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[摘 要] 翻车机是神华黄骅港务公司煤炭翻卸作业的主要设备，一期翻车机原来的翻卸车型主要为C64型和C70型，近两年，因原载重80吨的C80型敞车开行量逐步增加，使C70敞车载重量和车箱外形尺寸也随着增大，原设计翻卸车型不能满足翻卸C80载重量需要，所以将一期翻车机CD2改为C80型。本文主要阐述分析了翻车机系统工作原理、现存的问题，及改造措施，为早期的翻车机系统的改造提供一些参考。
[关键词] 翻车机 系统技术 改造措施
中图分类号：TH237 文献标识码：B
一、H-I型侧倾式翻车机翻卸C80车辆调查与分析
1、H-I型侧倾式翻车机工作原理
翻车机在0°位置时，平台上的定位装置制动铁靴处于升起状态，当满载的货车滑入翻车机，货车第一对轮和制动铁靴接触后缓冲制动停车。驱动电机启动，小齿轮带动回转盘绕回转轴旋转。与此同时翻车机平台在两个弹簧箱的作用下向靠车梁方向运动，当货车车厢和靠车梁接触后运动停止，平台锁定油缸闭锁，平台最大靠车行程为220。
压车机构采用的是重力加机械锁定方式，重力式压车对货车的压车力是逐步加载的，对车辆没有冲击力。如下式：
F=（m×g×R×sinA）/L
式中：F-对车厢顶部的压车力（N）;m-压车系统的总质量（kg）;g-重力加速度（9.8m/s2）;R-压车系统重心距回转中心的半径（m）;A-压车系统随翻车机运动时的回转角度（°）;L-压车梁回转中心到力作用点之间的距离（m）。从式中可知压车力随回转角度加大逐渐增加，在翻车机回转到105°-125°时压车力达到最大值。翻车机回转到90°左右时机械锁定机构动作，锁定压车机构。此时车辆转向架弹簧已充分释放，避免了卸车后弹簧反弹造成压车力超载。机械锁定机构在翻车机回转过程中当载荷超过重力压车机构提供的压车力时，能够提供可靠的压车力，防止车辆掉道，保证翻车机运行的安全。重车进入翻车机平台定位后，翻车机开始回转，当回转9°-30°时压车梁与车厢顶部接触，随着翻车机进一步回转，压车力逐渐增加。当翻车机回转到90°左右时，机械锁定机构入锁，翻车机回转到160°将货车中的物料卸入煤斗。翻车机返回到90°左右，机械锁定机构开锁，压车力随着翻车机返回，压车力逐渐减小，到9°-30°区间，压车梁与车厢顶部分离。翻车机返回原位后，平台车辆定位装置制动铁靴落下，推车器启动，将空车推出翻车机。
二、H-I型翻车机翻卸C80车辆存在问题及分析
随着国民经济高速发展，港口运输能力不断提高，C80车辆集载能力比其它通用敞车有较大提高，将逐渐取代C70系列车辆，但C80车辆集载能力自投运以来，也相对存在着一些问题，主要是回转车台故障不断，主要表现为减速机齿轮损坏频繁，造成回转车台减速机齿轮损坏频繁的主要原因是设计缺陷。由于回转车台与翻车机距离太近，当推拉车机推回转车台上的空车时，该空车与空车线上已整列的其他空车挂钩发生撞击。撞击产生的反向作用力传递到推拉车机上（此时推拉车机正好行走到回转车台中间位置），并最终作用在回转车台上，使回转车台受到一个转动力矩。而此时车轮驱动电机已被抱刹刹住，车轮要转动，而电机不能转，减速机齿轮受交变应力作用，造成驱动减速机齿轮损坏频繁发生。
三、H-I型翻车机翻卸C8车辆技术改造整体思路
1、改造思路
本着从实际出发、实事求是、解决现场实际问题的原则。具体分析了翻车机工作原理及电气控制系统，并进行了技术经济价值分析，对存在问题进行剖析论证，确定改造方案。
2、技术改造
2.1将单向止挡器与缓冲止挡器制动铁鞋间距由原来的2150mm增大到2230mm，并相应的将止挡器联杆机构、电动执行机构、缓冲止挡器油缸的位置相应的向出车端平移80mm。
2.2翻车机在0°位置时，回转配重重心与回转中心连线与水平方向夹角为60°，距离R1为5400mm;货车重心与回转中心的垂直距离R2为2500mm，翻车机平台最大靠车行程为220mm。翻车机回转到30°时开始加速，电动机电流较大。货车自重和载重共增加G2为10.3t，需增加配重G1，以增大平衡回转力矩，减少电动机的驱动功率。
2.3将现有的缓冲止挡器的阻尼力增大，以抵消C80车辆的增大的溜车动能。
2.4为了防止出现车辆超重发生回溜掉车，以及两侧制动力矩不平衡造成驱动机构损坏的情况，将现有的制动力矩为2450N·m的制动器更换为制动力矩为3400N·m的制动器，保证制动安全，装置可靠。
2.5根据测量计算，可将平台推车器推车臂导向板长度缩短140mm，以保证推车臂正常打开和收缩。
2.6 货车车厢增长2.7m，根据测绘，可在溜煤板两端和煤篦子两侧墙壁上安装挡煤板，防止翻车时煤冲击到煤篦子外边。
2.7 适应机械改进情况，信号及传感器装置，信号取汲装置重新设计制作，调整适当位置，采用的接近开关和行程开关，要具有良好的防雨耐冲击等特点，寿命长性能可靠。
2.8 控制回路采用PLC控制，控制电缆和继电器大部分被取代，减少故障隐患和电缆的敷设量。 2.9 翻车机本体直流电机采用全数字调速控制装置，性能可靠，技术上有先进性。
3.0完善和增加必要的保护装置，采用硬件联锁和软件程序内联锁相结合方式并采用新型电机保护器等，使系统更安全可靠。
四、 新技术综合性改造
1. 工艺改进
1.1翻车机保留O 型转子强度高，结构稳定性好的优势，采用拨车机、推车机分别挂钩牵引重、空车，保证车辆在任一环节均处于受控状态。
1.2 设计翻车机油泵液压系统，将机械固车改为有源液压固车，通过调整液压参数可以有效控制靠车板和压车爪对车辆的锁固压力，减小对机械设备和车辆的撞压损坏。同时可以避免由于液压系统内泄产生的机损事故。
1.3加大拨车机的牵引能力，将一般配置为 4× 75kW 的驱动容量扩大为 6× 75kW 交流变频电机，牵引力由原 25 节扩大为72 节重车。
1.4 压车与靠车装置增加有源驱动系统，工作压力由油泵产生，工艺上改为先固车后倾翻， 彻底消除原有的倾翻冲击载荷。
2. 机械改进
2.1在煤一期翻车机采用液压马达驱动方式取代传统的电机—减速机结构，液压马达具有的低速大转矩的机械特性，完全符合翻车机工况的特性要求，且瑞典赫格隆液压马达自身构成一个完整的以 Sepide PLC 为核心的速度调控系统，应用调整非常简便。
2.2转子端环的内外径尺寸不变， 但原来的单板加筋结构改为箱形结构， 大幅度提高其强度和刚度。 其中煤一期翻车机两端环间采用三根箱形梁构成 C 型转子， 两串联转子之间选用膜片式联轴器作过扭矩保护连接。
2.3传动齿圈模数由原来的20mm 增加到 25mm ， 提高了单齿强度， 齿圈与端环之间采用铰孔精制螺栓连接， 且由原来的单排布置改为双排对称布置， 使得连接更加牢固。
2.4 增加推、拨车机大臂塔座的强度， 改进塔座与车体的连接， 取消大臂平衡油缸， 采用平行四边形的四连杆结构， 配以重锤式平衡配重， 从而消除大臂升降时产生的冲击力， 系统工作压力降低 50% 。
2.5改进推车机行走机构， 将水平限制轮的作用力不再施加于行走轨道内侧面， 而直接作用于齿条基础侧面。
2.6将推拉车机的推车功能分离出来，只保留其拉车功能，同时在空车线外侧新增l台空车调车机。
2.7采用电动机一减速机一小齿轮与地面齿条啮合的机械驱动方式，变速由变频电机加变频器来实现。
结语;综上所述，通过技术改造能使翻车机性能更好，承载量更大，而且也能降低操作人员劳动强度，促进生产能力提高，保证设备运行的稳定性、可靠性，能满足了翻卸C80载重量需要，提升了经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]陈立志，杨丽伟;秦煤三期翻车机改造设计[J];港工技术;2001年04期
[关键词] 翻车机 系统技术 改造措施
中图分类号：TH237 文献标识码：B
一、H-I型侧倾式翻车机翻卸C80车辆调查与分析
1、H-I型侧倾式翻车机工作原理
翻车机在0°位置时，平台上的定位装置制动铁靴处于升起状态，当满载的货车滑入翻车机，货车第一对轮和制动铁靴接触后缓冲制动停车。驱动电机启动，小齿轮带动回转盘绕回转轴旋转。与此同时翻车机平台在两个弹簧箱的作用下向靠车梁方向运动，当货车车厢和靠车梁接触后运动停止，平台锁定油缸闭锁，平台最大靠车行程为220。
压车机构采用的是重力加机械锁定方式，重力式压车对货车的压车力是逐步加载的，对车辆没有冲击力。如下式：
F=（m×g×R×sinA）/L
式中：F-对车厢顶部的压车力（N）;m-压车系统的总质量（kg）;g-重力加速度（9.8m/s2）;R-压车系统重心距回转中心的半径（m）;A-压车系统随翻车机运动时的回转角度（°）;L-压车梁回转中心到力作用点之间的距离（m）。从式中可知压车力随回转角度加大逐渐增加，在翻车机回转到105°-125°时压车力达到最大值。翻车机回转到90°左右时机械锁定机构动作，锁定压车机构。此时车辆转向架弹簧已充分释放，避免了卸车后弹簧反弹造成压车力超载。机械锁定机构在翻车机回转过程中当载荷超过重力压车机构提供的压车力时，能够提供可靠的压车力，防止车辆掉道，保证翻车机运行的安全。重车进入翻车机平台定位后，翻车机开始回转，当回转9°-30°时压车梁与车厢顶部接触，随着翻车机进一步回转，压车力逐渐增加。当翻车机回转到90°左右时，机械锁定机构入锁，翻车机回转到160°将货车中的物料卸入煤斗。翻车机返回到90°左右，机械锁定机构开锁，压车力随着翻车机返回，压车力逐渐减小，到9°-30°区间，压车梁与车厢顶部分离。翻车机返回原位后，平台车辆定位装置制动铁靴落下，推车器启动，将空车推出翻车机。
二、H-I型翻车机翻卸C80车辆存在问题及分析
随着国民经济高速发展，港口运输能力不断提高，C80车辆集载能力比其它通用敞车有较大提高，将逐渐取代C70系列车辆，但C80车辆集载能力自投运以来，也相对存在着一些问题，主要是回转车台故障不断，主要表现为减速机齿轮损坏频繁，造成回转车台减速机齿轮损坏频繁的主要原因是设计缺陷。由于回转车台与翻车机距离太近，当推拉车机推回转车台上的空车时，该空车与空车线上已整列的其他空车挂钩发生撞击。撞击产生的反向作用力传递到推拉车机上（此时推拉车机正好行走到回转车台中间位置），并最终作用在回转车台上，使回转车台受到一个转动力矩。而此时车轮驱动电机已被抱刹刹住，车轮要转动，而电机不能转，减速机齿轮受交变应力作用，造成驱动减速机齿轮损坏频繁发生。
三、H-I型翻车机翻卸C8车辆技术改造整体思路
1、改造思路
本着从实际出发、实事求是、解决现场实际问题的原则。具体分析了翻车机工作原理及电气控制系统，并进行了技术经济价值分析，对存在问题进行剖析论证，确定改造方案。
2、技术改造
2.1将单向止挡器与缓冲止挡器制动铁鞋间距由原来的2150mm增大到2230mm，并相应的将止挡器联杆机构、电动执行机构、缓冲止挡器油缸的位置相应的向出车端平移80mm。
2.2翻车机在0°位置时，回转配重重心与回转中心连线与水平方向夹角为60°，距离R1为5400mm;货车重心与回转中心的垂直距离R2为2500mm，翻车机平台最大靠车行程为220mm。翻车机回转到30°时开始加速，电动机电流较大。货车自重和载重共增加G2为10.3t，需增加配重G1，以增大平衡回转力矩，减少电动机的驱动功率。
2.3将现有的缓冲止挡器的阻尼力增大，以抵消C80车辆的增大的溜车动能。
2.4为了防止出现车辆超重发生回溜掉车，以及两侧制动力矩不平衡造成驱动机构损坏的情况，将现有的制动力矩为2450N·m的制动器更换为制动力矩为3400N·m的制动器，保证制动安全，装置可靠。
2.5根据测量计算，可将平台推车器推车臂导向板长度缩短140mm，以保证推车臂正常打开和收缩。
2.6 货车车厢增长2.7m，根据测绘，可在溜煤板两端和煤篦子两侧墙壁上安装挡煤板，防止翻车时煤冲击到煤篦子外边。
2.7 适应机械改进情况，信号及传感器装置，信号取汲装置重新设计制作，调整适当位置，采用的接近开关和行程开关，要具有良好的防雨耐冲击等特点，寿命长性能可靠。
2.8 控制回路采用PLC控制，控制电缆和继电器大部分被取代，减少故障隐患和电缆的敷设量。 2.9 翻车机本体直流电机采用全数字调速控制装置，性能可靠，技术上有先进性。
3.0完善和增加必要的保护装置，采用硬件联锁和软件程序内联锁相结合方式并采用新型电机保护器等，使系统更安全可靠。
四、 新技术综合性改造
1. 工艺改进
1.1翻车机保留O 型转子强度高，结构稳定性好的优势，采用拨车机、推车机分别挂钩牵引重、空车，保证车辆在任一环节均处于受控状态。
1.2 设计翻车机油泵液压系统，将机械固车改为有源液压固车，通过调整液压参数可以有效控制靠车板和压车爪对车辆的锁固压力，减小对机械设备和车辆的撞压损坏。同时可以避免由于液压系统内泄产生的机损事故。
1.3加大拨车机的牵引能力，将一般配置为 4× 75kW 的驱动容量扩大为 6× 75kW 交流变频电机，牵引力由原 25 节扩大为72 节重车。
1.4 压车与靠车装置增加有源驱动系统，工作压力由油泵产生，工艺上改为先固车后倾翻， 彻底消除原有的倾翻冲击载荷。
2. 机械改进
2.1在煤一期翻车机采用液压马达驱动方式取代传统的电机—减速机结构，液压马达具有的低速大转矩的机械特性，完全符合翻车机工况的特性要求，且瑞典赫格隆液压马达自身构成一个完整的以 Sepide PLC 为核心的速度调控系统，应用调整非常简便。
2.2转子端环的内外径尺寸不变， 但原来的单板加筋结构改为箱形结构， 大幅度提高其强度和刚度。 其中煤一期翻车机两端环间采用三根箱形梁构成 C 型转子， 两串联转子之间选用膜片式联轴器作过扭矩保护连接。
2.3传动齿圈模数由原来的20mm 增加到 25mm ， 提高了单齿强度， 齿圈与端环之间采用铰孔精制螺栓连接， 且由原来的单排布置改为双排对称布置， 使得连接更加牢固。
2.4 增加推、拨车机大臂塔座的强度， 改进塔座与车体的连接， 取消大臂平衡油缸， 采用平行四边形的四连杆结构， 配以重锤式平衡配重， 从而消除大臂升降时产生的冲击力， 系统工作压力降低 50% 。
2.5改进推车机行走机构， 将水平限制轮的作用力不再施加于行走轨道内侧面， 而直接作用于齿条基础侧面。
2.6将推拉车机的推车功能分离出来，只保留其拉车功能，同时在空车线外侧新增l台空车调车机。
2.7采用电动机一减速机一小齿轮与地面齿条啮合的机械驱动方式，变速由变频电机加变频器来实现。
结语;综上所述，通过技术改造能使翻车机性能更好，承载量更大，而且也能降低操作人员劳动强度，促进生产能力提高，保证设备运行的稳定性、可靠性，能满足了翻卸C80载重量需要，提升了经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]陈立志，杨丽伟;秦煤三期翻车机改造设计[J];港工技术;2001年04期