火车翻车机系统扩能提效设计

赵福

摘 要：实际上，在进行散装物料的装卸时，火车翻车机发挥着重要的作用，就目前而言，这类机械设备应用得也较为广泛。通过机械力量翻转车厢，能够将其中的物料有效卸载，并且保证翻卸质量和效率。但是随着时代的进步，火车翻车机系统未能跟上时代的发展步伐，导致其能效较低，无法满足实际需求。因此对其进行适当调整，实现扩能提效刻不容缓。

关键词：翻车机；扩能提效；优化设计

中图分类号：U691 文献标志码：A

当负载变化时，翻车机无法自动进行调整，不仅影响到设备的工作效率，还严重影响到整体系统的使用寿命。因此为了降低翻车机系统的实际能耗，并提高其工作质量和效率，使之充分满足当下的实际需求，应进行优化设计。

1 翻车机类型

在进行翻车机的分类时，可按照3种方法进行。按照翻卸的形式可将翻车机分成转子式、侧倾式；按照驱动的方式则可将翻车机分成齿轮传动、钢丝绳传动；按照压车的形式则可将翻车机分成液压、机械压。按照习惯也有直流拖动、双翻、三翻等叫法。

1.1 侧倾式翻车机

侧倾式翻车机是指在实际操作中翻卸车辆的中心和翻车机的回转中心距离相对较远，通过倾翻车厢即可将其中的物料倒入受料斗中。可将其细分成双回转点夹钳式、钢丝绳传动式的翻车机，和液压紧锁压车式、齿轮传动的翻车机。

1.2 转子式翻车机

另一种较为常见的翻车机极为转子式，是指翻卸车辆的中心和翻车机的转子回转中心几乎重合的一种形式。通过175°的回转，可将车厢中的物料直接导入正下方的受料斗中。可按照端环形式细分成C型转子式翻车机、O型转子式翻车机。

2 翻车机系统中存在的问题

当前阶段应用最为广泛的翻车机即为C型转子式翻车机，因此以该类型为例，分析其中存在的问题。此类型的翻车机具有动作平稳、冲击较小的特点，在实际的应用中通过液压靠车、液压压车，降低了压车梁在车厢侧梁的压力值、内倾弯矩等，符合铁路货车的相关规定。在此翻车机系统中，应用了大量的变频调速技术等先进技术以及减速机、油泵和液压管件等，极大地提高了运行过程的稳定性，并保证各项指标符合设计标准。但是在实际的运行中，仍存在以下几方面问题亟待解决。

2.1 运行时间的延长降低了稳定性

翻车机系统的整体构成具有一定的复杂性，并且涉及的环节相对较多，其中具有多种设备。在日常的工作中，翻车机系统所处的工作环境较为艰苦，会有较大震动并产生较多的粉尘，极易出现故障影响到工作的正常开展。并且在实际工作中，部分翻车机系统投入运行一两年后仍未达到预期的生产能力，不利于使用价值的发挥。随着时间的推移，翻车机系统应用时间的延长，导致发生故障的概率逐渐提升，不仅会影响到其生产能力，还会影响到运行的稳定性，甚至导致无法运行。

2.2 固定的循环周期降低了系统效率

当前阶段无论应用的是进口翻车机还是国产翻车机，其采用的工作方式均为固定循环周期。即在日常的工作中结合负载的实际情况，并对最重负载进行有效考虑进行设计。使循环用时时间相同，具有较大的固定性。但对负载的其他变化则缺乏有效考虑，导致实际的运行中，处于最终负载时可有序运行，但处于轻载状态时，则会严重降低系统的效率，并造成不必要的资源浪费。在无法保证工作质量和效率的同时，无法提高节能效果。翻车机在日常的循环中，第一个循环其负载最重时为60节车厢。之后逐次递减两节车厢，直至最后一次循环为两节车厢的负载。而推车机的实际负载则与之相反，第一个循环有两节车厢负载，第二次则在之前的基础上增加两节空车厢，以后依次增加，直至负载达到最大。此过程中翻车机的负载未发生明显变化，每次均为两节车厢，且为负重状态。

2.3 较长的建设周期增加了整体造价

以双车转子式翻车系统的造价为例，在未计入土建等基础性必要设施的情况下，在机械、电气设备等环节的造价便可达到上千万美元。在实际工作中，整体系统的施工周期相对较长，在建设一套系统时用时可达到3年～5年。当翻车机的数量达到某一规模时，实际需求得到了有效满足，则此时无需继续增加翻车机的数量。但随着建设周期的延长，投入的成本有所增加，导致整体造价过高。最为经济且高效的措施，便是将翻车机的卸车能力提高，对翻车机的工艺、环节等进行研究分析，并进行优化设计，最终在保证工作质量的同时，实现工作效率的提升，起到预期的扩能提效的效果。

3 翻车机系统的优化方式

外国的厂家大多侧重对设备进行跟踪观察，如日本某重工集团对生产的2套翻车机，每隔5年便指派專业的技术人员对翻车机实际运行的状况进行了解，并每隔10年对设备进行免费检测。将设备的实际情况告知使用方，并提供维修服务。美卓矿机是生产翻车机的典型代表之一，随着科学技术水平的提升，该公司将新型的技术、设备和设计理念等应用到翻车机中，极大地提高了翻车机的性能和可靠性。传动环节逐渐从模拟调速系统转变为数字化直流调速系统、交流调速系统等，具有更高的控制精度和运行稳定性。控制环节则是从最初的继电器进行逻辑控制，逐渐转变为PLC控制、总线控制等，为后续进行维修养护提供了便利，并进一步提升了整体系统的可靠性。

翻车机的造价较高，除自身零部件等因素外，更多的是建设周期过长。部分外国的生产厂家采用的是外包项目，将机械结构的生产、安装等环节委托我国进行，而调试等较为核心的部分则自己进行。对我国较低的物价和劳动力充分应用，从而在保证生产质量的同时，降低了总成本。翻车机进行日常操作时瞬间的扭矩具有较大的变化，导致电动型机型易出现烧毁电机的问题。扭转缺乏稳定性导致摔车问题出现。

针对转子式翻车机系统，可从以下几个方面进行优化：对翻车机系统的组成、典型的工艺设计和设备配置进行分析和研究，并对其进行优化设计。翻车机电气控制系统历来是故障率较高的环节。针对传动环节和控制环节2个部分，对翻车机的电气部分进行研究，并根据负载的变化改变翻车机的循环周期，减小对设备的冲击，同时提高卸车效率。应用新设备、新器件，提高关键设备的可靠性、精度，使设备更加高效、安全。在国内应用较多的转子式翻车机系统，从全面、系统的角度对翻车机系统的工艺流程进行分析，使其可靠性、稳定性和综合卸车效率得到提高，降低制造成本。

4 结语

翻车机具有较高的工作效率和较好的环保性，在铁路中得到了较为广泛的应用。可通过自身的机械力量将火车车厢翻转，将其中的物料直接卸出，极大地保证了工作质量和效率。但是随着社会需求的增加以及时代的进步，翻车机系统中的一些问题暴露出来，为实现扩能提效，并在保证工作质量的同时降低建设成本，对其进行优化设计。象对设备配置环节、控制系统等进行优化，通过新设备和新技术实现精度的提高，切实保障翻车机运行的稳定性和安全性。

参考文献

[1]蒋慧略.翻车机系统扩能提效设计[D].中国海洋大学，2009.

[2]石岩，周忠海，李磊，等.翻车机扩能提效技术研究与应用[J].中国水运（下半月），2009，9（7）.149-150.