一種新型散裝糧食運(yùn)輸半掛車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

吳文波 宋立貴

WU Wen-bo et al

1.河北省機(jī)械科學(xué)研究設(shè)計(jì)院 河北石家莊 050051

2.河北昌驊專用汽車有限公司 河北黃驊 061100

1 前言

目前，我國(guó)糧食運(yùn)輸基本上采用傳統(tǒng)的包裝式運(yùn)輸，即在糧食收購(gòu)時(shí)采用麻袋或編織袋進(jìn)行包裝運(yùn)輸，到達(dá)糧庫(kù)時(shí)再拆包卸料。整個(gè)物流過(guò)程費(fèi)時(shí)多，人力物力損耗大，工作效率低下。隨著國(guó)家大力建設(shè)及糧食倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的改善，全國(guó)各地的糧庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施得到了快速地完善和發(fā)展，港口上現(xiàn)在也有大量的糧食流通，原有的傳統(tǒng)糧食運(yùn)輸方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足發(fā)展的需要，所以快速、高效、節(jié)能環(huán)保的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸成為必需。

國(guó)際上廣泛采用的是糧食散裝化運(yùn)輸，是指在糧食運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中實(shí)行散裝、散卸的作業(yè)方式，這種方式具有自動(dòng)化程度高、物流環(huán)節(jié)少、人力和物力成本低、運(yùn)輸效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前我國(guó)各地糧庫(kù)的卸糧方式基本分為地井式直下及平房倉(cāng)傳送帶輸送兩種，為滿足這兩種卸糧方式及港口物流的需要，設(shè)計(jì)研發(fā)一種運(yùn)用于糧食物流系統(tǒng)的新型散裝糧食運(yùn)輸半掛車成為國(guó)內(nèi)的迫切需求，可以大大提高糧食物流的管理效率和作業(yè)效率。

2 車型設(shè)計(jì)

車型設(shè)計(jì)要求糧食運(yùn)輸車既能夠滿足在卸糧坑的場(chǎng)地使用，即地井直下式卸料，也能夠在采用傳送帶傳送的平房倉(cāng)使用，以解決現(xiàn)有糧食運(yùn)輸過(guò)程中，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、糧食自卸剩余率高以及傳統(tǒng)糧食運(yùn)輸車型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)輸種類單一等問(wèn)題，同時(shí)有利于散裝糧食運(yùn)輸汽車的應(yīng)用和推廣?？紤]到我國(guó)糧庫(kù)實(shí)際運(yùn)行的情況，設(shè)計(jì)應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的綜合分析，主車型設(shè)計(jì)采用牽引車和半掛車組成的五軸汽車列車，牽引車驅(qū)動(dòng)形式為4×2，半掛車采用并裝三軸，車廂為廂式結(jié)構(gòu)，整備質(zhì)量為8000 kg，載質(zhì)量為28000 kg，有效容積為66 m3， 外形尺寸及質(zhì)量符合GB 1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》的要求。此車型設(shè)計(jì)裝卸糧速度快，裝載能力大，成本低，能夠滿足在比較簡(jiǎn)單的裝卸條件下實(shí)現(xiàn)快速的散裝糧食運(yùn)輸。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

新型散裝糧食運(yùn)輸半掛車總體結(jié)構(gòu)由半掛車車架、卸料斗、鎖緊裝置、車廂總成、內(nèi)部活動(dòng)底板、車廂頂棚、行走機(jī)構(gòu)等組成。

3.1 廂體與車門設(shè)計(jì)

車廂采用全封閉式廂式結(jié)構(gòu)，廂體側(cè)面采用波紋式深瓦楞板結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度能夠達(dá)到一般集裝箱瓦楞強(qiáng)度的一倍多。廂體側(cè)面設(shè)置4個(gè)單開門，均采用棘輪棘齒結(jié)構(gòu)，裝有定位及夾緊彈簧，可以在任意角度開啟和停止，能夠靈活地控制卸料速度且能夠方便右側(cè)進(jìn)行機(jī)械化裝卸袋裝貨物。車廂后門設(shè)計(jì)為對(duì)開式結(jié)構(gòu)，便于人員通過(guò)后門進(jìn)行內(nèi)部維護(hù)和變更結(jié)構(gòu)的操作。在側(cè)門和后門處均采用雙層密封條，密封性能好，在使用中能夠有效地避免運(yùn)輸途中發(fā)生糧食泄漏和進(jìn)水。

3.2 頂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為使頂部裝糧簡(jiǎn)易方便，能夠適用于傳送帶及鏟車裝糧等多種方式。將頂部設(shè)計(jì)為三面有人行走臺(tái)，中間為敞口的結(jié)構(gòu)。頂部封閉采用可活動(dòng)調(diào)整的蓬布，防雨性能好，開啟封閉方便。車廂內(nèi)設(shè)置拱形蓬桿用于支撐及導(dǎo)向蓬布，前后蓬桿用鋼板封死，阻止頂部氣體流入車廂。蓬布一端固定在車廂頂部邊梁上，蓬布另一端縫制成套裝，使頂棚轉(zhuǎn)竿插入并用固定鉚釘固定，當(dāng)蓬布卷起后在車輛一側(cè)用側(cè)檔固定，當(dāng)蓬布伸開后再用尼龍帶拉緊器固定，如圖1所示。此種車輛頂棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有操作方便、保險(xiǎn)可靠、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，加工制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 車廂底部結(jié)構(gòu)

車廂底部的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的重要部分，車廂底部與廂體連接設(shè)計(jì)無(wú)死角，全部采用劃料板設(shè)置，在進(jìn)行散裝糧食卸料時(shí)，能夠?qū)⑸⒓Z快速導(dǎo)出無(wú)殘留。為了使車型通用性更好，即能用于散裝糧食的運(yùn)輸也能用于其它貨物的運(yùn)輸，減少物流企業(yè)的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，將車廂底部設(shè)計(jì)為活動(dòng)底板結(jié)構(gòu)，活動(dòng)底板支起時(shí)用于散裝糧食的裝卸，放平時(shí)，用于袋裝貨物的裝卸。同時(shí)為了防止糧食滲漏到底板下面，在兩側(cè)活動(dòng)底板和前后廂板處采用優(yōu)質(zhì)的密封膠條加以密封?；顒?dòng)底板支起時(shí)的卸料角度設(shè)計(jì)很重要，要充分參考所運(yùn)輸?shù)募Z食的堆積角，我國(guó)主要糧食品種有豆類，其堆積角為24°～26°；玉米，其堆積角為30°～32°；稻谷，其堆積角為35°～37°；小麥，其堆積角為34°～36°。

綜合考慮各種糧食的堆積角和運(yùn)輸?shù)募竟?jié)性及流動(dòng)性，活動(dòng)底板支起時(shí)，兩面的卸料角度分別設(shè)計(jì)為42°及44°，以適用于各種散裝糧食的裝卸?；顒?dòng)底板的功能示意圖如圖2所示。

3.4 卸料口的布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.4.1 卸料口的布置及鎖緊裝置

現(xiàn)在各糧庫(kù)的卸糧方式基本分為地井式直下式及平房倉(cāng)傳送帶輸送兩種，地井直下式卸糧要求速度快，流量大，平房倉(cāng)傳送帶式卸糧速度要求速度慢，流量小。因此卸料口的設(shè)計(jì)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多級(jí)別多速度控制，同時(shí)控制裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單易操作，成本低。綜合車型的長(zhǎng)度要求，在廂體底板下左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)15個(gè)卸料口，每三個(gè)卸料口為一組，由一套鎖緊裝置控制其開啟，鎖緊裝置采用手動(dòng)的方式對(duì)卸料口進(jìn)行鎖緊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作。這樣就可以實(shí)現(xiàn)階梯式打開及鎖緊，以適合不同的卸料位置和卸料方式，如圖3所示。實(shí)踐證明，此種布置方式能夠很好的滿足地井式直下或卸糧坑的高速卸料，同時(shí)在卸料速度上又能與現(xiàn)在糧庫(kù)使用最廣泛的皮帶運(yùn)輸機(jī)的接料相配合。

3.4.2 卸料口結(jié)構(gòu)

卸料口由料斗焊合、導(dǎo)糧板、簸箕、合葉軸、定位塊、調(diào)整板、調(diào)整合葉組成。料斗焊合設(shè)計(jì)為前后左右四片不規(guī)則鋼板焊接成一體，參照各種糧食的堆積角度，組成的卸料角度設(shè)計(jì)大于37°，避免糧食殘留，實(shí)現(xiàn)自流卸料，結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。

導(dǎo)糧板用于連接料斗焊合與簸箕，采用U型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以防止卸糧時(shí)糧食的迸濺。簸箕用于糧食的導(dǎo)出，料斗焊合、簸箕焊接后中間由合頁(yè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)連接，在簸箕上設(shè)有定位塊用于簸箕在打開到使用角度后對(duì)其進(jìn)行定位，同時(shí)在簸箕上設(shè)置掛鉤，可以對(duì)卸料口進(jìn)行鎖止。為了實(shí)現(xiàn)卸糧速度和流量的控制，在導(dǎo)糧板內(nèi)部設(shè)置調(diào)整板及調(diào)整合葉來(lái)進(jìn)行糧食流量的調(diào)整，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)整板的角度來(lái)控制卸糧的流量，同時(shí)在調(diào)整板上又焊接了防溢板用于防止卸糧時(shí)糧食外溢，如圖5、6所示。

此卸料口設(shè)計(jì)承受壓力大，操作方便、雙密封保險(xiǎn)、卸糧流速可控（散糧車卸車速度可在30～400 t/h之間調(diào)整）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、殘余率低，在用戶實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并得到了國(guó)家糧食局的認(rèn)可和推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)用新型散裝糧食運(yùn)輸半掛車是針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有糧庫(kù)及港口的實(shí)際情況并兼顧運(yùn)輸企業(yè)的成本要求而設(shè)計(jì)的通用車型，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、糧食殘余率低、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，非常適合運(yùn)輸糧食系統(tǒng)的貨物，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我國(guó)現(xiàn)有的糧庫(kù)實(shí)際生產(chǎn)，并取得了良好的效益。同時(shí)本次車型設(shè)計(jì)中，車廂底部的導(dǎo)糧板經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單變動(dòng)就可以轉(zhuǎn)變成平底板，用于運(yùn)輸除散裝糧食外的普通貨物，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效地避免了在糧食運(yùn)輸中返程空載的問(wèn)題，在返程中可以根據(jù)需要運(yùn)輸其他貨物，大大提高了運(yùn)輸效率和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]馮晉祥.專用汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械設(shè)計(jì)出版社,2007.

[2]QC/T 456-1999.顆粒糧食散裝車技術(shù)條件[S].