敞车装载散装货物机械化平整解决方案

文/ 喻鑫 樊鹏 张林楠 彭伟

目前大多数铁路货运火车的散装货物都采用人工平整，而人工平整存在效率低、劳动强度高、工况恶劣、安全隐患大、人工成本高、招工难等问题，为解决此问题，成都局集团公司凯里车务段联合广西柳工合作成功研发了CLG862H散装货物平整专用装载机。本文主要分析货运列车作业工况、平整质量需求，并说明货运列车散装货物平整的解决方案及功能、特点。

0.引言

据中铁总的统计显示2018年国家铁路完成货物发送量45.52亿吨，同比增长3.2%，增运2.69亿吨，在铁路散装货物运输量不断增加、货物列车运输速度提升，车量转运效率要求及安全要求越来越高的大环境下，传统的人工对散装货物进行平整作业并不能满足日益提高的运量增长的需求。人工平整存在明显的缺点：工人劳动强度大；粉尘对工人健康的影响大、高空作业安全风险大，现场作业管理难度较大。并且人工平整对碎矿料、矿粉、碎石等比重大物料的处理非常吃力（见图1）

图1 人工平整矿粉

本文分析研究如何利用工程机械设备及现代信息管理技术提高平整效率、平整质量、实现远程监控的作业管理、降低劳动力成本、减少对人力资源的依赖度，提出了一个较好的解决方案。

1.铁路货运站典型工况及需求特点

以凯里车务段福泉站为例，该站平均每天装载2列货运火车的货物，主要有磷矿、铁矿粉、煤炭、碎石等，每列火车有100辆，每车载重60-70t。每天工人平整作业量为60000余吨，工人劳动强度大，作业环境粉尘大，夏季暴晒、冬季结冰、雨季湿滑，作业安全隐患大，现场管理难度大。因此需要一种设备能够降低工人劳动强度、提高作业效率、安全运行、便于设备管理、远程监控的机械化的平整作业设备。根据铁路部门散装货物上线运行技术条件对平整的要求：货物总重心投影距车辆纵中心线距离不大于100mm，也就是要求平整后在车厢内的货物表面需要比较规整。因此需要研究一种简易、安全、高效的机械化平整装置。

2.散装物料平整的解决方案

2.1 平整方案的选型

针对铁路货物对货物平整的工况要求，利用既有设备、结合装载机具有行走牵引力大、动臂举升高、倾翻载荷大、行驶平稳、行走速度易于控制、动作灵活、移动性好的特性，经过对现场工况的联合调研和分析，我们选择CLG862H轮式装载机作为基础机型，开发出平整专用装载机，以满足车辆内散货平整的需求。该平整专用装载机通过在工作装置配置具有多种动作功能的平整板，沿着车辆内部水平移动进行刮平作业（见图2散装物料的解决方案）。

2.2 专用平整装载机的平整操作

①行驶专用装载机在靠近列车时，动臂举升高于车辆，调整专用装载机至车辆纵向平行且距离车厢约1米；②通过摄像头显示器观察物料堆积状况，对平整时速度、平整深度大致判断；③操纵第三联控制手柄将平整板伸出到车厢中心正上方；④操纵第三联控制手柄，将平整板向下伸出到散装物料平面；⑤操纵第三联手柄，转动平整板在合适的角度；⑥挂前进一档匀速行驶，既要使装载机与车厢平行，又要让平整板处于平整状态；⑦平整结束后，操纵第三联手柄，举升动臂收缩平整板，再将机器驾驶离开铁路线。

（图2）散装物料平整的解决方案

应用专用装载机，驾驶员易于控制平整板的位置、高度，配合驾驶室内的摄像显示器，及时掌握平整情况，倒退时，遇到障碍物倒车雷达有声光报警提醒司机。

3.专用平整装载机的应用效果及优势

经过在福泉站站进行两个月的现场应用，该平整专用装载机工作效率是人工平整的五倍，作业效果比人工平整更平整（见图3）。

图3 专用平整装载机的平整效果

2.3 专用平整装载机具有以下优势：

①作业效率高，效率是人工平整的5-10倍。大幅缩短平整时间，解决瓶颈问题。

②避免了人工作业受环境影响导致的不稳定，不论严寒酷暑，风霜雨雪，作业能力稳定持久。同时降人工作业过程中存在的各种不安全因素。

③应用该设备不需要对铁路站台改造，大大降低投入成本；

④设备容易操作、司机容易上手，普通装载机司机稍加训练即可。

⑤使用该设备可以在不同铁路站场应用，移动性好；

⑥具有智能管理功能，管理人员可以了解车辆每日出勤时间、地点、燃油消耗、故障情况、维护保养提醒，降低运营成本；

⑦可以使用4G网络将作业视频传输到管理人员的办公室电脑或手机上，实时观察作业状态，并将信息进行存储，便于生产及安全管理；

⑧安全性高，该设备拥有倒车雷达报警顶部配置旋转警示灯；多组灯光及摄像头及显示屏，多视角确保作业安全。

4.专用平整装载机的组成结构及功能

专用平整装载机主要由动力传动系统、液压系统、平整属具控制系统、制动系统、平整装置，远程物联管理（智能管家）系统等构成。

4.1 动力传动系统：采用国三排放的广康发动机，更加适合工程机械作业工况，排量大、功率富余、稳定可靠；变矩器变速箱采用ZF 4BP230，电液控制、比例电磁阀换挡，换挡柔和，无冲击，具有1~4挡智能自动换挡，无需KD键，操作简洁、高效；驱动桥采用重载干式桥，桥制动器外移，分体夹钳，维护更换摩擦片方便。

4.2 液压系统采用双泵合流定量液压系统，工作装置由三联分配阀来控制，第一联控制动臂举升、第二联控制平整板翻转，第三联阀控制平整板水平伸缩、上下伸缩、平整板的顺时针、逆时针转动动作；该液压系统采用先导控制，操控轻便，系统性能稳定、便于维护，结构简单。

4.3 平整属具控制系统采用电液控制，液压系统的第三联油路进入专用的平整电液控制阀总成，驾驶室内按钮与先导控制手柄(见图4)的结合使用，分别控制平整属具的各项动作

图4 平整板先导控制手柄与动作切换开关

4.4 制动系统,采用气顶油行车制动系统，结构简单便于维护

4.5 平整装置,由水平伸缩机构、上下伸缩机构、平整板左右旋转机构组成(见图5)

图5 平整装置

平整板可以顺时针最大转动角度90度，逆时针最大转动角度45度；满足各方向平整要求和精细化操作，多方向动作能够提高作业效率及降低平整难度。

图6 平整专用装载机对集装箱货物平整

5.结束语：

平整专用装载机针对火车站场散装物料平整的需求特点，提供了一个很好的解决方案，满足了火车货运转运高效，信息化管理、安全运营的目标要求。C