一种新型散装粮食运输半挂车的结构设计及特点

吴文波 宋立贵

WU Wen-bo et al

1.河北省机械科学研究设计院 河北石家庄 050051

2.河北昌骅专用汽车有限公司 河北黄骅 061100

1 前言

目前，我国粮食运输基本上采用传统的包装式运输，即在粮食收购时采用麻袋或编织袋进行包装运输，到达粮库时再拆包卸料。整个物流过程费时多，人力物力损耗大，工作效率低下。随着国家大力建设及粮食仓储系统的改善，全国各地的粮库基础设施得到了快速地完善和发展，港口上现在也有大量的粮食流通，原有的传统粮食运输方式已远远不能满足发展的需要，所以快速、高效、节能环保的周转运输成为必需。

国际上广泛采用的是粮食散装化运输，是指在粮食运输的过程中实行散装、散卸的作业方式，这种方式具有自动化程度高、物流环节少、人力和物力成本低、运输效率高等优点。目前我国各地粮库的卸粮方式基本分为地井式直下及平房仓传送带输送两种，为满足这两种卸粮方式及港口物流的需要，设计研发一种运用于粮食物流系统的新型散装粮食运输半挂车成为国内的迫切需求，可以大大提高粮食物流的管理效率和作业效率。

2 车型设计

车型设计要求粮食运输车既能够满足在卸粮坑的场地使用，即地井直下式卸料，也能够在采用传送带传送的平房仓使用，以解决现有粮食运输过程中，人员劳动强度大、粮食自卸剩余率高以及传统粮食运输车型结构简单，运输种类单一等问题，同时有利于散装粮食运输汽车的应用和推广。考虑到我国粮库实际运行的情况，设计应注重经济性。通过各项经济指标的综合分析，主车型设计采用牵引车和半挂车组成的五轴汽车列车，牵引车驱动形式为4×2，半挂车采用并装三轴，车厢为厢式结构，整备质量为8000 kg，载质量为28000 kg，有效容积为66 m3， 外形尺寸及质量符合GB 1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》的要求。此车型设计装卸粮速度快，装载能力大，成本低，能够满足在比较简单的装卸条件下实现快速的散装粮食运输。

3 结构设计及特点

新型散装粮食运输半挂车总体结构由半挂车车架、卸料斗、锁紧装置、车厢总成、内部活动底板、车厢顶棚、行走机构等组成。

3.1 厢体与车门设计

车厢采用全封闭式厢式结构，厢体侧面采用波纹式深瓦楞板结构，其强度能够达到一般集装箱瓦楞强度的一倍多。厢体侧面设置4个单开门，均采用棘轮棘齿结构，装有定位及夹紧弹簧，可以在任意角度开启和停止，能够灵活地控制卸料速度且能够方便右侧进行机械化装卸袋装货物。车厢后门设计为对开式结构，便于人员通过后门进行内部维护和变更结构的操作。在侧门和后门处均采用双层密封条，密封性能好，在使用中能够有效地避免运输途中发生粮食泄漏和进水。

3.2 顶部结构设计

为使顶部装粮简易方便，能够适用于传送带及铲车装粮等多种方式。将顶部设计为三面有人行走台，中间为敞口的结构。顶部封闭采用可活动调整的蓬布，防雨性能好，开启封闭方便。车厢内设置拱形蓬杆用于支撑及导向蓬布，前后蓬杆用钢板封死，阻止顶部气体流入车厢。蓬布一端固定在车厢顶部边梁上，蓬布另一端缝制成套装，使顶棚转竿插入并用固定铆钉固定，当蓬布卷起后在车辆一侧用侧档固定，当蓬布伸开后再用尼龙带拉紧器固定，如图1所示。此种车辆顶棚结构设计具有操作方便、保险可靠、质量轻、结构简单、成本低，加工制作简单等优点。

3.3 车厢底部结构

车厢底部的结构是设计的重要部分，车厢底部与厢体连接设计无死角，全部采用划料板设置，在进行散装粮食卸料时，能够将散粮快速导出无残留。为了使车型通用性更好，即能用于散装粮食的运输也能用于其它货物的运输，减少物流企业的成本，提高经济效益，将车厢底部设计为活动底板结构，活动底板支起时用于散装粮食的装卸，放平时，用于袋装货物的装卸。同时为了防止粮食渗漏到底板下面，在两侧活动底板和前后厢板处采用优质的密封胶条加以密封。活动底板支起时的卸料角度设计很重要，要充分参考所运输的粮食的堆积角，我国主要粮食品种有豆类，其堆积角为24°～26°；玉米，其堆积角为30°～32°；稻谷，其堆积角为35°～37°；小麦，其堆积角为34°～36°。

综合考虑各种粮食的堆积角和运输的季节性及流动性，活动底板支起时，两面的卸料角度分别设计为42°及44°，以适用于各种散装粮食的装卸。活动底板的功能示意图如图2所示。

3.4 卸料口的布置及结构设计

3.4.1 卸料口的布置及锁紧装置

现在各粮库的卸粮方式基本分为地井式直下式及平房仓传送带输送两种，地井直下式卸粮要求速度快，流量大，平房仓传送带式卸粮速度要求速度慢，流量小。因此卸料口的设计应能够实现多级别多速度控制，同时控制装置结构应简单易操作，成本低。综合车型的长度要求，在厢体底板下左右两侧各设计15个卸料口，每三个卸料口为一组，由一套锁紧装置控制其开启，锁紧装置采用手动的方式对卸料口进行锁紧，结构简单易操作。这样就可以实现阶梯式打开及锁紧，以适合不同的卸料位置和卸料方式，如图3所示。实践证明，此种布置方式能够很好的满足地井式直下或卸粮坑的高速卸料，同时在卸料速度上又能与现在粮库使用最广泛的皮带运输机的接料相配合。

3.4.2 卸料口结构

卸料口由料斗焊合、导粮板、簸箕、合叶轴、定位块、调整板、调整合叶组成。料斗焊合设计为前后左右四片不规则钢板焊接成一体，参照各种粮食的堆积角度，组成的卸料角度设计大于37°，避免粮食残留，实现自流卸料，结构形式如图4所示。

导粮板用于连接料斗焊合与簸箕，采用U型结构设计，可以防止卸粮时粮食的迸溅。簸箕用于粮食的导出，料斗焊合、簸箕焊接后中间由合页轴进行旋转连接，在簸箕上设有定位块用于簸箕在打开到使用角度后对其进行定位，同时在簸箕上设置挂钩，可以对卸料口进行锁止。为了实现卸粮速度和流量的控制，在导粮板内部设置调整板及调整合叶来进行粮食流量的调整，通过旋转调整板的角度来控制卸粮的流量，同时在调整板上又焊接了防溢板用于防止卸粮时粮食外溢，如图5、6所示。

此卸料口设计承受压力大，操作方便、双密封保险、卸粮流速可控（散粮车卸车速度可在30～400 t/h之间调整）、结构简单、残余率低，在用户实际生产运营中取得了良好的经济效益，并得到了国家粮食局的认可和推广。

4 结语

本实用新型散装粮食运输半挂车是针对我国现有粮库及港口的实际情况并兼顾运输企业的成本要求而设计的通用车型，具有结构合理、操作简单、粮食残余率低、工作效率高的优点，非常适合运输粮食系统的货物，已经广泛的应用于我国现有的粮库实际生产，并取得了良好的效益。同时本次车型设计中，车厢底部的导粮板经过简单变动就可以转变成平底板，用于运输除散装粮食外的普通货物，这种结构设计有效地避免了在粮食运输中返程空载的问题，在返程中可以根据需要运输其他货物，大大提高了运输效率和经济效益。

[1]冯晋祥.专用汽车设计[M].北京:机械设计出版社,2007.

[2]QC/T 456-1999.颗粒粮食散装车技术条件[S].