集装箱水平自动卸粮机械设计创新

田刚毅，殷玉成，林成富

（1.中央储备粮大连直属库，辽宁 大连 116023；2.大连力天港口机械有限公司，辽宁 大连 116000）

集装箱水平自动卸粮机械设计创新

田刚毅1，殷玉成1，林成富2

（1.中央储备粮大连直属库，辽宁 大连 116023；2.大连力天港口机械有限公司，辽宁 大连 116000）

散粮汽运专用车和散粮铁路专用车为主的粮食物流系统不能充分满足市场需求，集装箱粮食物流日益增长的需要，对集装箱散粮运输的安全高效装卸提出了更高的要求，为此，中储粮大连直属库通过创新，开发研制了全自动的集装箱卸粮机械。

集装箱；全自动化；遥控操作；设计

1 设计创新背景

由于起步晚，我国在散粮流通领域仍停留在低水平发展阶段，观念落后，流通效率低、成本高，设备不配套等矛盾突出。散粮以四散方式（即散装、散运、散储、散卸）流通运输过程中，很难与现代化的粮食集装箱运输物流体系发展趋势相适应。对于中央储备粮大连直属库而言，以散粮汽运专用车和散粮铁路专用车为主的粮食物流系统已经不能充分满足市场需求，每年粮食出入库中的集装箱粮食接卸占比在逐年提高（据预测到2025年，粮食集装箱运输占粮食总运量的比重将是现在的两倍），特别是各个物流运输公司在空车配货运输中，大量使用非粮食物流专用的无下自流口的通用集装箱，给安全高效接卸工作带来了创新挑战的机遇。

以前现场粮食接卸集装箱使用的接卸设备使用的是简易的卷扬机和两个人工控制的刮板（见图1），每次接卸集装箱时，需要在库区地面埋设6个地脚螺栓来固定卷扬机，操作时需要一人控制卷扬机，两个人在集装箱车内来回搬动钢制刮板，不仅存在安全隐患较多、卸车效率低、对地面损坏严重等诸多问题，而且每次作业均需要维修专业人员频繁安装拆卸和频繁更换钢丝绳。

图1

我们开始寻求更高效的集装箱卸车解决方案，参考其它单位的建议（如图2），也想尝试选用半自动的集装箱卸车设备，一方面大连直属库叉车及铲车司机较少，仅仅3名专职司机，在人力资源成本越来越高的情况下，不可能为此招聘适应四班三运转的专职驾驶员队伍，即使招聘足够的驾驶人员，也存在疲劳作业和机械伤害等安全隐患，而且装卸机械的耗油较多，性价比也很不理想。另一方面，叉车及铲车因车体配重、刮板长度刚度设计等方面问题，只能满足接卸20尺集装箱的散粮，对长达14米的40尺集装箱散粮卸车无能为力。

图2

2 设计方案

随着粮食流通体系现代运输及接卸设备的逐步更新，对粮食集装箱运输形式的接卸自动化设备要求越来越高。中央储备粮大连直属库大胆创新，在参考以上两种卸集装箱专用机械设备的基础上，与大连力天港口机械有限公司携手研制出了集装箱水平全自动卸车机械，经过现场实际检验效果良好并取得了国家专利（专利号：2016203229619），见图3。

图3

此自动化卸粮机采用优质型材制作，结构新颖，功能齐全，可实现前后上下左右全方位动作功能，自动化程度高，并具有较高的性价比，主体结构由下到上主要分为如下几部分构成：

（1）车体部分。主要由牵引架、前部转向轮、后部轮胎、配重、可调支脚、车体框架组成。其主要作用是方便在库区内转场移动及工作时整体的稳定性，避免了使用地脚螺栓固定卷扬机破坏路面等问题的发生。

（2）横移部分。主要由固定架体、横移框架、横移轨道、滚轮、丝杠、丝母、电机构成。其主要功能是在工作过程中，通过操控电机正反转实现调整最前方刮料斗在集装箱横向移动，以满足在集装箱内全宽方向作业，增大刮料范围。

（3）俯仰部分。主要由液压泵站，泵站底座，液压缸，液压缸底座，高压油管路，上支撑铰点及铰轴等组成。其主要功能是调整刮料板的高度，满足在集装箱高度方向上作业需求，同时满足具有不同底盘高度集装箱拖挂车卸货需求。

（4）伸缩框架。主要由固定框架主体、一级伸缩框架，二级伸缩框架，导向滚轮，卷扬机系统、线缆等组成。其主要功能是通过驱动一二级框架的伸缩推动卸料板前后移动，实现在集装箱长度方向上全程卸货需求。

（5）刮料斗。刮料斗设计在一级伸缩框架（内框架）的前段，为销轴铰接连接方式，方便维修和更换。刮料斗主要由弧型挡板主体和保护耐磨高强弹性橡胶板组成，刮料斗上设计的铰点与一级伸缩框架主体通过连杆连接，采用四连杆浮动结构辅助电气保护，很好实现了保护自动卸料机主体结构及集装箱箱体和底板，弧型设计增大了强度，减轻了重量。挂料斗可根据实际工作需要通过控制两级伸缩框架实现20尺集装箱（0～7.5 m）和40尺集装箱（0～14 m）全行程刮取卸料工作，可实现全行程无极调整。

（6）控制部分：主要通过遥控器及接受装置实现远程操作控制。

控制线路图如图4所示。

图4

（7）主要规格参数。散物料自动卸料专用机械外形尺寸：长10 m、宽2.4 m、高2.3 m；卸料工作范围：长度方向工作范围为0～14 m，宽度方向工作范围为1.7～2.3 m。高度方向工作范围为1.5～3.5 m，可自动接卸20～40尺集装箱散装货物；刮板运行的工作速度为16 m/min。

（8）使用操作。使用前提前 使用牵引车将自动化卸料机械拖拽至现场作业位置，调整卸料机状态，将中间移动架和内移动架的纵向与集装箱的纵向调整一致，将车架侧面的支撑臂转向外侧，再转动支撑丝杠使支撑板支于地面，即保持在卸料过程中车架处于稳定状态。

卸料时，打开集装箱端头的箱门，部分散粮会自动流出，中间移动架驱动电机可带动中间移动架驱动辊筒转动，绕在中间移动架驱动辊筒上的中间移动架拉绳可拉动中间移动架相对于偏转架作纵向移动。内移动架驱动电机带动内移动架驱动辊筒转动，绕在内移动架驱动辊筒上的拉绳可拉动内移动架相对于中间移动架移动，中间移动架和内移动架的配合移动可带动内移动架端头的拉爬伸入集装箱内作往复移动，刮板进入集装箱时，中间移动架和内移动架配合动作带动刮板向箱内移动，同时可通过液压缸推动活塞杆伸出，使偏转架偏转一定角度，保证刮板向内移动时能向上抬起一定高度，刮板刮料向外拉动时，液压缸反向驱动活塞杆，使偏转架反向转动一定角度，使刮板下降一定高度，保证向外运动时刮料，达到卸料的目的。作业过程中可通过横向移动电机带动横向移动丝杠转动，同时带动横移架左右移动，保证卸料作业时能覆盖整个集装箱的宽度。

3 实际效果

此自动化卸料装置仅仅需要一个人通过遥控器来控制卸粮机的各个动作就可完成全部卸料工作，卸料过程机械化自动化程度高、操作简单、安全高效、省时省力，大大降低了劳动强度和人工成本（见图5）。

图5

通过实际运行结果现场测试，目前接卸一个20尺集装箱散粮仅需要二十分钟，比卷扬机人工接卸减少十多分钟，且操作人员可远离落料粉尘区域和集装箱的密闭空间，从设备方面确保了集装箱卸车生产作业的安全生产基本要求，避免了钢丝绳断裂、卷扬机失控等引起的人身伤害事故的发生，大大减少了设备维修人员现场频繁安装拆卸卷扬机的维修工作量，提升了粮食流通接卸设备设施的自动化水平，特别是提高了集装箱散粮自动化卸车设备的技术水平和现场安全作业，提高了作业效率并节省了人工成本。

TH122

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1671-0711（2016）10（上）-0106-02