīng)用較為常見，該機(jī)具主要依靠鋼絲繩來牽引滑車，載物之后可按照已經(jīng)鋪設(shè)好的軌道進(jìn)行物品運(yùn)輸。按照運(yùn)輸機(jī)牽引力的不同，可以分為雙向牽引、變軌牽引、固定牽引及可拆卸牽引。雙軌運(yùn)輸機(jī)對于坡地環(huán)境的適應(yīng)性較好，在運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性較高，載物力量較大。運(yùn)輸機(jī)的作業(yè)環(huán)境較為特殊，工作壓力比較大，鋼絲繩在作業(yè)過程中可能會由于受力過大而出現(xiàn)斷裂情況，若鋼絲繩斷裂，則會導(dǎo)致載物車溜車。針對這一不良現(xiàn)象需要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化處理，為了能夠提高雙軌運(yùn)輸機(jī)牽引的穩(wěn)定性及安全性，可設(shè)置和安裝機(jī)械式斷繩制動裝置，通過ADAMS（機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析）虛擬樣機(jī)分析軟件的應(yīng)用來進(jìn)行碰撞試驗，明確制動時間接觸點(diǎn)、觸碰回彈距離等，從而不斷進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，降低脫軌情況的發(fā)生。制動實(shí)驗的成功率較高，已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期水平，但是在實(shí)際應(yīng)用方面仍然存在一定問題。首先是鋼絲繩斷繩位置，會對制動桿的制動情況產(chǎn)生影響[1]。其次，該設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸對于制動桿的制動質(zhì)量產(chǎn)生的干擾也比較顯著，因此可通過單向牽引式雙軌運(yùn)輸機(jī)摩擦制動裝置的設(shè)置，進(jìn)一步提升制動質(zhì)量和成功率，且制動振幅及制動時間也會隨之優(yōu)化。

卷揚(yáng)機(jī)的啟動速度及啟動時的曲線狀態(tài)，將會對運(yùn)輸機(jī)的牽引性能和牽引力度產(chǎn)生影響，梯形折線式速度曲線是目前較為常用的卷揚(yáng)機(jī)啟動速度類型，此類速度曲線的過渡位置并不平整，將會對提升機(jī)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，就容易出現(xiàn)斷繩的情況。為了能夠滿足山地果園及茶園所應(yīng)用軌道運(yùn)輸機(jī)的牽引速度曲線要求，可對其牽引系統(tǒng)進(jìn)行試驗分析，通過動力學(xué)研究，開展仿真模擬實(shí)驗，通過鋼絲繩的承載力試驗，進(jìn)行速度曲線的調(diào)整和分析，能夠有效提升運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行時的安全性及穩(wěn)定性，能夠減少鋼絲繩因受沖擊而受損的情況[2]。

2 單軌運(yùn)輸機(jī)及其結(jié)構(gòu)原理

單軌運(yùn)輸機(jī)能夠在地形復(fù)雜的環(huán)境中，完成大部分果實(shí)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用物資的運(yùn)輸。根據(jù)其動力類型，可分為電池驅(qū)動型單軌運(yùn)輸機(jī)和發(fā)動機(jī)驅(qū)動型單軌運(yùn)輸機(jī)；按照其行走方式，可以分為牽引式單軌運(yùn)輸機(jī)和自走式單軌運(yùn)輸機(jī)。目前應(yīng)用效果較好、優(yōu)勢較為顯著的類型是鋼絲繩電動牽引式單軌運(yùn)輸機(jī)和以汽油機(jī)為動力的自走式單軌運(yùn)輸機(jī)兩種。上述兩類運(yùn)輸機(jī)的優(yōu)勢，主要是在作業(yè)時可以曲線運(yùn)行，能夠根據(jù)山地的地形變化彎折鋪設(shè)軌道，即便拐彎處比較多或者高低差距比較大，也能夠滿足安裝要求，且在作業(yè)過程中無需進(jìn)行電纜的鋪設(shè)，成本投入較低且工作效率較高[3]。不管是大坡度的果園、茶園，還是小坡度的果園、茶園均可進(jìn)行應(yīng)用，能夠滿足較長距離的轉(zhuǎn)運(yùn)。鋼絲繩牽引的電動式單軌運(yùn)輸機(jī)在控制方面更為簡單便捷，可雙向牽引，作業(yè)效率更高，無需進(jìn)行規(guī)范道路的建設(shè)，可在較為高低不平的復(fù)雜地形條件下進(jìn)行作業(yè)，避免因運(yùn)輸而對原地進(jìn)行大規(guī)模的改造和調(diào)整，有助于減弱環(huán)境負(fù)荷。此類運(yùn)輸機(jī)對于坡度的適應(yīng)性較好，爬坡性能比較優(yōu)良，操作簡單，較容易進(jìn)行控制，對于各類環(huán)境的適應(yīng)能力均比較好，且具備較為顯著的防側(cè)翻功能，載重能力也有明顯提升，靈活性較好。以汽油機(jī)為動力的自走式單軌運(yùn)輸機(jī)速度能夠達(dá)到2.52 km/h，最高的運(yùn)輸質(zhì)量能夠達(dá)到200 kg，最大的適應(yīng)坡度能夠達(dá)到45°，能夠有效降低作業(yè)過程中的人工投入和費(fèi)用。起始點(diǎn)及終點(diǎn)位置均可進(jìn)行作業(yè)的操控，可自主進(jìn)行隨時停車。在鋪設(shè)軌道時可根據(jù)園地的地貌及地形狀態(tài)進(jìn)行路線的設(shè)計，無需對原本的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，能夠根據(jù)園地環(huán)境，進(jìn)行路線的調(diào)節(jié)和新路線的開辟，可多次應(yīng)用。軌道與地面的距離比較小，貨物的安裝及卸載較為便捷，可通過手動操作桿進(jìn)行操作控制。結(jié)構(gòu)簡單，主要分為載物臺和牽引車，牽引車提供動力，能夠控制載物臺行動，載物臺的運(yùn)行軌道為50 mm×50 mm的輕軌，牽引車則具有驅(qū)動齒輪，其與軌道的齒輪可以相互嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)載物臺的運(yùn)行。軌道與地面之間的間隙一般在30 cm 左右，單軌運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際運(yùn)輸作業(yè)時，可以通過手動操作的方式任意控制其運(yùn)行及停止，運(yùn)行至終點(diǎn)時，可以通過自動停車桿的操作進(jìn)行行車控制。設(shè)置有緊急制動器和限速器，坡度較大仍然能夠保證運(yùn)行的安全通暢。如在滿載狀態(tài)下下坡行駛，一旦車速超過額定速度，便會觸發(fā)限速器動作來控制運(yùn)行速度，保證運(yùn)行安全；一旦限速器失效，下坡速度達(dá)到其額定速度的2 倍以上，便會觸發(fā)緊急制動器動作，實(shí)現(xiàn)緊急制動[4]。

3 安裝與調(diào)整

3.1 安裝前準(zhǔn)備

在軌道運(yùn)輸機(jī)安裝之前，需要對安裝地的現(xiàn)場情況進(jìn)行全面的考察，并規(guī)劃安裝方案。在考察時需確保當(dāng)?shù)丨h(huán)境符合運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行要求，出發(fā)地盡可能與道路持平，并且需要進(jìn)行牽引車及臺車庫房的建造，以保障軌道運(yùn)輸機(jī)在停止運(yùn)行時牽引車及臺車能夠具有優(yōu)良的存放環(huán)境。需根據(jù)山區(qū)環(huán)境進(jìn)行安裝計劃線路圖的規(guī)劃，了解不同路段的傾斜程度及地質(zhì)類型，根據(jù)計劃路線圖，進(jìn)行實(shí)際路線路徑的計算并進(jìn)行障礙物、埋設(shè)物的標(biāo)注，以及支撐元件、輔助材料、軌道用量的計算。明確各類材料的使用數(shù)量之后，需要準(zhǔn)備材料和各類輔助用具，軌道及其螺栓、螺母等重要連接部件需要進(jìn)行鍍鋅處理，避免在后期使用過程中出現(xiàn)銹蝕情況。需根據(jù)各階段軌道的修建要求和材料用量情況，進(jìn)行材料堆放點(diǎn)的預(yù)估，準(zhǔn)備相關(guān)工具，比如發(fā)電機(jī)、電焊機(jī)、液壓包裝機(jī)、水平調(diào)節(jié)機(jī)、電鉆、材料切割器等各類設(shè)施設(shè)備，保障軌道鋪設(shè)時不會因為材料及工具缺失而影響施工速度[5]。

3.2 軌道安裝

在軌道安裝時，需要確定軌道及牽引的方向，確保行駛方向與軌道的連接方向一致，牽引車前進(jìn)方向與軌道安裝方向完全相同。在軌道安裝時需考慮以下三項內(nèi)容。首先是軌道的安裝高度，地面與軌道的安裝距離如不超過30 cm，則可使用立桿進(jìn)行安裝，如距離在30～100 cm，則需要進(jìn)行輔助桿件的搭配安裝[6]。其次，需要對軌道的最小轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行重點(diǎn)注意，如使用彎曲機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)置，需確保末端軌道無凸起情況。最后，需要控制好最大的傾斜角度，不同運(yùn)輸機(jī)的最大傾斜角度要求也是不同的，在急轉(zhuǎn)彎處也需要保證自然過渡，可通過角度儀、水平儀的搭配應(yīng)用，對傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。運(yùn)輸機(jī)控制站在安裝時，需要通過角度儀進(jìn)行起點(diǎn)和終點(diǎn)角度的測量，盡可能降低最大傾斜角。

在軌道安裝時，需保證軌道各個部位的水平情況，如在安裝時軌道處有巖石等物體阻礙，需確保軌道與巖石的穩(wěn)定接觸，可根據(jù)土層情況規(guī)劃安裝止沉盤，需保證支柱垂直安放，支柱固定在土地中之后，需將其多余部分切除。軌道連接處的連接是否緊密，對于軌道的安全運(yùn)行是非常重要的，在軌道連接處掛放連接掛鉤，保證主軌道與連接口之間的連接堅固。支柱中需要放置U 形環(huán)，并確保支柱打入地下的深度在70 cm 以上，之后安裝并擰緊固定止沉盤。使用U 形環(huán)對輔助支柱及主支柱進(jìn)行連接固定，軌道安放之后，需要進(jìn)行扭曲校正，先用插入校正器的方式來確保軌道之間及急轉(zhuǎn)彎處的穩(wěn)定性，后續(xù)可使用水平儀對扭曲的軌道進(jìn)行進(jìn)一步的檢測及校正處理[7]。

3.3 支撐機(jī)構(gòu)安裝

支撐機(jī)構(gòu)的主要部件為連接掛鉤、輔助支柱、主體支柱及止沉盤等。在支柱安裝時，先要在軌道的前側(cè)延伸方向的右方安裝連接掛鉤，之后每間隔1 m 打入1根支柱，并且在確保軌道水平的前提下進(jìn)行固定，確保支柱彈簧墊及螺栓的可靠擰緊。安裝支柱時需保證其與巖石接觸，但是不同地區(qū)的土層條件不同，也無法完全確定每一根支柱均有巖石作為固定點(diǎn)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放置止沉盤，避免軌道在應(yīng)用過程中出現(xiàn)下沉情況。支柱在向土層內(nèi)進(jìn)行夯實(shí)固定時，要求其埋入深度不應(yīng)少于70 cm，支柱與地面及軌道均保持垂直狀態(tài)。若情況特殊，也可以傾斜打入固定，但應(yīng)與軌道前后方向傾斜，切不可與軌道左右交叉傾斜，以避免支柱固定質(zhì)量受損[8]。在安裝時還需重視以下幾項要求。首先，輔助支柱切不可與軌道的制動器、滾珠有所接觸，且齒輪下方30 cm 左右的位置需要保持懸空。其次，U 形環(huán)的開口應(yīng)與軌道方向相反，且不可將其安裝在滾珠位置。其次，為了避免軌道在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)左右晃動的情況，需打入輔助支柱用以控制，保證軌道在外力作用下左右晃動距離不超過3 mm。最后，止沉盤的安裝對于軌道穩(wěn)定性的控制也是非常重要的，止沉盤是能夠有效穩(wěn)固軌道較為關(guān)鍵的支撐機(jī)構(gòu)，切不可裸露在地面，避免影響到止沉質(zhì)量。

4 操作要點(diǎn)

軌道運(yùn)輸機(jī)的操作人員需要具備專業(yè)的操作能力，遵守相關(guān)操作要求，全面掌握機(jī)具的性能、操作要點(diǎn)及緊急處理要求，不熟悉機(jī)具的人員切不可進(jìn)行操作。在運(yùn)輸機(jī)啟動之前，需要做好檢查工作。確保各個部位的連接緊密，油管密封良好，需對液壓油的密封情況進(jìn)行檢查，確認(rèn)無漏油情況。檢查各個按鈕的靈敏程度及操作情況，由專人操作，熄火時也需要做好制動檢查，確保各部件鎖定緊固。檢查軌道的連接穩(wěn)定性，確保軌道運(yùn)行區(qū)域內(nèi)未有障礙物放置。在運(yùn)輸作業(yè)時，嚴(yán)禁任何與作業(yè)無關(guān)的人員靠近軌道或者機(jī)具。作為操作人員應(yīng)具有較強(qiáng)的安全意識，在操作過程中做好自我保護(hù)及機(jī)具的科學(xué)操控。在機(jī)具熄火之后要進(jìn)行檢查和調(diào)整，如有故障出現(xiàn)，應(yīng)由專業(yè)的維修人員進(jìn)行軌道及運(yùn)輸車輛的拆卸維修，切不可盲目進(jìn)行操作。

5 維護(hù)保養(yǎng)

軌道運(yùn)輸機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作開展情況也會對其應(yīng)用質(zhì)量及安全性產(chǎn)生影響。在軌道運(yùn)輸車維護(hù)保養(yǎng)時，需要在平坦的地點(diǎn)進(jìn)行，且需保證發(fā)動機(jī)完全關(guān)停，若需對機(jī)具防護(hù)罩內(nèi)部溫度較高或者旋轉(zhuǎn)速度較快的位置進(jìn)行檢查或者調(diào)整，要保證發(fā)動機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動，避免在拆開或者檢查維修時出現(xiàn)受傷情況。應(yīng)在發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)5 min 左右后將其關(guān)停，發(fā)動機(jī)停止0.5 h 左右后，再將安全防護(hù)罩打開，確認(rèn)保養(yǎng)及檢查部位的溫度已下降至適宜水平，不會出現(xiàn)燙傷情況，方可進(jìn)行檢查和維修操作。軌道運(yùn)輸機(jī)首次使用100 h 后，需要更換機(jī)油，后續(xù)累計使用每間隔1 000 h 更換一次機(jī)油。作業(yè)每間隔200 h 需檢查空氣濾清器，確保無堵塞情況，如有堵塞需要及時進(jìn)行清理或更換。若長時間停止作業(yè)，則需將軌道運(yùn)輸車輛停放在通風(fēng)干燥的環(huán)境下，避免降雨或者空氣過于潮濕導(dǎo)致機(jī)具受損。