机车转向架存取重载货叉机构设计

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Abstract：Considering the fork mechanism of rail.mounted aisle stacker in the automatic bogie high-rise warehouseapplied to Beijing railway passenger transport and Guangzhou railway transport maintenance bases，the paper introduces theprinciple，structure and design essentials of the fork mechanism appropriate for storing cargoes(such as bogie)with self-movable and massive features。

Keywords：bogie；automatic high-rise warehouse；rack；four-pillar stacker；fork；design。1-' 磊 罢我国中长期规划建设的高速铁路客运专线至 CRH 4种车型，其对应着 CRH2、CRH 、CRH 、《起重运输机械》 2012(12) - 41-CRH 4种转向架，且每种动车组的转向架分动力转向架和非动力转向架两类。

转向架是机车车辆重要的组成部件之-，任何铁路机车车辆转向架都必须完成承载、牵引、缓冲、导向、制动等任务。转向架质量大 (机车转向架重约20 t)，体积大 (长度约4.5 m、宽度约3.15 m、高度约1.1 m)，由轮对直接向钢轨传递质量并通过轮对的回转实现在钢轨上平移。目前针对该产品的自动化立体仓库在国内尚属首例，其中有轨巷道堆垛机的货叉机构更是填补了国内重载货叉的空白。

本文所介绍的有轨巷道堆垛机的货叉机构可扩展应用于所有列车转向架或类似于转向架的有车轮支承并可移动的产品。

定货位，利用载货台的平移和提升实现与货架上钢轨的精确对接，利用移动货叉机构和可伸缩的机械推拉小轮，将转向架推至货架，反之也可将转向架由货位拉至载货台。

-l 二 二 [ 1 / 昌 /昌 J- ： [ 翻 蓠 1：l二l二 ：1二 l 即 二l： ： 二1.承重钢轨 2.下叉 3.中叉 4.上又 5.承重钢轨驱动装置 6.上又驱动装置 7.中叉驱动装置图 1 货叉机构1 传统直线差动式伸缩货叉机构 3 重载货叉机构结构货叉机构是堆垛机存弱物的执行机构，装设于堆垛机载货台上，承载货物进行升降，并能向堆垛机两侧 的货架伸出，以取出或放进货物。

为了减小巷道的宽度，并确保足够的伸缩行程，根据托盘的形状、单元货物的尺寸与质量等，通常采用三级或二级直线差动式伸缩货叉机构，为悬臂滑叉式，传动方式采用齿轮齿条式或链条式。

根据货架堆放货物及托盘的要求，货又有叉车式、钩接式、侧带式等。其中叉车式货叉利用叉车提升或下降进行货物的存取；钩接式货叉采用挂钩钩住专用集装盒的方式存弱物；侧带式货叉采用牢牢夹住存放物品的方式存弱物。上述货叉的额定载货量 目前在国内还没有突破 3 t，存弱物的深度-般在 1.5 m以下，故若采用传统直线差动式伸缩货叉将难以实现转向架的存取作业。

2 重载货叉机构工作原理基于转向架的特点，采用-种无托盘堆垛机货又机构对转向架进行存放运输，见图 1。该货又机构在堆垛机载货台上设置-对承重钢轨，钢轨之间的距离为转向架轮距，转向架的重力由这对钢轨承受，从而使货又在存取转向架时不受转向架的竖向重力载荷，仅承受转向架与承重钢轨之间的纵向摩擦力。其工作原理：堆垛机载货台上的承重钢轨与库区地面的钢轨精确对接后，将转向架推到载货台的钢轨上，然后堆垛机运行到指- 42 - 承重钢轨可在承重钢轨驱动装置的作用下沿导向槽向左右两个方向伸缩运动，实现与库区地面钢轨或货架上钢轨的精确对接。

无论是采用链轮链条机构传动，还是齿轮齿条机构传动，传统直线差动式伸缩货叉机构的下叉皆固定于载货台上，相对于载货台静止不动，当中叉相对于下叉运动时，其传动机构构成 动滑轮和定滑轮的动滑轮组”效应，若中叉相对于下叉运动速度为 ，则上叉以相对于下叉3倍的速度运动。

同传统直线差动式伸缩货叉机构，本货叉机构的下叉固定在堆垛机载货台上。与传统直线差动式伸缩货叉机构仅采用-套驱动装置由 动滑轮和定滑轮构成的动滑轮组”来实现中叉和上又的伸缩运动不同，本货叉机构的中叉和上叉分别采用各 自独立的驱动装置，即中叉和上叉可以以各 自不同的运行速度相对于下叉运行。

当需要从货架提取转向架时，堆垛机先运行到指定货位位置，载货台升降到指定货位高度后，承重钢轨与货架上的钢轨精确对接，完成转向架从货架到载货台的运行轨道的搭设工作。中叉和上叉伸出至转向架第-个轮对位置附近，由传感器精确判断轮对车轮位置后，上叉执行夹紧轮对车轮的动作，然后上叉牵引转向架沿轨道从货架移动到载货台上，中又缩回载货台后承重钢轨也缩回载货台，完成转向架的提取任务。反之，可将转向架由载货台上送人货架。

《起重运输机械》 2012(12)4 货叉机构驱动电机功率计算若转向架与钢轨之间的运行阻力为 ，上叉与中叉之间的运行阻力为 ，下叉与中叉之间的运行阻力为 ，则上叉驱动装置的载荷F 上叉驱动电机静功率p - ! !1 000"0式中： 为上叉运行速度，m/s； 为机构传动效率。

中叉驱动装置的载荷F 中叉驱动电机静功率p - ! !。1 000r/式中： 为中叉运行速度，m/s。

若转向架在载货台上，此时承重钢轨与转向架之间的运行阻力为 ，承重钢轨与导向槽之间的运行阻力为 ，则承重钢轨驱动装置的载荷F。fl承重钢轨驱动电机静功率p - !1 000r/式中：'/3 为承重钢轨运行速度，m/s。

5 应用情况所研究货叉机构的优点在于：此货叉机构将笨重庞大的转向架 推”着移动，而不是像传统三级或二级伸缩式货叉机构，将货物 托”着移动，利用承重钢轨承受转向架的重力载荷，从而使伸缩货叉的结构简单，质量轻；货叉通过转向架自身的车轮运转实现货物存取，转向架存取过程中不需专用托盘，节省了专用托盘的费用。

该货叉机构已申请专利，目前已应用在北京动车客车段建立的转向架 自动化立体仓库的四立柱有轨巷道堆垛机上，在即将建成的广州动车段转向架自动化立体仓库中也将采用该货叉机构。