敞車裝載散裝貨物機(jī)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(yùn)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(dòng)強(qiáng)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(tuán)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(jī)。本文主要分析貨運(yùn)列車作業(yè)工況、平整質(zhì)量需求，并說明貨運(yùn)列車散裝貨物平整的解決方案及功能、特點(diǎn)。

0.引言

據(jù)中鐵總的統(tǒng)計(jì)顯示2018年國(guó)家鐵路完成貨物發(fā)送量45.52億噸，同比增長(zhǎng)3.2%，增運(yùn)2.69億噸，在鐵路散裝貨物運(yùn)輸量不斷增加、貨物列車運(yùn)輸速度提升，車量轉(zhuǎn)運(yùn)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(duì)散裝貨物進(jìn)行平整作業(yè)并不能滿足日益提高的運(yùn)量增長(zhǎng)的需求。人工平整存在明顯的缺點(diǎn)：工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；粉塵對(duì)工人健康的影響大、高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理難度較大。并且人工平整對(duì)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(jī)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的作業(yè)管理、降低勞動(dòng)力成本、減少對(duì)人力資源的依賴度，提出了一個(gè)較好的解決方案。

1.鐵路貨運(yùn)站典型工況及需求特點(diǎn)

以凱里車務(wù)段福泉站為例，該站平均每天裝載2列貨運(yùn)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(dòng)強(qiáng)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(chǎng)管理難度大。因此需要一種設(shè)備能夠降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高作業(yè)效率、安全運(yùn)行、便于設(shè)備管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控的機(jī)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(yùn)行技術(shù)條件對(duì)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(jiǎn)易、安全、高效的機(jī)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(duì)鐵路貨物對(duì)貨物平整的工況要求，利用既有設(shè)備、結(jié)合裝載機(jī)具有行走牽引力大、動(dòng)臂舉升高、傾翻載荷大、行駛平穩(wěn)、行走速度易于控制、動(dòng)作靈活、移動(dòng)性好的特性，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的聯(lián)合調(diào)研和分析，我們選擇CLG862H輪式裝載機(jī)作為基礎(chǔ)機(jī)型，開發(fā)出平整專用裝載機(jī)，以滿足車輛內(nèi)散貨平整的需求。該平整專用裝載機(jī)通過在工作裝置配置具有多種動(dòng)作功能的平整板，沿著車輛內(nèi)部水平移動(dòng)進(jìn)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(jī)的平整操作

①行駛專用裝載機(jī)在靠近列車時(shí)，動(dòng)臂舉升高于車輛，調(diào)整專用裝載機(jī)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(duì)平整時(shí)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(dòng)平整板在合適的角度；⑥掛前進(jìn)一檔勻速行駛，既要使裝載機(jī)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(dòng)臂收縮平整板，再將機(jī)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(jī)，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(shí)掌握平整情況，倒退時(shí)，遇到障礙物倒車?yán)走_(dá)有聲光報(bào)警提醒司機(jī)。

3.專用平整裝載機(jī)的應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過在福泉站站進(jìn)行兩個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，該平整專用裝載機(jī)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(jī)的平整效果

2.3 專用平整裝載機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：

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(shí)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(yán)寒酷暑，風(fēng)霜雨雪，作業(yè)能力穩(wěn)定持久。同時(shí)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(duì)鐵路站臺(tái)改造，大大降低投入成本；

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

⑤使用該設(shè)備可以在不同鐵路站場(chǎng)應(yīng)用，移動(dòng)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(shí)間、地點(diǎn)、燃油消耗、故障情況、維護(hù)保養(yǎng)提醒，降低運(yùn)營(yíng)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(jī)上，實(shí)時(shí)觀察作業(yè)狀態(tài)，并將信息進(jìn)行存儲(chǔ)，便于生產(chǎn)及安全管理；

⑧安全性高，該設(shè)備擁有倒車?yán)走_(dá)報(bào)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(jī)的組成結(jié)構(gòu)及功能

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

4.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)：采用國(guó)三排放的廣康發(fā)動(dòng)機(jī)，更加適合工程機(jī)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(dòng)換擋，無需KD鍵，操作簡(jiǎn)潔、高效；驅(qū)動(dòng)橋采用重載干式橋，橋制動(dòng)器外移，分體夾鉗，維護(hù)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(dòng)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(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)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(hù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jìn)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(xiàng)動(dòng)作

圖4 平整板先導(dǎo)控制手柄與動(dòng)作切換開關(guān)

4.4 制動(dòng)系統(tǒng),采用氣頂油行車制動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)

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

圖5 平整裝置

平整板可以順時(shí)針最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度90度，逆時(shí)針最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度45度；滿足各方向平整要求和精細(xì)化操作，多方向動(dòng)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(jī)對(duì)集裝箱貨物平整

5.結(jié)束語：

平整專用裝載機(jī)針對(duì)火車站場(chǎng)散裝物料平整的需求特點(diǎn)，提供了一個(gè)很好的解決方案，滿足了火車貨運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)高效，信息化管理、安全運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)要求。C