鐵路報廢貨車廂體與轉向架分離裝置的應用

郝 旭

（中鐵物總資源科技有限公司，合肥 230601）

鐵路上用于載運貨物的貨車統稱為鐵路貨車。在鐵路報廢物資中存在大量需要拆解的報廢貨車，因此研制專業化的報廢貨車拆解生產線至關重要。其中，貨車廂體與轉向架分離是整個車廂拆解生產線中的重要工序，也是實現貨車拆解智能化生產的重要環節。在鐵路領域分離貨車廂體與轉向架均采用頂升裝置支撐、人工輔助的拆解方式。頂升后通過專用支架支撐，再用牽引設備將轉向架從廂體底部移出，最后用行車吊裝將其放置于待處理區進行拆解。該種作業方式較為傳統，且頂升裝置支撐時不能實現多設備同步頂升，同時頂升支撐過程存在安全隱患。此外，轉向架從廂體底部移出需要牽引設備，且需要人工輔助多，工作效率低，不利于實現生產線批量化拆解和分離作業。因此，解決報廢貨車給鐵路環境帶來的問題，促進鐵路報廢物資循環利用具有極其重要的意義。

1 頂升分離裝置的總體組成

該頂升分離裝置實現了貨車的廂體與轉向架同步頂升分離、轉向架移出、回轉臺90°轉向、頂升裝置下降以及有軌制導車輛（Rail Guided Vehicle，RGV）小車轉運廂體等功能。它主要由頂升裝置控制單元、RGV升降平臺和回轉臺3部分組成。其中，頂升控制單元主要由集成控制單元和4臺頂升設備組成。RGV升降平臺包括RGV小車、支撐工裝和控制系統，如圖1所示。

圖1 頂升分離自動化裝置布局示意圖

1.1 頂升控制單元組成

從圖1可以看出，頂升控制單元主要由集成控制單元和4臺頂升設備組成。其中，頂升設備包括機體、分控箱、絲杠、起升電機、工作螺母、傳感器組、托頭和安全螺母，如圖2所示。機體立柱外側設置分控箱，內部設置傳感器組。傳感器組用于采集絲杠的轉速信號和位置信號，并分別與分控箱信號和集成控制單元信號連接，將采集到的絲杠的轉速信號和位置信號輸送至集成控制單元，用以控制起升電機啟動或停止。起升電機輸出端連接絲杠，通過絲杠驅動工作螺母舉升托頭，用于頂升分離廂體與轉向架。若工作螺母發生損壞，則由安全螺母承受報廢貨車質量，起到安全保護的作用[1]。

圖2 頂升設備結構示意圖

1.2 頂升同步控制原理

該頂升分離裝置集成控制控制單元和4臺頂升設備，實現同步升降，控制原理如圖3所示。

圖3 頂升分離裝置控制原理示意圖

接通電源后，可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）接收按鈕信號和其他控制信號，并在處理后將信號傳輸至執行單元。執行單元在執行過程中檢測單元信號發生的改變，由檢測信號單元及時傳輸至PLC，再由PLC及時輸出至執行單元，使運動發生相應改變[2]。頂升設備同步控制主要由PLC控制，在接收到傳感器的反饋位移誤差后，控制電機轉速變化，保證絲桿在上升和下降過程中位移一致，從而實現頂升設備高度一致[3]。通過執行部件托頭將貨車同步頂升或下降，最終將廂體與轉向架成功分離。

2 頂升分離裝置的工藝方法

貨車廂體與轉向架分離工藝方法基于頂升分離裝置。貨車先進行切割工藝，再通過RGV小車將其牽引至分離工位，然后將其固定[4]。通過頂升分離將廂體頂升后進入下一工序，再由RGV小車頂推轉向架，將轉向架移出，并在回轉臺回轉90°后進入轉向架待處理區，以此實現車廂與轉向架的分離[5]，如圖4所示。

圖4 貨車廂體與轉向架分離工藝方法圖

進行分離工序前，先將待分離的廂體與轉向架通過支撐工裝固定在RGV小車上，由RGV小車牽引進入廂體與轉向架分離工位。兩側的操作工人通過定位裝置確認車廂及車體頂升設備的位置后，4臺頂升設備中的絲杠平行頂撐待分離的廂體，之后按下集成控制單元操作啟動按鈕，頂升設備同步頂升車廂，使其脫離轉向架連接銷，從而實現廂體與轉向架的徹底分離。

在頂升過程中，集成控制單元接收4臺頂升設備中傳感器組采集到的絲杠轉速信號和位置信號，并判斷車廂頂升過程中是否平穩。若出現轉速信號不相等或者位置信號不平行的問題，集成控制單元將控制起升電機停止工作，同時啟動報警系統。

分離完成后，通過控制系統向RGV小車發出信號，RGV小車頂推轉向架并移除廂體底部至回轉臺，再通過人工操作控制實現90°回轉，然后通過人工輔助將轉向架推至轉向架待處理區。RGV升降平臺順利進入車廂底部，通過人工輔助確認位置后，按下控制系統操作啟動按鈕，頂升設備同步將廂體下降，降落至支撐工裝上方。確認后，通過控制系統控制RGV小車將車廂按照生產線運行輸送至下道工序。

3 技術方案實施效果

該技術方案中，頂升設備起升電機下方有托頭支撐，工作螺母下方安裝有安全螺母。傳感器組包括轉速傳感器和位置傳感器，分別用以采集所述絲杠的轉速和位置。頂升設備設置為4臺，集成控制單元安裝在機體下端，其箱體內安裝有數量與頂升設備一致的控制器，可以同步控制4臺頂升設備，實現頂升和下降一致，消除誤差，提高安全性。同時，通過人工輔助將轉向架推至轉向架待處理區，同時確認RGV升降平臺位置。

4 結語

通過使用該頂升分離自動化裝置，可見該技術方案滿足實際工作需要。頂升裝置了實現多設備同步頂升，解決了生產線批量化拆解和分離作業效率低的問題，操作方便且安全可靠，實現了鐵路報廢貨車的規模化處置，減輕了鐵路環境壓力，具有一定的推廣意義。