C80敞車殘留煤清掃裝置設計

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1 引言

秦皇島港煤五期共有三臺翻車機,主要接卸C80運煤敞車及其衍生車型,通過翻車機翻轉將車廂內物料翻卸到料斗中,在由皮帶機輸送到堆場。翻車機在實際接卸過程中,每一循環作業結束后,都會有較多的煤炭顆粒、煤塵、煤泥等物料殘留在車皮頂部,這些殘留的積煤對周圍環境及列車運行都會帶來許多問題。首先,附著在車皮頂部的殘留積煤在車皮駛出翻車機房后,隨著車皮振動掉落在軌道道心內及軌道兩側,不僅影響周圍環境的整潔度,而且軌道上的煤炭顆粒嚴重影響車皮正常通行,嚴重時可能發生車皮掉道的風險;其次,車皮上方附著的煤塊及顆粒經常會觸發碰鐵路部門的支撐桿監測測系統,導致其誤報,給鐵路部門造成極大困擾,嚴重干擾鐵路系統的正常運行。

為解決這一問題,提高卸車效率,降低車皮積煤對鐵路部門的影響,在翻車機房出口設計一種殘留煤清掃裝置,當車皮駛出翻車機平臺時,清掃裝置將車皮頂部堆積的煤泥等物料自動清掃,并且能夠讓清掃下來的物料堆積到指定區域,作業結束后集中清掃。這樣既保障了翻卸作業安全穩定,最大限度的減少了道心及軌道兩側的積煤,又避免了鐵路部門支撐桿監測報警系統的誤報現象,提高了作業效率,解決了鐵路部門的困擾。

2 設計方案

設計依據

首先,該裝置需與程序連鎖,能夠實現間歇式運動。由于C80敞車機車頭要高于車皮,當機車駛入翻車機時,清掃裝置處于非工作狀態,避免清掃裝置剮蹭機車。當機車頭駛出翻車機區域時,清掃裝置處于工作狀態,隨著翻車作業自動進行清掃。

其次,該裝置與車皮頂部應采用軟接觸,既能有效清除積煤,也避免損傷車皮或清掃裝置;

再次,該裝置需具備安全可靠的動作行程,設置極限限位,實現自動啟停。

最后,該裝置應具備簡單可靠、便于維修等優勢,具有較低的制造成本及后期維護費用。

清掃裝置設計

綜合考慮,清掃裝置設計如圖1所示,主要包括清掃系統、旋轉棍、多連桿、接近開關、電動推桿及支座等六個主部分組成。

圖1 連桿清掃裝置

清掃裝置安裝位置的選擇在翻車機房內部出口平臺處,支座邊緣距鐵軌500mm,近乎與靠車板平行。主要考慮以下幾點原因:1、翻車機房內部有干霧除塵系統,使得內部環境潮濕,空氣中會有大量的水微霧漂浮,可以對清掃后的煤塵起到一定的吸附作用,相比如外部干燥的環境有效的降低了二次污染的情況。2、考慮到特殊天氣(如雨、雪等),裸露在室外的推桿電機及其他電器元件可能會被雨水侵蝕,造成短路等情況,影響推桿使用壽命。3、由于C80機車頭要比車皮寬,因此清掃裝置底座不能距離軌道過近,否則會對車皮造成剮蹭。4、預留出行人通道,不能對現場通行造成影響,且不與現場其他設備造成干涉。

清掃裝置設計的核心部分就是如何利用電動推桿通過連桿結構實現清掃裝置的運行。電動推桿做上下往復的活塞運動,而清掃刮板是做90°旋轉運動,因此需要增加一組旋轉軸實現兩組部件的整體連動。選用一組194mm*600mm托輥作為旋轉軸,不僅價格低廉,而且實用性強,方便后續連桿機構的焊接。選用轉接塔內流程擋板使用的電動推桿作為驅動機構,備件充足,價格低廉,維修簡單。

以推桿未伸出時作為清掃機構的初始位置,此時刮板應與車皮側方平行,清掃刮板未與車皮接觸,車頭可以順利通行,不會對列車造成剮蹭,在此處安裝接近開關1,確定清掃刮板為未工作狀態。以清掃刮板與車皮上沿緊密接觸未推桿最終位置,此時可以對車皮頂部進行清掃,在此位置是安裝接近開關2,確定清掃裝置為工作狀態。

電動推桿安裝位置距地面600mm,便于拆接線及日后維修更換。在推桿頭部焊接一個限位晃鐵,隨著推桿的活塞運動即可觸碰開關1、開關2,實現整個清掃裝置的運行。由于推桿行程遠大于刮板的活動半徑,因此在開關2上方增加一個滾輪搖臂開關最為保護限位,假設開關2損壞,可以通過保護限位停止推桿工作,防止推桿超程后繼續推動清掃刮板對車皮造成剮蹭。

清掃刮板設計,采用二級清掃法,第一級選用耐磨的聚氨酯刮片,第二級選用硬塑料的毛刷,這兩種材質具有良好的清掃效果又不會對車皮造成損傷。第一級清掃刮板主要由刮片、張緊彈簧、支架組成,在件1與件2之間有2組壓縮彈簧通過螺栓固定,在刮板與車皮上沿接觸時,調節張緊彈簧,使其具有一定的壓縮量,隨著刮板的磨損可以實現自動補償,確保刮片一直與車皮緊密接觸。刮板支架實際中除了要與車皮呈90°垂直外,還沿入口方向呈45°夾角,這樣確保清掃下來的積煤可以滑落到車廂外側指定區域。推桿頂部還有一個機械止擋,當推桿出現意外情況出現超程時,可以通過機械止擋阻止刮板繼續向下旋轉,使得電機過力矩跳閘。

當翻車機進入接車狀態時,清掃裝置應處于初始位置,即刮板位于旋轉軸正上方,此時出口巡視確認正常后開始進行機車行進作業,待車頭到達指定位置與列車解列后,清掃裝置進入工作狀態,此時刮板應與車皮緊密貼合,出口巡視人員確認位置正常后進入翻車作業狀態,隨著列車不斷推出,清掃裝置逐步進行積煤清掃作業。

3 結論

這種多連桿清掃裝置能夠有效清除車皮上方積煤,減少人工清理的工作量,同時消除在車皮兩側人工清理的安全風險,降低了殘留積煤對列車運行的影響,提升了翻車機出口環境容貌,保障了列車行駛安全。該裝置結構簡單、工作可靠,可通過程序控制實現自動啟停,同時制作成本及后續維護費用較低,具有較高的實用價值。