智能移動式散糧運輸側翻自卸平臺應用研究

◎ 鄧 成，王錦謨

（安徽糧食工程職業學院 安徽 合肥 230011）

糧食是人類生存的最基本物質，是平穩市場、確保國計民生的關鍵物資供應。由于糧食生產的季節性和消費的常年性，其在國民經濟中有著十分重要的地位與作用。我國隸屬儲庫約200 個，代儲備庫上百家，每一年儲備糧食約2億多t。保存在庫位的糧食作物盡管能通過充氣包裝儲存糧食技術及儲存糧食干燥技術延長存儲時長，但仍具有一定的存儲期限，因此糧倉每年都會有大量儲存糧食注入銷售市場，也有大量新糧存進糧倉，糧食作物運輸是一項關鍵環節。

1 自動卸車平臺方案設計

1.1 全自動卸糧流程

該卸糧流程需用到糧食作物全自動卸貨設備、收糧料倉、斗提機、滾篩機以及傳動帶輸接機等設施。送糧車輛行駛到糧食作物全自動卸貨設備上后，糧食作物全自動卸貨設備逐漸起吊，將送糧汽車內糧食作物倒入位于糧食作物全自動卸貨設備一側的收糧料倉內，收糧料倉內糧食作物由1號斗提機提升到滾篩機身進行滾篩，臟物封袋排出，成品糧由2號斗提機提升到帶式輸送機上，由輸送機送進儲糧倉。

1.2 確定側翻角度

設計傾翻式全自動卸糧平臺的關鍵是確定傾翻的角度，傾翻角太小，糧食作物無法暢通地從車廂中排出，無法實現全自動卸糧；傾翻角太大，送糧車產生側面滾翻或側滑的概率會增大，加大了安全防范措施難度。試驗結果顯示，在30°起升角時糧食作物均可從車廂實體模型中暢通排出，因此最終決定起升角為30°。以常見的漢威270 型大貨車為例對傾翻視角進行估計。焊威270 型貨車底盤相對高度為1 315 mm，車廂相對高度為1 940 mm，汽車底盤自身重量約20 t，車廂滿裝糧食作物約40 t，粗算其重心點相對高度為1 742.5 mm。考慮到非正常情況下，車子起吊到30°時依然載滿，這時重心點在自身重量的影響下不會發生滾翻。為確保設備在所有環境下都不會傾翻，選用側面車擋設備[1]。

1.3 設計方案

限位裝置安裝于翻板平臺的頂端，能控制翻板平臺起吊和降低位置。電氣控制系統操縱全部機器設備的運轉，包括翻板平臺的調節、液壓傳動系統的起停、限位裝置的運轉。車輛抵達翻板上后，防傾翻設備依據車輛的型號規格及位置進行控制，將止隔板抵著車廂架構，避免車輛在翻板鉤服務平臺起吊后出現傾翻，翻板機構在自卸車液壓油缸作用下調整起吊姿勢，將車輛側傾30°角，汽車上的糧食作物在傾覆影響下從車輛中卸出，翻板平臺起吊完成后停止運行，之后利用自卸車液壓油缸作用力自卸車遲緩退還，在翻板平臺進行校準后，將防傾翻設備移走，車輛駛離服務平臺，卸糧完成。

2 液壓系統設計

2.1 設計要求

糧食作物全自動卸貨設備液壓傳動系統主要用于操縱翻板鉤的調節，為了確保翻板穩定調節，采用四條三級伸縮式液壓油缸一側支撐點，起吊時借助液壓油缸的舉升力，下降時借助平臺和汽車的自身重量。三級伸縮式總體設計有效，考慮到吊裝力量大、行程安排長的特性，提升了服務平臺調節的可靠性和機器運行的安全性和穩定性。4 條液壓油缸一側支撐點為保證同步關聯機器運行平穩，配有分離標準孔板閥，確保翻板服務平臺4 條液壓油缸上下運動同步[2]。

2.2 系統構成

驅動力元器件：液壓油泵是液壓傳動系統的驅動力正本，將電動機的電能轉換成液體的壓力能，向液壓傳動系統給予工作壓力油。控制元件：四條三級伸縮式液壓油缸是系統軟件執行正本，將液體的壓力能轉變成機械動能，推動翻板平臺和送糧車進行傾翻。控制部件：主要由方向控制閥、壓力調節閥、流量調節閥等構成，用于操縱液壓傳動系統所需要的方位、工作壓力、總流量以確保翻板服務平臺依照工作標準開展旋轉、下降等指定動作。協助元器件：主要由連接頭、輸油管、加熱系統、機油箱、過濾裝置和氣壓表等構成，用以完成系統軟件的動作傳送及監管。介質：11 級N4646 號液壓油。

3 有限元分析

3.1 翻板平臺計算

由設計要點知，服務平臺較大起吊凈重為80 t，此力增作用在平臺上，翻板服務平臺最大應力數值190 MPa，安全性能為1.24，達到基礎理論安全性能規定。選用H槽鋼為主導梁，控制面板為5 mm 不銹鋼花紋板，總體噴砂工藝，具備更高強度剛度及較好的地面防滑水平。翻板服務平臺配有側擋設備，構造合理可靠[3]。

3.2 油缸支撐計算

液壓缸支撐材料為Q235，結構應力最高值為200 MPa，達到基礎理論安全規定。液壓翻板液壓油缸支撐布局，有利于組裝和維護。液壓油缸共4 套，選用三級伸縮式套筒規格缸，總行程2 100 mm，缸蓋孔徑較大，起吊時可輸出較大的能量，安全系數高。液壓翻板液壓傳動系統由電動液壓泵、液壓電磁閥及管道構成。液壓機關鍵控制部件選用進口或國產優質知名品牌，避免在長期運行環節中滲油，液壓傳動系統各模式配有自鎖互鎖，避免操作失誤。平臺的調節速率可通過調速閥調整。

4 樣品試驗

完成糧食作物全自動卸貨裝置總體設計后展開有限元分析，分析數據表明各部件均達到設計規定，隨后對模型進行生產加工，模擬具體工作狀況開展試驗，驗證設備是否達標、運作是否穩定、操作步驟是否可行以及安全防護措施是否及時等。

4.1 行為主體機器設備安裝流程

（1）按工程圖紙要求將墊塊放在預埋板上，依據觀測數據調節相對高度，做到將各基本墩鋪平到同一極度。

（2）服務平臺到位。起吊工作應由專職人員指引及管理現場，劃出高危區域，確保安全。使用1 臺50 t 起重機，起吊工作應由經驗豐富的專業吊裝工作人員選用科學合理的起吊加工工藝，將服務平臺吊卸至指定位置。起吊完成后，進行調節，使服務平臺保持水平。與此同時記錄6 個傳動軸核心到路面之間的距離。

（3）依據驅動軸座相對路面落差的數據，測量間隙，用相對應的厚度墊塊墊實，再將軸座依照工程圖紙規定傳送到地腳螺絲上[4]。

（4）組裝液壓油缸。用塔吊或2 t 以上的起重器將4 個液壓油缸分別吊起來，按工程圖紙規定安裝在服務平臺支架上，并調節液壓油缸中心線和平臺豎直，再將安裝基座裝于液壓缸下方，確定穿過軸銷和開口銷。

（5）調節組裝基座使液壓油缸垂直在服務平臺體，下方相對上方偏移不得超過3 mm。主液壓油缸調整后測定其外伸的部分高度差，確保誤差在2mm以內。若誤差較大需加墊塊進行調整。

（6）依照工程圖紙規定將主液壓油缸組裝基座與地腳螺絲連接。用墊塊調節各基本墩的高度，服務平臺落實后將墊塊焊接到基礎板上。

4.2 糧食作物全自動卸貨設備液壓傳動系統安裝

液壓傳動系統液壓油是否清潔對設備運行有很大的影響，液壓油潔凈度不足，會加速泵、液壓缸、閥的損壞，造成閥卡阻，影響機器設備的正常啟動。

（1）電動液壓泵為一個總體，在出貨前全部液壓傳動系統均已調節結束，必需的分液壓油管基本安裝好，安裝規范，基本平坦。

（2）電動液壓泵需從泵房大門口運至生產中心，泵房大門口寬度應高于1 500 mm。

（3）電動液壓泵要安裝牢固，安裝時需注意電機安裝端，若組裝不穩，會在工作中發生振動和產生噪聲[5]。

（4）消除機油箱內部結構的贓物，電動液壓泵在使用前應滿足清潔度要求，施工前，密封位置不得擅自開啟。

5 結語

糧食是人們生存與發展的重要物質。目前，散糧運輸車一般都是掛車，不具備自卸能力，在散糧卸貨時耗費大量人力。此工作模式導致人力成本高、工作強度大、效率低下，在收糧高峰期常無法滿足糧食作物運輸需求。同時，在人力卸糧過程中會產生大量煙塵，對人體有一定的危害。為解決上述問題，本文開發設計了一種智能移動傾翻自卸平臺，選用液壓機升舉方法使運糧車側傾。根據有限元分析可知，該系統承載能力達到設計和應用規定。