翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)中，靜態(tài)軌道衡的布置方式對(duì)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的效率存在一定的影響，在綜合考慮土建結(jié)構(gòu)尺寸和鐵路車(chē)型尺寸的情況下，選擇一種或幾種最優(yōu)化的布置方案。
一、引言
翻車(chē)機(jī)也叫鐵路貨車(chē)翻卸機(jī)，用來(lái)將重車(chē)調(diào)車(chē)機(jī)牽引入內(nèi)的載重專(zhuān)用貨車(chē)，通過(guò)夾緊和靠車(chē)裝置動(dòng)作后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)卸料的設(shè)備，是將物料轉(zhuǎn)移到料場(chǎng)或燃燒區(qū)的重要關(guān)鍵設(shè)備，是翻車(chē)機(jī)卸車(chē)及計(jì)量系統(tǒng)重要的組成部分。在港口、鋼廠(chǎng)和電廠(chǎng)中應(yīng)用較為廣泛。翻車(chē)機(jī)卸車(chē)系統(tǒng)中的計(jì)量方式通常采用三種模式：其一，是在翻車(chē)機(jī)設(shè)備下方設(shè)置翻車(chē)機(jī)軌道衡，測(cè)量翻車(chē)機(jī)本體與車(chē)皮在翻卸前后的重量來(lái)確定入場(chǎng)物料重量。其二，是在進(jìn)場(chǎng)鐵路咽喉位置設(shè)置動(dòng)態(tài)軌道衡，測(cè)量進(jìn)場(chǎng)時(shí)重載車(chē)輛重量和空載的車(chē)輛重量，還有就是在翻車(chē)機(jī)設(shè)備入口位置設(shè)置靜態(tài)軌道衡，測(cè)量重載車(chē)輛重量，并通過(guò)測(cè)量重載車(chē)輛重量減去車(chē)號(hào)識(shí)別后的皮重確定入場(chǎng)物料重量。本文主要討論靜態(tài)軌道衡（以下簡(jiǎn)稱(chēng)軌道衡）與翻車(chē)機(jī)設(shè)備及夾輪器的布置方式的差異，對(duì)翻車(chē)機(jī)生產(chǎn)效率將造成怎樣的影響，來(lái)確定一種或幾種較好的靜態(tài)軌道衡的布置方式。
二、參數(shù)及布置方式
翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)布置方式會(huì)對(duì)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的效率產(chǎn)生較大影響，一旦布置不恰當(dāng)，翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的效率將有很大的下降，無(wú)法達(dá)到設(shè)備應(yīng)有的生產(chǎn)效率，造成設(shè)備能力的浪費(fèi)，且所有設(shè)備都布置于整體澆筑混凝土基礎(chǔ)上，后期難以調(diào)整或更改。因此，如何在初步設(shè)計(jì)階段就對(duì)系統(tǒng)的布置實(shí)行優(yōu)化就很有必要了。
國(guó)內(nèi)目前電廠(chǎng)和鋼廠(chǎng)主要采用折返式翻車(chē)機(jī)布置方案，翻卸摘鉤后的通用敞車(chē)，主要敞車(chē)型號(hào)及外形如下（圖 1、圖 2、表 1）：
三、土建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)布置的影響
1.設(shè)備土建結(jié)構(gòu)的通常尺寸
翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)土建結(jié)構(gòu)中，翻車(chē)機(jī)房通常為最深地下約16m深的整體混凝土結(jié)構(gòu)，而夾輪器或稱(chēng)重裝置通常混凝土結(jié)構(gòu)深度一般不超過(guò)3m，因此，在土建設(shè)計(jì)時(shí)通常各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，并在兩個(gè)基礎(chǔ)間最少預(yù)留一定的伸縮間隙。翻車(chē)機(jī)平臺(tái)總長(zhǎng)通常為 16.4m，設(shè)備中心至入口即為平臺(tái)長(zhǎng)度二分之一約 8.2m，在翻車(chē)機(jī)入口至基礎(chǔ)邊緣土建結(jié)構(gòu)要設(shè)置樓梯、吊裝孔等輔助設(shè)施，因此，翻車(chē)機(jī)中心距混凝土基礎(chǔ)邊通常約 15m-16m，夾輪器設(shè)備工作范圍約 3m 基礎(chǔ)總長(zhǎng)通常約 5m，靜態(tài)軌道衡臺(tái)面長(zhǎng)度通常為 13m，基礎(chǔ)總長(zhǎng)通常為 15m。
2.不考慮軌道衡情況下翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)布置模式
翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)中夾輪器的布置位置通?？刹捎萌缦聨追N方案，第一種是夾輪器布置在翻車(chē)機(jī)入口最近的位置，夾輪器夾緊第一節(jié)車(chē)輛前轉(zhuǎn)向架上的 4 個(gè)車(chē)輪，滿(mǎn)足重調(diào)回“零位”落臂時(shí)，大臂車(chē)鉤距翻車(chē)機(jī)設(shè)備邊緣大于 1m 的安全距離，且距離待掛聯(lián)車(chē)鉤有 0.5m 安全距離即可。按照重調(diào)機(jī)后鉤距前鉤最外側(cè)約 2.5m 計(jì)算，考慮上述情況，則夾輪器中心距翻車(chē)機(jī)設(shè)備中心距離最小為 14.6m，取整后可采用 15m 布置方式，但此位置通常位于上述的翻車(chē)機(jī)室混凝土結(jié)構(gòu)邊緣，因此通常將夾輪器整體再進(jìn)車(chē)方向移動(dòng)，將夾輪器基礎(chǔ)整體推出于翻車(chē)機(jī)室混凝土結(jié)構(gòu)，則翻車(chē)機(jī)中心距夾輪器中心距離通常為 17m-18m，在這樣的情況下，重調(diào)機(jī)的最小工作距離增加約 2m-3m，對(duì)每個(gè)循環(huán)的效率造成約 6-8 秒的影響，也是目前國(guó)內(nèi)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)通常無(wú)法達(dá)到額定效率的主要原因之一（圖 3）。
第二種布置方案是將夾輪器繼續(xù)后移，使夾輪器夾緊第一節(jié)車(chē)后轉(zhuǎn)向架上的 4 個(gè)車(chē)輪，按照車(chē)輛最長(zhǎng)定距 9700。則夾輪器后移至距翻車(chē)機(jī)中心 24.3m 位置。但是這種布置方式在車(chē)型混編成列時(shí)，夾輪器夾緊后轉(zhuǎn)向架上車(chē)輪，從車(chē)輛后轉(zhuǎn)向架中心距前車(chē)鉤尺寸距離最小為9569（C61），最大為 11848（C70），差異達(dá)到 1.3m 左右。重調(diào)機(jī)通常采用固定點(diǎn)作為落臂處的“零點(diǎn)”，因此在掛聯(lián)待接車(chē)鉤時(shí)，由于重調(diào)機(jī)低速接車(chē)速度不大于 0.3m/s，造成接車(chē)時(shí)所用時(shí)間差異較大；但通過(guò)調(diào)整 PLC 控制程序，也可使系統(tǒng)效率達(dá)到 23 節(jié)/小時(shí)以上（圖 4）。
另外一種布置方案是將夾輪器位置后移，將夾輪器中心距翻車(chē)機(jī)中心間距達(dá)到 28m 的位置，夾輪器夾緊第一節(jié)車(chē)輛的前轉(zhuǎn)向架上的 4個(gè)車(chē)輪。這樣的布置使得夾輪器夾緊的車(chē)輛與翻車(chē)機(jī)設(shè)備之間能夠容納一輛車(chē)皮，使重調(diào)機(jī)牽引整列重車(chē)車(chē)前進(jìn)一節(jié)車(chē)長(zhǎng)的情況下，無(wú)需等待翻車(chē)機(jī)回“零位”且遷車(chē)臺(tái)對(duì)準(zhǔn)重車(chē)線(xiàn)，雖然重調(diào)機(jī)的工作行程變長(zhǎng)，但是減少了重調(diào)機(jī)等待其他設(shè)備回“零位”的時(shí)間，總體效率仍能達(dá)到 24 節(jié)/小時(shí)以上（圖 5）。
3.考慮軌道衡情況下翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的幾種布置模式
（1）將夾輪器布置在翻車(chē)機(jī)房入口，夾緊整列車(chē)皮第一節(jié)的前轉(zhuǎn)向架 4 個(gè)車(chē)輪，稱(chēng)重平臺(tái)稱(chēng)量第二節(jié)車(chē)皮；夾輪器中心距翻車(chē)機(jī)中心15m（實(shí)際將布置在約 17m 位置），夾輪器中心距軌道衡中心 19m（圖6）。
（2）將夾輪器布置在翻車(chē)機(jī)房入口外側(cè)，夾緊整列車(chē)皮第一節(jié)的后轉(zhuǎn)向架 4 個(gè)車(chē)輪，稱(chēng)重平臺(tái)稱(chēng)量第二節(jié)車(chē)皮；夾輪器中心距翻車(chē)機(jī)中心 24.3m，夾輪器中心距軌道衡中心 9.5m（圖 7）。
以上兩種情況與不考慮軌道衡布置時(shí)的效果是基本一致的，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)效率的影響也存在類(lèi)似的情況。此外需要注意的是，在車(chē)列進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)第一節(jié)車(chē)皮的稱(chēng)量需要采用手動(dòng)控制方式進(jìn)行稱(chēng)量，或者在 PLC 控制程序中添加車(chē)列識(shí)別模式，對(duì)第一節(jié)車(chē)輛的稱(chēng)重和系統(tǒng)循環(huán)采用額外的處理方式。
此外布置方案1中存在兩節(jié)c61車(chē)型掛聯(lián)的情況下，后一節(jié)c61車(chē)輛無(wú)法完全進(jìn)入軌道衡的情況，需要手動(dòng)調(diào)整。
（3）將軌道衡布置在翻車(chē)機(jī)入口，夾輪器布置在軌道衡后方，夾輪器夾緊第二節(jié)車(chē)輛的前轉(zhuǎn)向架的4個(gè)車(chē)輪；軌道衡中心距翻車(chē)機(jī)中心21.5m，夾輪器中心距軌道衡中心 9.5m（圖 8）。
此種情況下，與夾輪器布置在距翻車(chē)機(jī)中心 17m-18m 的情況類(lèi)似，造成重調(diào)機(jī)工作行程增長(zhǎng)，影響系統(tǒng)效率。
（4）將軌道衡布置在翻車(chē)機(jī)入口，夾輪器布置在軌道衡后方，夾輪器夾緊第二節(jié)車(chē)輛的后轉(zhuǎn)向架的4個(gè)車(chē)輪；軌道衡中心距翻車(chē)機(jī)中心21.5m，夾輪器中心距軌道衡中心 18.5m（圖 9）。
這樣的布置形式將導(dǎo)致第二節(jié)車(chē)輛后轉(zhuǎn)向架中心距第一節(jié)車(chē)輛前鉤的距離差異達(dá)到 2.6m，將進(jìn)一步影響重調(diào)機(jī)的工作效率，而且同樣存在在兩節(jié) C61 車(chē)型掛聯(lián)的情況下，前一節(jié) C61 車(chē)輛無(wú)法完全進(jìn)入軌道衡的情況，需要手動(dòng)調(diào)整。
布置方案（3）及布置方案（4）中也需要注意，在稱(chēng)量最后一節(jié)重車(chē)時(shí)，需要采用手動(dòng)控制方式進(jìn)行稱(chēng)量，或者在 PLC 控制程序中添加車(chē)列識(shí)別模式，完成對(duì)最后一節(jié)車(chē)輛的稱(chēng)量作業(yè)。
（5）還有一種不常見(jiàn)布置方案是，在翻車(chē)機(jī)基礎(chǔ)不是采用開(kāi)挖的情況，而是采用整體框架式結(jié)構(gòu)墊起的時(shí)候，可將夾輪器布置在距翻車(chē)機(jī) 28m 的位置，軌道衡中心距翻車(chē)機(jī)中心 18.5m，距夾輪器中心 9.5m （圖 10）。
這樣的布置形式與不考慮軌道衡布置方案時(shí)，夾輪器布置在距翻車(chē)機(jī)中心 28m 位置時(shí)的情況是一致的，但是由于待稱(chēng)重車(chē)輛需要重調(diào)機(jī)牽引至軌道衡上，且無(wú)法向其他布置方案中，車(chē)輛可以長(zhǎng)時(shí)間的停留在軌道衡上進(jìn)行稱(chēng)重作業(yè)。因此，軌道衡的稱(chēng)重作業(yè)時(shí)間需要增加至系統(tǒng)工作時(shí)間內(nèi)，對(duì)系統(tǒng)的效率仍然會(huì)造成一定的影響。
四、結(jié)論
從圖 6 至圖 10 中可看出，調(diào)車(chē)機(jī)大臂前部距翻車(chē)機(jī)設(shè)備邊緣的安全距離在各種不同的布置情況下，存在兩種不同的距離，一種為1.1m，另一種為 3.1m，在不考慮其他基礎(chǔ)條件變化的影響下，我們可以認(rèn)為在車(chē)鉤前部距翻車(chē)機(jī)設(shè)備邊緣 1.1m 的情況下，重調(diào)的工作行程最短，系統(tǒng)的效率是相對(duì)最優(yōu)化的。
因此，布置方案 2 和布置方案 5 是對(duì)翻車(chē)機(jī)效率影響最小的一種方案，但方案 5 在常規(guī)的翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)布置方案中是較少遇見(jiàn)的，而方案 2 需要對(duì)翻車(chē)機(jī) PLC 控制程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能達(dá)到設(shè)備的正常效率。人工摘鉤位距重調(diào)機(jī)接車(chē)位置較遠(yuǎn)，不便于觀察重調(diào)機(jī)接車(chē)時(shí)的掛鉤情況，存在一定的安全隱患，或在增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度的情況下，去觀察掛鉤情況。
方案1和方案4在對(duì)效率產(chǎn)生影響的同時(shí)，還存在對(duì)兩節(jié)c61掛聯(lián)時(shí)無(wú)法正常稱(chēng)重的情況，需要手動(dòng)調(diào)整進(jìn)行稱(chēng)重作業(yè)，也影響的系統(tǒng)效率。
方案 3 對(duì)效率產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)也存在著人工摘鉤位距重調(diào)機(jī)接車(chē)位置較遠(yuǎn)，不便于觀察重調(diào)機(jī)接車(chē)時(shí)的掛鉤情況，需要增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度來(lái)確保設(shè)備安全。
綜上所述，在翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)入口布置軌道衡，對(duì)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)的效率會(huì)產(chǎn)生一定的影響，而各種不同的布置形式對(duì)效率的影響也或大或小，因此需要綜合考慮鐵路車(chē)型及翻車(chē)機(jī)室土建結(jié)構(gòu)的尺寸，布置夾輪器和軌道衡所在的位置，使這種對(duì)效率的影響最小，設(shè)備達(dá)到最優(yōu)化的效率。
此外，這樣的布置形式僅對(duì)單車(chē)翻車(chē)機(jī)適用，對(duì)于雙車(chē)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)，由于需要一次翻卸兩節(jié)車(chē)皮，在入口處無(wú)法布置兩套軌道衡裝置的情況下，建議采用動(dòng)態(tài)軌道衡。
