C80敞车残留煤清扫装置设计

秦皇岛港股份有限公司第九港务分公司 河北 秦皇岛 066000

1 引言

秦皇岛港煤五期共有三台翻车机,主要接卸C80运煤敞车及其衍生车型,通过翻车机翻转将车厢内物料翻卸到料斗中,在由皮带机输送到堆场。翻车机在实际接卸过程中,每一循环作业结束后,都会有较多的煤炭颗粒、煤尘、煤泥等物料残留在车皮顶部,这些残留的积煤对周围环境及列车运行都会带来许多问题。首先,附着在车皮顶部的残留积煤在车皮驶出翻车机房后,随着车皮振动掉落在轨道道心内及轨道两侧,不仅影响周围环境的整洁度,而且轨道上的煤炭颗粒严重影响车皮正常通行,严重时可能发生车皮掉道的风险;其次,车皮上方附着的煤块及颗粒经常会触发碰铁路部门的支撑杆监测测系统,导致其误报,给铁路部门造成极大困扰,严重干扰铁路系统的正常运行。

为解决这一问题,提高卸车效率,降低车皮积煤对铁路部门的影响,在翻车机房出口设计一种残留煤清扫装置,当车皮驶出翻车机平台时,清扫装置将车皮顶部堆积的煤泥等物料自动清扫,并且能够让清扫下来的物料堆积到指定区域,作业结束后集中清扫。这样既保障了翻卸作业安全稳定,最大限度的减少了道心及轨道两侧的积煤,又避免了铁路部门支撑杆监测报警系统的误报现象,提高了作业效率,解决了铁路部门的困扰。

2 设计方案

设计依据

首先,该装置需与程序连锁,能够实现间歇式运动。由于C80敞车机车头要高于车皮,当机车驶入翻车机时,清扫装置处于非工作状态,避免清扫装置剐蹭机车。当机车头驶出翻车机区域时,清扫装置处于工作状态,随着翻车作业自动进行清扫。

其次,该装置与车皮顶部应采用软接触,既能有效清除积煤,也避免损伤车皮或清扫装置;

再次,该装置需具备安全可靠的动作行程,设置极限限位,实现自动启停。

最后,该装置应具备简单可靠、便于维修等优势,具有较低的制造成本及后期维护费用。

清扫装置设计

综合考虑,清扫装置设计如图1所示,主要包括清扫系统、旋转棍、多连杆、接近开关、电动推杆及支座等六个主部分组成。

图1 连杆清扫装置

清扫装置安装位置的选择在翻车机房内部出口平台处,支座边缘距铁轨500mm,近乎与靠车板平行。主要考虑以下几点原因:1、翻车机房内部有干雾除尘系统,使得内部环境潮湿,空气中会有大量的水微雾漂浮,可以对清扫后的煤尘起到一定的吸附作用,相比如外部干燥的环境有效的降低了二次污染的情况。2、考虑到特殊天气(如雨、雪等),裸露在室外的推杆电机及其他电器元件可能会被雨水侵蚀,造成短路等情况,影响推杆使用寿命。3、由于C80机车头要比车皮宽,因此清扫装置底座不能距离轨道过近,否则会对车皮造成剐蹭。4、预留出行人通道,不能对现场通行造成影响,且不与现场其他设备造成干涉。

清扫装置设计的核心部分就是如何利用电动推杆通过连杆结构实现清扫装置的运行。电动推杆做上下往复的活塞运动,而清扫刮板是做90°旋转运动,因此需要增加一组旋转轴实现两组部件的整体连动。选用一组194mm*600mm托辊作为旋转轴,不仅价格低廉,而且实用性强,方便后续连杆机构的焊接。选用转接塔内流程挡板使用的电动推杆作为驱动机构,备件充足,价格低廉,维修简单。

以推杆未伸出时作为清扫机构的初始位置,此时刮板应与车皮侧方平行,清扫刮板未与车皮接触,车头可以顺利通行,不会对列车造成剐蹭,在此处安装接近开关1,确定清扫刮板为未工作状态。以清扫刮板与车皮上沿紧密接触未推杆最终位置,此时可以对车皮顶部进行清扫,在此位置是安装接近开关2,确定清扫装置为工作状态。

电动推杆安装位置距地面600mm,便于拆接线及日后维修更换。在推杆头部焊接一个限位晃铁,随着推杆的活塞运动即可触碰开关1、开关2,实现整个清扫装置的运行。由于推杆行程远大于刮板的活动半径,因此在开关2上方增加一个滚轮摇臂开关最为保护限位,假设开关2损坏,可以通过保护限位停止推杆工作,防止推杆超程后继续推动清扫刮板对车皮造成剐蹭。

清扫刮板设计,采用二级清扫法,第一级选用耐磨的聚氨酯刮片,第二级选用硬塑料的毛刷,这两种材质具有良好的清扫效果又不会对车皮造成损伤。第一级清扫刮板主要由刮片、张紧弹簧、支架组成,在件1与件2之间有2组压缩弹簧通过螺栓固定,在刮板与车皮上沿接触时,调节张紧弹簧,使其具有一定的压缩量,随着刮板的磨损可以实现自动补偿,确保刮片一直与车皮紧密接触。刮板支架实际中除了要与车皮呈90°垂直外,还沿入口方向呈45°夹角,这样确保清扫下来的积煤可以滑落到车厢外侧指定区域。推杆顶部还有一个机械止挡,当推杆出现意外情况出现超程时,可以通过机械止挡阻止刮板继续向下旋转,使得电机过力矩跳闸。

当翻车机进入接车状态时,清扫装置应处于初始位置,即刮板位于旋转轴正上方,此时出口巡视确认正常后开始进行机车行进作业,待车头到达指定位置与列车解列后,清扫装置进入工作状态,此时刮板应与车皮紧密贴合,出口巡视人员确认位置正常后进入翻车作业状态,随着列车不断推出,清扫装置逐步进行积煤清扫作业。

3 结论

这种多连杆清扫装置能够有效清除车皮上方积煤,减少人工清理的工作量,同时消除在车皮两侧人工清理的安全风险,降低了残留积煤对列车运行的影响,提升了翻车机出口环境容貌,保障了列车行驶安全。该装置结构简单、工作可靠,可通过程序控制实现自动启停,同时制作成本及后续维护费用较低,具有较高的实用价值。