托盘式分拣机是机场行李主动处理体系的中心设备之一，托盘式分拣机的节能剖析对“四型机场”建造及“十四五”规划目标的抵达具有重要意义，本文经过对托盘式分拣机作业原理、机械体系、操控及电气体系的剖析，研讨其耗能点，并针对性提出节能办法或计划，为托盘式分拣机的节能规划、节能作业及保护供给了辅导。

  2019年9月25日，习亲身到会北京大兴国际机场投运典礼，对民航作业作出重要指示，要求建造以“安全、绿色、才智、人文”为中心的“四型机场”，为我国机场未来开展指明晰方向。其间，绿色机场是在全生命周期内完结资源集约节省、低碳作业、环境友好的机场[1]。《“十四五”民用航空开展规划》中提出预期目标，其间机场单位旅客能耗（千克规范煤）由0.948下降为0.853[2]。

  托盘式分拣机是大中型纽带机场行李处理体系中运用最广泛的中心分拣设备之一，其作业能耗的下降是绿色机场建造的重要方面。因而，有必要对机场行李托盘式分拣机进行体系原理剖析，并进一步讨论或许的节能办法或计划，为机场行李托盘式分拣机的节能性优化供给辅导，为“四型机场”建造及“十四五”民用航空开展规划目标抵达供给技能根底。

  机场行李主动处理体系是一套集机械传送、电气操控、信息管理、网络通信、工业监控等技能于一体，完结主动对机场行李进行快速精确分拣处理的机电一体化体系，是机场运营的中心保障体系和现代空港地勤设备重要的成套配备之一[3]。

  机场行李主动处理体系首要类型有推臂式行李分拣体系、托盘式行李高速主动分拣体系、穿插带式行李高速主动分拣体系、ICS （Individual Carrier System）主动分拣体系等，其间以托盘式分拣机为中心会集分拣设备的托盘式行李高速主动分拣体系，是现在大中型纽带机场中运用最广泛的行李主动处理体系。托盘式行李高速主动分拣体系首要组成包含离港值机体系、中转值机体系、托盘式分拣机、滑槽、转盘及早到体系等，如图1所示[4]，可见托盘式分拣机是该体系中最大的单体设备之一。因而，对托盘式分拣机进行节能剖析，对托盘式行李高速主动分拣体系的节能规划具有重要辅导意义。

  托盘式分拣机接纳由高速注入体系进入的行李，将行李运送至指定滑槽方位时，经过倾翻托盘的方法将行李卸载到指定滑槽，完结行李的主动分拣，其体系原理如图2所示[5]。由托盘式分拣机作业原理可知，从行李分拣耗能的视点剖析，其首要能耗点在于行李的运送与行李的倾翻。

  托盘式分拣机首要由托盘组件、倾翻安排、运载小车及轨迹体系组成，托盘组件装置在倾翻安排上，倾翻安排装置在运载小车上，运载小车首尾相连，经过导向轮及承载轮作业于轨迹体系上，其间小车一般由直线电机驱动，托盘式分拣机首要典型结构如图3所示，小车典型根本结构如图4所示。

  托盘式分拣机经过小车承载行李、托盘组件与倾翻安排在轨迹上作业，完结行李的运送。因而，小车是行李运送运动能量的供给部件，也是运送能量的首要耗费部件，需对小车能量耗费方式进行剖析。运载小车竖向力首要由承载轮承当，横向力首要由导向轮承当，小车在作业进程中小车间的拉压力由关节轴承及其销轴承当，由此可知，小车的能量耗费点首要有：（1）承载轮与轨迹间的滚动冲突耗能；（2）承载轮本身轴承冲突耗能；（3）承载轮摇摆销轴冲突耗能；（4）导向轮与轨迹间的滚动冲突耗能；（5）导向轮本身轴承冲突耗能；（6）关节轴及销轴承冲突耗能。

  托盘组件承载行李，当作业到指定分拣口方位时，倾翻安排带动托盘组件进行倾翻动作，使行李从托盘组件滑入滑槽，完结行李的卸载。因而，有必要对行李的倾翻动作进行耗能剖析，首要剖析目标为托盘组件及倾翻安排。

  倾翻安排典型结构如图5所示，其驱动及传动组成包含：驱动电机、减速器、传动齿轮及滚轮导向槽等。据此，可剖析倾翻安排耗能点有：（1）减速器传动功率耗能；（2）齿轮传动耗能；（3）齿轮轴支撑轴承冲突耗能；（4）滚轮与滚轮轴冲突耗能；（5）滚轮与导向槽冲突耗能；（6）导向板滚动销轴冲突耗能。行李注入托盘组件后，托盘倾翻行李，或许会改动行李的重力势能，然后产生能量的耗费。

  以上对托盘式分拣机的首要机械结构进行了耗能剖析，为机械体系节能计划的提出，确认了研讨目标，供给了理论根底。

  由机械体系结构剖析可知，托盘式分拣机作业驱动力源于直线电机及倾翻安排电机，因而操控体系能量损耗首要由直线电机及倾翻安排电机功率损耗产生。此外，操控或电气体系首要组成包含电机驱动器、变频器、网关、操控器及传感器等器材，也会耗费部分能量。其间，直线电机一般选用变频器驱动，由PLC宣布操控指令，操控直线电机的启停及调速，其根本操控原理如图6所示。变频器作为工频电网到变频电网的转化器材，相对其他电子器材能量耗费，会产生较大的能量损耗（约5%）。

  传动体系节能规划：（1）倾翻安排传动装置类型首要有齿轮传动及蜗杆传动等，在制作精度或传动比相同的条件下，蜗杆传动功率比齿轮传动功率更低[6]，因而从节能的视点，应优先选用齿轮传动更契合传动的节能规划，如图5所示结构；（2）滚动轴承与滑动轴承比较，冲突阻力更小，功率更高，比较滑动轴承，滚动轴承发动和作业的冲突力不同较小，选用滚动轴承比较滑动轴承的发动阻力更小[7]，从作业与发动进程节能的视点，应优先选用滚动轴承代替滑动轴承或优先选用滚动冲突结构代替滑动冲突结构，如倾翻安排滚轮结构及运载小车承载轮摇摆销轴结构均为滑动冲突结构，滚轮与导向槽之间为滚动冲突结构；（3）串联传动体系的全体传动功率，是各传动安排传动功率的乘积，所以应尽或许下降传动体系的杂乱程度，削减传动安排的数量，然后削减能量的损耗；（4）倾翻安排减速器一般为规范收购件，规划时只需依据技能要求进行选用，可优先选用高功率的减速器，然后使体系更节能；（5）进步零部件的加工工艺，削减因零部件的加工水平导致的能耗的添加，如导向板滚动销轴结构、滚轮与导向槽结构等，当加工精度缺乏，外表粗糙度过大等，均会增大冲突阻力，导致能耗的添加。

  保护保养节能：（1）机械体系在运用进程中，各部位之间必定会产生相应的冲突，如导向板滚动销轴结构间的磨损，以及将滚轮与导向槽结构间的冲突等，假如不注重对托盘式分拣机的定时检修，使得各部位之间长期处于作业状况，使其冲突力增大，那么必然会添加作业功率，添加作业进程中的电能损耗。因而，需求注重日常检修及保养作业，经过定时的毛病排查和零部件设备替换，对易磨损的部位进行光滑，削减托盘式分拣机作业中各部位之间的冲突，然后抵达下降能耗的意图；（2）可选用先进的监测设备，对托盘式分拣机的作业能耗进行实时调查，当托盘式分拣机在作业进程中出现异常的电能耗费状况，就及时安排人员进行检查保护。

  在作业操控方式节能方面：（1）快慢循环操控是选用变频器来操控作业的速度，当有行李注入时，以额外速度作业，当在一段时刻内没有检测到行李注入时，开端减速转为低速作业，进入待机作业状况；（2）快慢停循环是选用变频器来操控作业的速度，当有行李导入时，以额外速度作业，当在一段时刻内没有检测行李注入时，开端减速转为低速作业，当再过一段时刻仍没检测到行李导入时，开端进入中止作业状况，进一步进步节能率；（3）间歇作业循环，当有行李导入时，以额外速度作业，当过一段时刻仍没检测到行李导入时，直接进入中止作业状况，其节电比较显着，但由于发动和中止过于频频，或许会使托盘式分拣机机械磨损显着添加，且起动电流过大也会对电网形成必定冲击。

  经过节能作业操控带来的长处，除可以起到节能作用，还有如下长处：一是下降零部件替换费用，一起有利于延伸托盘式分拣机的运用寿命。当设备长期处于高速作业的状况，滚轮、齿轮、销轴等要害部件磨损加重，终究需求替换。而替换这些部件的费用高、难度大，且会添加停机时刻；二是削减机械部件磨损严峻导致的毛病率高、噪声大、各项安全参数超支，无法确保运用安全，乃至无法运用的状况产生。

  在高效电机节能方面，电机作为托盘式分拣机作业的动力源，其能量耗费是最大的，其功率凹凸直接决议托盘式分拣机节能功能的凹凸，应选用高功率的电机替代低功率的电机。

  在能量回馈节能方面，当体系减速时，电机处于发电作业状况，关于能耗制动方式，其再生的能量以热能的方式耗费在制动电阻上；而关于能量回馈技能方式，可将再生的能量回馈电网，然后起到节能作用。

  在工频变频切换节能方面，在额外速度作业时，由50Hz的工频电源进行供电，变频器不投入作业。当在无行李注入必定时刻后，将由工频电源供电切换到变频器供电，然后使托盘式分拣机进行低速作业或中止作业，然后抵达节能的意图。当有行李再次注入时，由变频器供电，托盘式分拣机作业加快到额外速度，当抵达额外速度后，由变频器供电切换到工频电源供电作业。工频变频切换节能技能的长处，是完结额外速度作业时选用工频电源供电，额外速度以外的状况选用变频器供电，削减了额外速度下变频器的能量转化丢失，进步了功率。无行李时低速作业或中止，选用变频操控，使体系平稳调速，对机械体系的冲击较小。

  经过对托盘式分拣机的作业及结构原理剖析，从机械体系、操控与电气体系视点，别离研讨耗能点，并进一步讨论了机械、操控与电气方面的节能办法或计划，然后剖析得出，机械体系的首要节能办法或计划首要有传动体系节能规划与保护保养节能，操控或电气体系节能办法或计划首要有：作业操控方式节能、高效电机节能、能量回馈节能、工频变频切换节能，为托盘式分拣机的节能规划、节能作业及保护供给了技能改善方向。