針對輸送帶、鏟車、簸箕、汽車衡及溜槽等汽車裝載設備裝車時需反復啟停汽車、裝載 后需要司機上車平煤的問題，提出了汽車拖動裝置的自動化裝載工藝，研制出一套全自動拖動裝 置。研制現場模擬表明：裝置實現了汽車進入軌道后的勻速行進，無需司機干預，快速完成裝車、布 料平車，40t載重貨車裝車效率提高約60%、時間縮短為1.5 min，車廂內料堆截面滿足運輸要求無 需人工修整。

隨著社會經濟的快速發展，對散裝物料的公路 運輸的需求越來越大，公路運輸機動靈活，適應性 強，在中、短途運輸中運送速度較快，初始投資少，資 金周轉快，從而使汽車運輸得到了長足的發展，作為 散裝物料的煤炭運輸在汽車運輸中占有相當大的比例。

目前，煤炭汽車裝運普遍采用經驗裝車和汽車衡計量的方式，需要反復裝卸才能滿足噸位要求，裝 車精度低，裝車效率低，嚴重制約煤炭外運的效率，而且造成周邊環境的污染。本文提出了自動化裝載 拖動裝置及平車工藝，并研制了汽車自動拖動裝置，從根本上減輕工人的勞動強度，提高裝車速度、效 率，滿足了散裝物料外運要求。

1.工藝流程

交通運輸部在2016年〈〈超限運輸車輛行駛公路 管理規定》認定車輛超載超限標準時，將車輛按軸 數劃分。運輸散裝物料的汽車是公路運輸的主要運 輸工具，具有功能多樣的車型，目前煤礦常用的車型 的車廂參數如表1所示。

根據車型參數，按最長車型考慮，汽車并排的雙 輪胎寬度750 mm，從而確定自動拖動裝置設計長度 20 m、單側槽軌內寬1.2 m，整體結構埋深615 mm, 支撐板與地基平齊，保證汽車順利進入預定槽軌。拖 動輪胎的裝置采用滾筒結構行走，由電機減速機驅動 實現不同汽車的裝車要求，通過變頻控制實現車輛的 勻速前進。煤流通過垂直伸縮溜槽進入車廂，在車廂 內堆積成形，如圖1所示。

自動拖動裝置工作原理：車輛駛入工位、拖動裝 置啟動、鏈條牽引滾筒裝置帶動汽車勻速前行、汽車 車廂前端經過溜槽前端時，溜槽下降合適高度、閘門 打開放料、煤炭通過溜槽落到車廂里，同時依靠溜槽 底部的平煤裝置平整、提升溜槽、拖動裝置停止、汽 車駛離10個階段：司機通過安裝在自動拖動裝置入 口的輔助定位器引導駛入槽軌內，停止，操作人員通 過裝車站安裝的攝像探頭對汽車的位置進行再確認；確認完成后啟動自動拖動裝置，且該裝置前行， 牽引汽車勻速向垂直伸縮溜槽方向移動，當汽車車 頭越過伸縮溜槽最前端時，操作人員快速下放伸縮 溜槽，在溜槽下降合適高度的同時上方的計量料斗 秤按車型的運載量稱重完成后開始裝車，伸縮溜槽 設置有平煤裝置，放料過程中，將煤平整地布置在汽 車車廂內，拖動裝置的速度可以通過變頻器調整，行 進速度能與料流速度有機結合，最后裝車形狀為梯 形，保證裝車的效果和效率。煤炭裝載完成后，伸縮 溜槽上升，拖動裝置繼續前行，當汽車車頭距離拖動 裝置前端1 m后，接近開關反饋信號，拖動裝置停 止運轉，通過響鈴，提醒汽車司機，司機開車駛離拖 動裝置，完成一次裝車過程。該裝置能滿足任何車 型的需要。

2.裝置研制

為滿足裝車能力要求并實現系統的平穩運行， 對自動拖動裝置的結構、電機功率及滾筒組件的結 構及功能進行了研究。

(1)結構研究

為保證拖動裝置運行平穩，受力均勻遞增，裝車 形狀均勻，同時滿足裝車能力的要求，拖動裝置的截 面需滿足汽車單側輪胎通過的要求。仿刮板輸送機 結構，拖動裝置是有撓性牽引鏈的連續運轉機構，將 刮板改成滾筒結構，而且僅需要2套滾筒組件，滾筒 結構需要強度高，剛性好，保證滾筒組件在牽引鏈條 的牽引下，在裝置內部滾動順暢，無卡阻，拖動裝置 的中板、底板全封閉，中板厚度的選取，必須滿足車 輛的重量要求。汽車輪胎最寬處為750 mm (雙輪 胎），為保證單側輪胎能在裝置槽箱里平穩移動，將 裝置槽箱寬度設計成1.2 m，同時裝置上方為水平 對開式放料閘門及垂直伸縮溜槽，落料速度與拖動 裝置行進的速度相匹配，拖動裝置的速度通過變頻 器調整。時間與受力情況分析如圖2所示。

(2)放料速度與拖動裝置速度的匹配 已知汽車定量裝車站上棧帶式輸送機輸送能力2000 t/h，放料 口尺寸 1 200 mmxl 200 mm。根據裝 車能力的需要，車型載重按40 t考慮，在65 s內必 須完成裝載。

則拖動裝置的速度U1≥0.454 m/s。考慮汽車調 整時間，確定拖動裝置的速度^=0.5 m/s。

(3)電機功率

拖動裝置運行時要克服由于煤炭不斷增加的重 量造成汽車輪胎沿槽內的阻力不斷變化，汽車輪胎 與滾筒間的相對運動的阻力也在不斷增加，刮板鏈 沿運行方向的摩擦阻力也在增大，其張力沿運行方 向逐漸增加，一般采用逐點計算法進行計算，其規則: 牽引鏈上任意點的張力等于前一點的張力值與這2 點之間的區間阻力之和。傳動系統按圖3逆時針運 行時，鏈條在鏈輪驅動下水平方向運行，最小張力 點、最大張力點分別為驅動鏈輪的繞出點1點、繞出 點4點。在1點和4點之間，存在刮板鏈阻力、汽車 輪胎與輸送軌道及滾筒間摩擦力、改向鏈輪曲線段 的阻力。

汽車自重15 t計算，滾動摩擦系 數取0.01，考慮1點的張力為初張力，取S1=5.5 kN, 沿轉動方向計算&、&、S4各點的張力，按照汽車快速 定量裝車站裝車能力2 000 t/h的要求，自動拖動裝 置各參數計算如下：

通過計算，得出驅動電機功率為27 kW，査電機 選型手冊，從而確定使用30 kW電機。

(4)滾筒組件結構

圓環鏈牽引的滾筒組件是整個拖動裝置的關鍵 部件，為了確保鏈條上的滾筒能很好與汽車輪胎有效 接觸，受力合理，設計的滾筒直徑為準240 mm，滾筒內部的結構參照帶式輸送機滾筒設計，結構簡單，緊湊，強度高，變形小，無需維護。

滾筒材質為Q460高強度鋼，硬度高，塑性好， 主要零件加工過程一次成型。如圖4所示.

拖動裝置自研制成功并進行了一系列實驗，取 得了專利證書，通過載重汽車的檢驗，得到了客戶一 致好評。其主要參數：

通過能力/車次 50

驅動功率/kW 30

運行速度/m.min-1 30

3.結語

根據現場汽車裝煤的特點，研制出國內首套汽 車裝車站用自動拖動裝置。該裝置可適應不同車型， 很好地實現了汽車入位后的快速定量裝載和自動拖動，以裝車質量為前提，裝車效率為優先，從而提高 煤炭等散裝物料裝載運輸自動化水平。由于推出時 間較短，還有些需要考慮的因素，有待在以后的設計中改進，完善，保證推廣應用到更多的行業和地區。