鐵路貨場(chǎng)散裝物料新型卸車系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

張 潘

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031)

1 概述

煤炭、礦石、礦粉、焦炭等散裝物料是鐵路貨場(chǎng)中常見的貨物品類，其運(yùn)量在鐵路貨場(chǎng)中占有較大的比例，特別是電廠、鋼廠、焦化廠等專用貨場(chǎng)中，其所占比例更是達(dá)到了80%～90%。散裝物料的卸車工藝設(shè)計(jì)是鐵路貨場(chǎng)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的問題，由于人工卸車污染大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低等原因，鐵路貨場(chǎng)現(xiàn)基本已放棄采用人工卸車，大多實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化卸車，常用的機(jī)械化卸車設(shè)備有門式抓斗吊、螺旋卸車機(jī)、鏈斗式卸車機(jī)等，但由于散裝物料的運(yùn)量大，這些卸車設(shè)備的生產(chǎn)能力及效率均不能滿足貨場(chǎng)的卸車需求，而且這些卸車設(shè)備還需裝載機(jī)、自卸汽車等大量人力物力輔助才能完成散裝物料的卸車、裝車、乃至用料車間的運(yùn)輸作業(yè)，物流成本大，而且對(duì)周圍的環(huán)境影響極大。

由于翻車機(jī)翻卸一輛敞車所需的時(shí)間較短(一般為2～3 min)、卸車能力大、機(jī)械化程度高，近年來在鐵路貨場(chǎng)也逐漸采用。各種卸車設(shè)備性能比較如表1所示。

2 工程概況

本次工程設(shè)計(jì)是一個(gè)鋼廠專用線貨場(chǎng)的卸車工藝設(shè)計(jì)，由于其到達(dá)貨物品類為礦粉、焦炭和精煤等大宗散裝物料，近期年貨運(yùn)量為560萬t，輸送品種及運(yùn)量如表2所示。

為滿足該貨場(chǎng)大宗散裝物料快速的卸車要求，本次設(shè)計(jì)采用了新型的翻車機(jī)卸車工藝，單臺(tái)翻車機(jī)的年卸車能力可達(dá)300萬t，根據(jù)貨場(chǎng)的初、近期貨運(yùn)量，設(shè)計(jì)采用2臺(tái)翻車機(jī)。

表1 各種卸車設(shè)備性能比較

表2 貨物品種及運(yùn)量 104t/年

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程

翻車機(jī)的作業(yè)流程主要和鐵路貨場(chǎng)線路有關(guān)，根據(jù)鐵路站場(chǎng)線路的布置分為貫通式和折返式2種。

(1)貫通式布置

重車經(jīng)重車線到達(dá)翻車區(qū)，翻車機(jī)卸車后，由重車調(diào)車機(jī)將空車?yán)^續(xù)推送至重車線，布置形式如圖1所示。

圖1 貫通式布置示意(單位:mm)

(2)折返式布置

重車經(jīng)重車線到達(dá)翻車區(qū)，翻車機(jī)卸車后，由遷車臺(tái)將翻卸后的空車折返至空車線，布置形式如圖2所示。

圖2 折返式布置示意(單位:mm)

由于折返式布置占地面積少、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較高，現(xiàn)大多采用折返式站場(chǎng)布置方案。本工程由于地形限制，亦采用折返布置方案。翻車機(jī)折返式布置工藝流程如下:

到站重車進(jìn)入翻車機(jī)作業(yè)區(qū)→重車調(diào)車機(jī)牽引重車到翻車機(jī)作業(yè)平臺(tái)→翻卸車輛→翻卸后的物料進(jìn)入儲(chǔ)料倉→給料機(jī)進(jìn)入帶式輸送機(jī)→經(jīng)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)分別輸送物料至儲(chǔ)倉或用料點(diǎn);卸車后空車由遷車臺(tái)移至空車線→空車調(diào)車機(jī)編組成列至調(diào)車線。

卸車工藝流程如圖3所示。

圖3 翻車機(jī)卸車工藝流程

3.2 設(shè)備選型

翻車機(jī)卸車系統(tǒng)主要由翻車機(jī)、重車調(diào)車機(jī)、空車調(diào)車機(jī)、遷車臺(tái)等設(shè)備組成。翻車機(jī)是整個(gè)卸車系統(tǒng)的核心設(shè)備，翻車機(jī)主要有轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)和側(cè)傾式翻車機(jī)(圖4)，其中轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)又分為O型轉(zhuǎn)子式(圖5)和C型轉(zhuǎn)子式(圖6)，O型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)是早期翻車機(jī)產(chǎn)品，現(xiàn)已被C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)所取代。

圖4 側(cè)傾式翻車機(jī)

圖5 O型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)

圖6 C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)

C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、平臺(tái)、壓車機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置等部分構(gòu)成，被翻卸的車輛中心基本上與翻車機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心重合，整機(jī)同車廂一起旋轉(zhuǎn)170°左右，將車廂中的物料翻卸到其下方的料斗中。

側(cè)傾式翻車機(jī)主要由轉(zhuǎn)盤，平臺(tái)，壓車機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置等部分構(gòu)成，翻車機(jī)的回轉(zhuǎn)中心偏離車輛中心，將重車整個(gè)翻轉(zhuǎn)170°左右，使車廂內(nèi)的物料傾翻到翻車機(jī)一側(cè)的料斗中。

C型和側(cè)傾式翻車機(jī)主要參數(shù)對(duì)比如表3所示。

表3 C型與側(cè)傾式翻車機(jī)主要參數(shù)對(duì)比

從表3可以看出C型翻車機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧，平臺(tái)固定，液壓靠車、液壓壓車，驅(qū)動(dòng)功率小，能耗低;側(cè)傾式翻車機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性強(qiáng)、抗變形能力大、檢修維護(hù)工作量小、重力壓車機(jī)械鎖緊、適應(yīng)環(huán)境強(qiáng)，但驅(qū)動(dòng)功率較大，能耗高。從節(jié)約能源的角度考慮，設(shè)計(jì)推薦采用C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)。

4 平面布置

根據(jù)工藝流程方案，翻車機(jī)卸車系統(tǒng)平面布置采用2臺(tái)翻車機(jī)對(duì)稱、空車折返式的布置形式。

4.1 設(shè)備布置

翻車機(jī)卸車工藝設(shè)備包括翻車機(jī)及調(diào)車設(shè)備，調(diào)車設(shè)備包括重調(diào)車、空調(diào)機(jī)和遷車臺(tái)，根據(jù)翻車機(jī)和調(diào)車設(shè)備的相對(duì)位置關(guān)系，翻車機(jī)及調(diào)車設(shè)備的布置有以下2種方案。

方案一:翻車機(jī)相背方案(圖7)。

圖7 翻車機(jī)相背方案

方案二:翻車機(jī)相對(duì)方案(圖8)。

圖8 翻車機(jī)相對(duì)方案

翻車機(jī)相背方案，重調(diào)機(jī)在翻車機(jī)外側(cè)，兩臺(tái)翻車機(jī)間距小，所以布置緊湊，土建工程量小;翻車機(jī)相向方案，重調(diào)機(jī)在翻車機(jī)內(nèi)側(cè)，2臺(tái)翻車機(jī)間距大，導(dǎo)致平面布置不緊湊，土建工程量也比相背方案大。因此，本工程設(shè)計(jì)采用方案一，翻車機(jī)相背方案。

4.2 鐵路配線

根據(jù)翻車機(jī)相背布置方案，為滿足重車的送車和空車的折返，需設(shè)置鐵路重車2條、空車線2條和機(jī)車走行線1條。鐵路線以翻車機(jī)縱向中心對(duì)稱布置，2條重車線在內(nèi)側(cè)，間距11 m，空車線分別設(shè)置在重車線外側(cè)，與重車線的間距為11 m。重車線和空車線的有效長(zhǎng)度應(yīng)不小于1列貨車的長(zhǎng)度。

4.3 生產(chǎn)房屋

生產(chǎn)房屋主要有翻車機(jī)棚和翻車機(jī)控制室。

翻車機(jī)棚設(shè)置在2臺(tái)翻車機(jī)的上方，棚的長(zhǎng)度應(yīng)大于2節(jié)敞車的長(zhǎng)度(28 m)，建筑模數(shù)取整后，棚的長(zhǎng)度取30 m，采用6 m柱距。為了保證重調(diào)機(jī)在棚內(nèi)的取送車，棚的跨度需大于2條重調(diào)機(jī)走行軌道間距(25.4 m)，建筑模數(shù)取整后，棚的跨度取27 m。

翻車機(jī)控制室設(shè)置在2條重車線的中間，在靠近翻車棚的端頭設(shè)置翻車機(jī)監(jiān)控室，便于操作人員對(duì)翻車機(jī)作業(yè)時(shí)的監(jiān)控。控制室內(nèi)還設(shè)有配電室、夾輪器液壓站等房間。翻車機(jī)卸車系統(tǒng)工藝平面如圖9所示。

圖9 翻車機(jī)卸車系統(tǒng)工藝平面布置(單位:mm)

5 結(jié)論

翻車機(jī)卸車工藝作為鐵路貨場(chǎng)一種新型的卸車工藝，具有生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化程度高、對(duì)車輛損傷小和環(huán)境污染小等特點(diǎn)，應(yīng)推廣翻車機(jī)在大宗散裝物料鐵路貨場(chǎng)的應(yīng)用。進(jìn)行翻車機(jī)卸車工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用折返式布置;如采用2臺(tái)翻車機(jī)，則應(yīng)采用2臺(tái)翻車機(jī)對(duì)稱，相背的布置形式。

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