新型重型卸料车的改进探讨

[摘 要]卸料车作为一种机械化自动卸料设备，该设备能自动的完成输送皮带机的中间卸料，具有连续卸料，指定点卸料等功能。本文从结构设计和控制两个方面对以往的卸料车进行改进创新，使其能够长期连续双向运行，安全可靠，起停平稳，定位准确，维护工作量小，使用寿命长且出力大。

[关键词]新型重型卸料车；改进；设计；控制

中图分类号：TH242 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0177-02

[Abstract]The traveling tripper is a mechanical and automatic unloading device，the device can automatically complete the unloading in the middle of the belt，it can continuously discharge and unload at the fixed point.In this paper，the improvement and innovation have been done for the traveling tripper from two aspects of the control and structure design，so that it can continuously and bi-directionally operate for a long-term safely and reliably，start and stop smoothly，position accurately，and it has the less maintenance workload， long service life and the large output.

[Key words]new and heavy traveling tripper；improvement；design；control

中图分类号：TH2 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0000-01

引言

新型重型卸料车在一些条形料场、成列排布的筒仓等条件下，不但能完成犁式卸料器无法完成的卸料位置，同时很大程度避免了对输送皮带的磨损，并且能实现单边卸料或双边卸料。其结构合理、使用可靠、维修方便等优良的性能被广泛应用在电力、煤炭、矿山、化工、冶金、码头、港口等输送领域，对煤、矿石、化工散料、粮食等都物料都能实现安全卸料功能。

1 新型重型卸料车机构部分具体实施

新型重型卸料车的工作原理是将煤仓上部皮带机上所运载的煤卸入煤仓中，卸料小车沿皮带机可以实现来回运行，可以一边走一边卸料，也可以定点卸料（如图1所示）。卸料车在皮带机两侧的轨道上行走，皮带机皮带经卸料车尾架上改向滚筒在卸料车上绕行，物料通过头部改向滚筒处掉落在落料管，经中部电动三通控制，可将物料卸与皮带机一次落料空间中。

图1所示新型卸料车区别于DTⅡ型卸料车，新型卸料车主要由行走机构、驱动平台、电动漏斗、改向滚筒、夹轨器、压带轮、导向轮、除尘器、电缆卷筒及电控系统等组成[1]。作为一种新型的重型卸料车，其工作原理相同，但在设计理念上对DTⅡ型卸料车进行了很大的改进，无论在设备出力、设备先进性、设备自动化程度、设备合理性等方面都作出了很大改进。它适用于不同规格、输送不同种类物料的皮带输送机。其工作原理是，将卸料车串联在皮带机上，根据不同物料的堆积角，选择卸料车不同的提升角度，可以使物料随卸料车角度提升一定高度，然后根据需要通过设置在卸料车头部的三通或4通落料管，向单侧或双侧或中间（物料继续向前输送）卸料，物料的流向及流量通过各路的档板控制。而输送带通过前后滚筒可以迅速改向，使其重回前方。以下将设计中的主要环节作以简单阐述。

传统的卸料车一般出力相对较小，但新型卸料车目前在国内某码头输煤项目已达到9000t/h以上。为达到如此大出力的设备性能，在设计中绝不能仅仅是比例放大的问题，从最初的设计思路上就要考虑设备处理加大而引起的轮压增大、故障跑车、出力保证等一系列问题。

首先设备在设计力学计算上，从理论上保证将皮带机皮带张力对卸料车的影响降到最低，这样就需要卸料车上改向滚筒的位置进行优化，合理布局改向滚筒的位置，通过力学计算达到最优的结果，使得F1和F2两个方向的力对卸料车的结构影响达到最低值（如图2所示）。

其次由于工况需求，设备出力不断加大，造成设备自重的不断加大，如果采用DTⅡ型卸料车的结构形式，如果在加工制造或安装过程中出现误差，就很容易造成各个行走车轮的轮压不同，但这种误差又是难免的。所以在新型卸料车设计中，驱动架和尾架之间采用交接形式，使驱动架与尾架不再是一个整体，而分成两个部分，如此6个车轮保证在同一平面，同时也补偿了轨道不平而引起单个轮压过大的情况发生（如图3所示）。

2 新型重型卸料车制动控制改进

新型卸料车由于自重远远大于DTⅡ型卸料车，庞大的体积及自重，就要求卸料车具有良好可靠的制动系统。新型卸料车的驱动装置采用电磁制动电机减速器，同时安装夹轨器和夹轮器，它们共同组成了卸料车的制动系统。电磁制动器布置在小车的主动轮上，在控制电源切断时，电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机制动停止，避免惯性旋转，保证小车及时停止。夹轮器布置在小车的被动轮上，当控制信号给出停止信号后，制动电机启动的同时，夹轮器液压松闸，弹簧上闸，刹车片紧压车轮轮边，被动车轮直接制动，可有效防止制动车轮在产生滚动位移。同时在被动轮上布置夹轨器，夹轨器与夹轮器工作原理类似，不同的是刹车片会紧压轨道，有效防止制动轮在风力作用下的滑动摩擦。一系列的制动措施很好的起到了卸料车机械工作状态下的制动，及非工作状态下防风辅助制动。整套行走机构结构紧凑，安装检修方便，多方面的制动措施，保证了新型卸料车平稳制动。

可靠的制动系统保证了卸料车稳定及时的停车，但卸料车停止的位置就需要在电气控制来实现。传统的卸料车，一般采用接近开关、光电开关等装置，进行定位，这样的控制方法存在很大的故障率、误操作及不稳定性。新型卸料车的定位上，采用旋转编码器与绝对值编码器联合控制，可以测量从几个微米到几十几百米的距离。本机选用的绝对值编码器由光电码盘的机械位置决定[3]，不受停电、干扰的影响。机械位置的决定是唯一的，无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，位置可以随时读取。这样在安装时不必去找零点，可以将某一中间位置作为起始点，从而大大简化了安装调试工作。用旋转编码器测量转速，将卸料车轮轴的角位移、速度机械量转换成相应的电泳冲量输出，不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。这样的设计在很好的控制卸料车的车速，避免跑车的同时，还保证了行驶过程中能迅速准确的进行定点卸料，很好的实现多个工位，及连续卸料。编码器的使用，避免了使用接近开关、光电开关时容易被撞坏和遭高温、水气、氧化等而造成控制失灵，同时更准确、更及时的起到定位作用。

新型卸料车上诸多的动力和控制点，对随车的电缆根数需求很大。传统的卸料车采用滑触线或拖链实现，滑触线使用中易发生断电、起火花、机械损坏等情况，在防爆要求高的场合更是无法使用。拖链占用空间大，在长距离工况下不适合使用。新型卸料车采用电缆卷筒控制[4]，采用无级变速，通过调整力矩控制电缆的张紧度，通过电动机将动力传至磁滞联轴器，再经减速，将放大后的力矩传至电缆卷盘，磁滞联轴器传递力矩不随负载变化，电缆近似恒张力，而且这种非接触联接，对驱动电动机有过载保护的功能。卸料车靠近电源时，卷筒电动机始终向收缆方向旋转，在磁滞联轴器的传递下，实现电缆恒张力的收缆。卸料车远离电源端时，通过对电缆的拖拽克服磁滞联轴器的磁场扭矩，使两盘之间产生滑差，把卷盘上的电缆放开。电缆收放自如的同时，也避免电缆损坏而影响到设备正常运行。

3 结束语

新型卸料车在结构上的改进和各种新型控制措施的使用，使得卸料车技术更先进，保证了卸料车长期连续双向安全可靠运行，起停平稳，准确定位，并且延长了整机的使用寿命。

参考文献

[1] 《运输机械设计选用手册》编辑委员会.运输机械设计选用手册.p：124-142.北京：化学工业出版社，1998.

[2] 成大先.机械设计手册 第五版 第三卷.北京：化学工业出版社，2008.

[3] 陈，张红胜.光电轴角编码器的编码方式及其发展趋势.中国光学与应用光学.2009（02）

[4] 郭利华，张荣侠.磁滞式电缆卷筒的应用与维护.水利电力机械.2004（8）

作者简介

蔺茂辉，工程师，华电郑州机械设计研究院有限公司。