翻车机卸车系统的现状及发展    返回散料机械技术论文 返回首页

王金福 

摘要: 结合翻车机卸车系统的现状，对翻车机卸车系统的发展进行了介绍。

Abstract: By the description of current car handling system status, introduce the developing of car handling system.

1  翻车机卸车系统的现状：

以往，为了将煤矿中的燃煤运往港口等处，主要采用底开车的办法，底开车的下部为漏斗， 漏斗的角度一般为50~70°。为了能将底开车中的煤等散料，尤其较粘稠的散料卸出，一般采取将底开车漏斗角度加大的方式，但这将导致底开车容积的减小。随着各运煤点的效率的提高，底开车效率低的缺点越来越突出。

回转式翻车机的翻卸角度一般能达到175°，可以方便迅速地将敞车内的散料卸出，翻车机及其调车系统还拥有效率高、造价低、可实现自动化控制等优点。因此，目前翻车机卸车系统越来越成为散料转运的重要工具，被广泛地应用在港口、钢厂及电厂等处。

目前国际上主要有Metso Minerals（以前的Svedala/Strachan&Henshaw）公司、ThyssenKrupp公司及Heyl&Patterson公司设计制造翻车机卸车系统。在并入Metso Minerals 及 Svedala前，Dravo wellman 公司也设计制造翻车机。近年来，在我们国内可以看到的国外设计的翻车机卸车系统有：英国Strachan&Henshaw 公司：青岛前湾港二套、天津南疆港二套、山东日照港二套双车翻车机卸车系统；秦皇岛港煤四期、五期共五套三车翻车机卸车系统。

美国Dravo wellman公司： 河北沙岭子电厂一套双车翻车机卸车系统；秦皇岛港煤三期二套三车翻车机卸车系统。

　　　德国Tyssen Krupp 公司：天津黄骅港一期、二期共六套双车翻车机卸车系统；神华天津港三套双车翻车机卸车系统。　

　　　近年来，随着社会的飞速发展，翻车机在散料卸车中的作用越来越大，市场对翻车机卸车系统的要求越来越高，出现了大量效率高、功能完善、具有创意的翻车机卸车系统，翻车机卸车系统正经历着一场变革。

2，作业效率越来越高的翻车机卸车系统：

　　为了尽可能创造出更大的效益，市场要求能提供出效率更高的翻车机卸车系统。为了获得更高的作业效率，一般采用如下办法：

2..1.增加翻车机翻卸的车辆数。

　　为了提高翻车机卸车系统的效率，最直接的办法是增加翻卸车辆的数量。近年来，国外各公司纷纷设计制造了一次能翻卸两节敞车的双车翻车机，一次能翻卸三节敞车的三车翻车机。这种方案的优点为可简单地实现效率的提高，但设备造价也相应大幅提高。

2.2提高翻车机的循环速率。

　　增加翻车机卸车系统效率的另一个办法是提高卸车系统在单位时间内的循环次数。

增加循环次数的主要办法有:

1)采用“C”形结构端环的翻车机用于翻卸需解列作业的混编敞车列。

  采用“C”形端环的翻车机同拨车机配合作业，可以保证拨车机大臂带车穿过翻车机，实现稳定的调车作业，进而保证卸车效率。近年来，这种卸车方式已越来越多地成为翻卸混编列车的主选设备。由于翻车机的端环采用了敞口结构，翻车机的钢结构需要具有较强的刚度。

2) 采用专用的铁路车辆。

　　在国外，散料专用线的车辆大多为具有旋转车钩可以不摘钩作业的敞车，这种车辆的车钩可以旋转，由于不需要摘钩作业，可以节省大量的摘钩作业调车的时间，进而可大幅度提高卸车系统的作业效率。由于专用车辆的长度为定值，这种翻车机很难对混编车辆进行作业。

3) 提高卸车系统各设备的动作速度及采取大功率、高速度的设计方案。这种设计方案可以在一定范围内有效地提高翻车机卸车系统的作业效率，但，其效率的提高受到拨车机牵引车辆速度的限制。

当牵引加速度达到一定值时，容易引起设备及车辆的损坏。

4) 增加设备，缩短各设备的作业时间。

　　这种办法往往会增大设备的投资。

　　为了尽可能提高卸车效率，以上方法往往组合使用。

　　现在在国外采用最多的提高卸车效率的办法为：采用可翻卸不解列敞车的办法，及提高各设备的作业周期。各国、各公司具体的翻车机卸车系统的实施例如下：

a) 美国Dravo wellman 公司的翻车机卸车系统：

　　图1所示的为美国Dravo wellman 公司为我国河北沙岭子电厂设计的“C”形双车翻车机，此种翻车机与1989年左右投入使用。

　　翻车机与一个拨车机联用，形成贯通式翻车机卸车系统（见图2）， 拨车机的驱动功率为：4x45kW，牵引车辆为50节重车。

　　作业过程为：拨车机牵引车列前行至定位后，人工摘钩，拨车机牵引2节重车入翻车机并将2节空车推走，当2节重车在翻车机内定位、拨车机离开后，翻车机卸车。卸车系统的效率约为2x25节/小时。

图1

1，转子钢结构；2，压车装置；3驱动装置；4，靠板装置；5，拖辊装置

图2

1，夹轮器；2，拨车机；3，翻车机

b) 德国Tyssen Krupp公司的翻车机卸车系统：

　　图3所示的为德国Tyssen Krupp公司为我国黄骅港设计的“C”形双车翻车机。其中的最早的一台于2001年投入使用。翻车机配合一个拨车机及一个推车机使用，形成一种翻车机卸车系统（见图4），拨车机的驱动电机功率为6x110kW，牵引车列为72节重车。卸车系统的作业过程为：由拨车机将车列拉到定位点，人工摘钩，拨车机将2节重车牵引至定位点，然后拨车机返回准备下一个循环；推车机同在定位点的2节车辆连挂，推车机牵引2节重车入翻车机并将翻车机内的空车推出，推车机离开后，翻车机翻卸作业。由于采用了接力作业的方式及采用大功率驱动的方案，此种翻车机卸车系统的卸车效率已达到2x33节/小时。

图3

1，转子钢结构；2，靠板装置；3，托辊装置；4，压车装置；5驱动装置

图4

1，夹轮器Ⅰ；2夹轮器Ⅱ；3，夹轮器Ⅲ；4，拨车机；5，翻车机；6，推车机；7，夹轮器Ⅳ

c) 英国S&H公司的翻车机卸车系统：

　　图5所示的为英国Strachan&Henshaw公司为我国秦皇岛港煤四期工程设计的“O”形三车翻车机，用于翻卸回转敞车。于1995年投入使用。翻车机同拨车机一同使用形成卸车系统（见图6）。

　　同此种翻车机配套使用的拨车机的驱动功率达8x75kW， 牵引车列为100节重车。作业时，整列敞车不需解列，由拨车机牵引整列车前进，当其中的三辆车进入翻车机后，翻车机夹紧卸车。

　　这种配合拨车机使用的三车翻车机的作业效率为3x27节/小时左右。

　　现正在施工的秦皇岛煤五期工程，也采用了同样结构的翻车机卸车系统。

　　采用这种作业方式的翻车机由于不需要摘钩作业，可节约大量的时间，进而大大地提高了卸车效率。目前，在国外的有关港口等处，大量采用这种方式进行卸车作业。

由英国Strachan&Henshaw公司设计的在加拿大使用的用于翻卸铁矿的不解列敞车列用双车翻车机的卸车效率已高达2x48节/小时。

图5

1，转子钢结构；2，压车装置；3托辊装置；4靠板装置；5驱动装置

图6

1，夹轮器Ⅰ；2夹轮器Ⅱ；3，翻车机；4，拨车机；5夹轮器Ⅲ；6，夹轮器Ⅳ；7夹轮器Ⅴ；8夹轮器Ⅵ

3，功能越来越完善的翻车机卸车系统：

随着翻车机卸车系统在卸车生产中的地位越来越高，市场需要提供功能完善的翻车机卸车系统：

3.1 可以翻卸解列及不解列敞车的翻车机卸车系统：

  　一般翻车机要么只可以对解列作业车辆进行作业，要么只可以对配有不解列旋转钩头的敞车进行作业，要翻卸两种敞车必须配备两种翻车机并要求铁路分别为两种翻车机配特定车辆。

　　图7所示的是笔者为秦皇岛港煤一期设计的一种新型单车两用翻车机，图8为其翻车机卸车系统，其特点为可以进行功能自动转换实现对各种车辆的自动作业，对铁路车辆没有限制，并具有很高的卸车效率。该设备于2004年底投入使用。

　　同此种翻车机配套使用的拨车机的功率为6x75kW，牵引车辆为66节重车。

这种翻车机具有长度伸缩功能，可以分别对解列及不解列敞车进行作业，其同双臂拨车机、推车机等配合使用组成翻车机卸车系统。

　　翻车机卸车系统的作业过程为：

　　当翻卸解列车时，拨车机的带车钩的大臂落下，推送重车入翻车机，翻车机机上部分伸长、地面部分缩短进行解列作业，空车由推车机牵出，其卸车效率约为24~26节/小时；

　　当翻卸不解列敞车时，带车钩的大臂抬起，可牵引不解列车的车钩伸出，推送重车入翻车机，翻车机机上部分缩短、地面部分伸长进行不解列卸车作业，推车机不参与作业，翻卸转钩不解列作业车辆时，系统的作业效率高达42节/小时。

图7

1，伸缩平台地面段；2，伸缩平台机上段；3，翻车机转子钢结构；4，压车装置；5，靠板装置；6托辊装置；7驱动装置

图8

1，夹轮器Ⅰ；2，双臂拨车机；3，夹轮器Ⅱ；4，可伸缩翻车机；5，夹轮器Ⅲ；6推车机

3.2 能够解决冻煤问题的翻车机

为了解决冻煤问题，一般采用解冻库加热的办法。但，解冻库普遍存在着周期长、高温损车等问题。S&H公司在为秦皇岛四、五期翻车机卸车系统设计的翻车机中，采用了电磁脉冲技术，可以在短时间内，将敞车中的煤同车之间的冻层脱开。

4，新颖的、自动化程度越来越高的翻车机卸车系统：

为了取得更高的使用寿命及好的使用、维护效果，出现了许多新颖的、不同常规的翻车机及调车设备。

4.1 可避免根部疲劳破坏的翻车机单梁铰点式转子钢结构：

一般的翻车机转子钢结构是由两个端环及三个或多个梁组成的。

S&H公司在我国秦皇岛煤四、五期三车翻车机中采用了一种新型转子钢结构（见图9），其特点是：

　　转子钢结构只有两个端环及一个大梁。该翻车机的转子钢结构在平台与端环之间采用了调心轴承连接，即，翻车机平台吊挂在两端环上。当车辆驶上翻车机时，平台在车重的作用下向下挠曲，平台与端环的连接处可自由转动。而端环上部与平台间采用了二力杆连接的结构，二力杆为端环的保持架，使得端环同平台保持垂直。联杆具有一定的挠性，使得整个转子为静定结构，受力简单。这种翻车机转子钢结构可以解决大跨度翻车机转子钢结构中梁与端环间的结构的疲劳破坏的问题。

图9

1，拉杆；2，拉杆与端环间的绞点；3，平台；4，拉杆与端环间的绞点；5，拉杆；6端环与平台间的绞点

4.2 结构更简单、维护更方便的翻车机卸车系统：

　　随着计算机技术的进步，可以更准确地模拟分析翻车机结构的受力状态。为此，不同于常见的双侧驱动的结构，笔者为秦皇岛煤一期设计的翻车机采用了单边马达驱动的形式（见图7、8），取得了更简洁的机构及更大的场地空间。

　　另外，秦皇岛煤一期翻车机卸车系统项目中应用的地面液压站技术、自动挂钩技术及自润滑技术、拖链上缆技术等，使得翻车机卸车系统的性能更可靠、结构及场地等更简洁、维护维修等越来越简单易行。

4.3 自动化程度越来越高的翻车机卸车系统：

　　翻车机卸车系统的更新和发展，同电气传动与控制的进步密不可分。目前，将机械技术及电气技术较好结合的翻车机卸车系统，结合先进的液压、计算机等技术，已可以实现远程半自动、全自动控制。

　　现在的翻车机卸车系统，通过PLC控制，卸车系统的各设备、各设备上各机构之间均可以实现动作电气联锁保护。

　　翻车机卸车系统的故障自动监控系统，可以显示监控设备的动作、电气系统的元件及液压系统的温度、油位等的状况。

　　采用先进的电气控制技术的翻车机卸车系统，可以实现翻车机卸车系统各设备、设备各动作的计算机动画显示，实现智能化操作。

　　变频调速系统是现在翻车机卸车系统的主要驱动形式，通过PLC控制，翻车机卸车系统可以实现平稳高速运行，可以获得更高的设备使用效率和寿命。

　　总线控制技术越来越多地被应用到翻车机卸车系统的控制中，其应用，可以降低电气成本、方便维护维修并可实现电气元件的故障诊断。

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  By Wangjinfu   2007-4-24

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