攪拌站水泥罐車自動倒車裝置

楊禮嘉 劉佳鵬

楊禮嘉

我的叔叔在水泥攪拌站工作，放假期間，我帶著好奇心來到水泥攪拌站，了解了水泥罐車裝運水泥砂漿的過程。

在這次參觀的過程中，我發現了一個問題：攪拌站的場地較小，水泥罐車很多，司機需要多次倒車才能將車停放到位，讓車尾的進料口對準攪拌站的出料口。這樣很不方便，需要耗費較長時間。而且水泥罐車體積較大，存在較大的視野盲區，有很大的安全隱患。

如何才能提高水泥攪拌站的工作效率，保護現場工作人員的安全呢？

劉佳鵬

我看過一個這樣的視頻：火車到達終點后，將火車頭停在一條特制的軌道上，軌道旋轉180°，火車頭就輕輕松松地調轉了方向。

楊禮嘉

這是一個好辦法。我們可以采用移植發明法，在水泥攪拌站設置一個大轉盤，解決水泥罐車的倒車、掉頭難題。

一、模型制作

我們的想法得到了科學老師的支持和鼓勵，在老師的指導下，我們用3D軟件繪制設計圖，然后開始動手制作攪拌站水泥罐車自動倒車裝置模型。

（一）焊接攪拌站模型

我們在學校的廢舊物品站找到了一些有用的材料，另外購買了一些必要的零件，請老師幫忙焊接了一個水泥攪拌站的模型。

（二）安裝圓盤和馬達

水泥罐車有不同的形狀和尺寸，為了適應不同的車型，我們將轉盤的形狀設計為圓形。圓盤與地面的連接處是活動的，施加動力就可以讓圓盤轉動起來。但是通過實驗發現，圓盤轉動時不夠平穩，而且所需動力較大。于是我們選擇靠近圓周的一處外接動力源，在馬達的工作下，讓摩擦輪帶動圓盤旋轉。

（三）添加承重軸承

實驗發現圓盤轉動時仍會左右搖晃。看來，圓盤下方還需要添加一個承重、穩定的裝置。于是，我們嘗試在圓盤下方添加可以轉動的小軸承，經過多次對比實驗，我們發現當3個小軸承的轉軸互成120°夾角時，圓盤的轉動平穩流暢。

創新筆記

設計圖紙的繪制需要使用專業軟件，超過了我們目前的能力范圍。這個時候不要放棄，多向老師請教，這樣能學到很多書本上沒有的知識，提高自己的能力。

二、效果測試

把水泥罐車模型擺放在圓盤上，接通電源，低速馬達驅動摩擦輪轉動 ，從而帶動圓盤旋轉。當水泥罐車的車尾對準出料口時，關閉電源，圓盤停止旋轉；罐裝完成后再次啟動電源，當車頭對準合適位置時再次關閉電源，水泥罐車駛離攪拌站。在這整個過程中，圓盤旋轉平穩，罐車也沒有晃動。

創新筆記

在制作模型的過程中，我們遇到了很多問題，特別是圓盤在旋轉時不夠平穩，我們花了很多時間來解決這個問題。最開始，我們用普通馬達作為動力，但是普通馬達轉速太快，導致圓盤不穩定，甚至飛了出去。經過多次實驗，我們改用低速馬達帶動摩擦輪旋轉，實現了圓盤的平穩旋轉。

雖然制作過程比較辛苦，但只要堅持，辦法總比問題多。

三、改進方向

攪拌站水泥罐車自動倒車裝置初步滿足了我們的設計要求，但在測試過程中，我們發現了兩個新問題。

創新筆記

我們學校有一個廢舊物品回收站，這個模型的大部分材料均來自廢舊物品回收站。這樣既能保護環境，又節約成本，一舉兩得。

問題一

若是水泥罐車停在圓盤的一側，圓盤就會受力不均，而且進料口很難對準出料口，可能會影響實際使用效果。

解決辦法：我們計劃在圓盤的中間設置一道凹槽，固定水泥罐車的停放位置。

問題二

該裝置只規劃了一個進出口，車輛進出不方便且浪費時間。

解決辦法：在圓盤的左右兩邊各設計一個進出口，車輛從一邊進，從另一邊出。