橋式抓斗卸船機(jī)接料系統(tǒng)改造

摘要：推薦一種用于橋式抓斗卸船機(jī)的新型接料系統(tǒng)，方便地實(shí)現(xiàn)對裝卸過程中灑落物料的回收，提高了經(jīng)濟(jì)效益，避免了物料對水資源的污染，保護(hù)了環(huán)境，本方案成本低廉、簡單實(shí)用，值得在散貨裝卸碼頭上廣泛推廣。

關(guān)鍵詞：落料回收；接料系統(tǒng)；卸船機(jī)

1引言。橋式抓斗卸船機(jī)是一種成熟、高效、安全的卸船設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力、港口、冶金、建材等行業(yè)。卸船機(jī)安裝在沿江或沿海碼頭上，通過抓斗將船艙內(nèi)的散裝物料（煤炭、礦石、礦粉、水泥、焦炭、灰渣、糧食等）抓取后移動到機(jī)上料斗上面，打開抓斗將物料卸至料斗內(nèi)，通過料斗下部給料設(shè)備將物料運(yùn)送到碼頭系統(tǒng)皮帶機(jī)上，再通過系統(tǒng)皮帶機(jī)將物料輸送到儲料場。目前在散貨碼頭上，間歇式卸船機(jī)以帶斗門機(jī)和抓斗橋式卸船機(jī)為主，橋式抓斗卸船機(jī)由于其對物料和船舶的適應(yīng)性、營運(yùn)成本以及避免波浪引起的船舶顛簸對卸船機(jī)的損傷等方面具有明顯優(yōu)勢，因而在近年形成的卸船機(jī)使用中尤以抓斗橋式卸船機(jī)應(yīng)用最為廣泛。抓斗橋式卸船機(jī)具有運(yùn)行可靠、故障率低、維修保養(yǎng)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是同連續(xù)式卸船機(jī)相比，其物料易灑落的缺點(diǎn)亦很突出。本文通過對江蘇沙鋼海力碼頭2臺1000t抓斗橋式卸船機(jī)落料回收裝置的成功改造，并通過與目前常用的幾種接料系統(tǒng)進(jìn)行分析比較，重點(diǎn)推薦介紹一種簡易實(shí)用的落料回收裝置--電動葫蘆驅(qū)動的下固定式接料系統(tǒng)。

2改造原因

江蘇沙鋼集團(tuán)海力6＃碼頭有兩臺1000t的橋式抓斗卸船機(jī)，接料板采用的是上固定液壓推桿式接料板，由于接料板設(shè)計不合理，經(jīng)常發(fā)生以下情況：液壓系統(tǒng)可靠性較差，故障頻繁，無法正常使用；接料板系鋼性結(jié)構(gòu)，在與船體相碰撞后，相互損壞多次，造成較大經(jīng)濟(jì)損失；當(dāng)對4萬噸以上的散貨船進(jìn)行作業(yè)時，由于大輪船體超過接料板高度，接料板無法使用，原料滑落長江造成較大經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境污染；接料板故障后，使抓斗中撒落的原料滑落長江。

因此急需對接料系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造。粗略計算如下：按國際慣例散貨碼頭裝卸卸作業(yè)允許損耗5-7‰計算，如果通過改造降低2‰的損耗，我公司一年從卸船機(jī)上卸原料2400萬噸，可降低損耗為4.8萬噸，如果鐵礦石價格按650元/t計算，那么每年可節(jié)約成本近3000多萬元，數(shù)額相當(dāng)可觀，而目前鐵礦石價格節(jié)節(jié)攀升，由此節(jié)省的原材料費(fèi)用將更為巨大。

3改造方案與具體實(shí)施措施

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，最終制定的改造方案如圖3所示，非工作狀態(tài)下，接料板向碼頭內(nèi)側(cè)收攏，以避免影響船舶靠泊；在進(jìn)行作業(yè)時，啟動電動葫蘆，將接料板慢慢放下，接料板放到位后主要由接料板兩邊的安全繩（或安全鏈條）承受接料板重量及物料沖擊力。灑落在接料板上的料順著接料板滑落到卸船機(jī)門框內(nèi)側(cè)的接料箱內(nèi)，然后將接料箱內(nèi)的物料定時收集至堆場。作業(yè)完成后，由電動葫蘆扳起接料板，以免影響船舶離港。在接料板靠船舷側(cè)沿邊裝一條膠板，外側(cè)兩端各安裝一只萬向輪，使接料板能更好的貼緊船舷，且能保證船舷油漆不被刮壞。在作業(yè)過程中，接料板放下時或許與貨輪掛梯有所干涉，故在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b檢測限位，當(dāng)卸船機(jī)移動過程中，接料板碰到掛梯時可以提示駕馭員抬起接料板。

由于是對在用卸船機(jī)的改造，有必要對改造部位進(jìn)行相關(guān)計算：

1）銷軸計算：

N=5t d=80mm 接料板與碼頭面成45度角計算

Mmax=3.54t*10000*65/2=1150500N.mm

W=π*d3/32=π*803/32=50265.5mm3

W=Mmax/W=1150500/50265.5=22.8N.mm-2

2）底座的計算：

N=5t d=90mmt=40mm D=180mm

a 孔壁承壓應(yīng)力計算；

Ac=∑ *d=40*90=3600mm

?滓=N/Ac=3.54t*10000/3600mm2=9.8N.mm-2

b 強(qiáng)度計算；

曲率半徑R=44.6mm h=45mm

K=R/h*㏑[(2R+h)/(2R-h)]-1=0.1

?滓內(nèi)=50000/45*40[0.405+0.095/0.1*45/(2*44.6-45)]=38.1Mpa

?滓外=50000/45*40[0.407+0.087/0.1*45/(2*44.6+45)]=19.4Mpa

鉸座處鋼結(jié)構(gòu)的處理

接料板底座等焊接在原主鋼結(jié)構(gòu)上，必須通過細(xì)部處理，確保其不傷及主鋼結(jié)構(gòu)。

a）接料板主鉸座。通過主鉸座前的擋板將力傳至前門架下橫梁腹板。

b）電動葫蘆底座。電動葫蘆底座中心對著前門架中梁的中心，在前門架中梁的中心有一塊8mm隔板，力傳至隔板。

因6#碼頭作業(yè)比較繁忙，在進(jìn)行接料板改造安裝時，宜以不影響碼頭作業(yè)為前提，經(jīng)過一個月的現(xiàn)場改造后，經(jīng)實(shí)際使用證明，上述方案效果非常理想，取得了社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。

4 與常規(guī)料斗接料系統(tǒng)比較

4．1 卷揚(yáng)式接料系統(tǒng)

卷揚(yáng)式接料系統(tǒng)原理（見圖1）：簸箕型接料板1在卷揚(yáng)機(jī)2的驅(qū)動下，通過三組轉(zhuǎn)向滑輪組3，繞料斗上沿的銷軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)物料在接料板上堆積到一定程度時，起動卷揚(yáng)機(jī)將接料板向上扳起，讓物料溜回料斗4內(nèi)。

本系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：減輕了勞動強(qiáng)度，不需要人力清理現(xiàn)場灑落的物料；本系統(tǒng)缺點(diǎn)：a系統(tǒng)復(fù)雜，需配置卷揚(yáng)機(jī)、滑輪組等，制造成本高；b需要經(jīng)常扳起落料板，影響工作效率； c結(jié)構(gòu)型式為剛性結(jié)構(gòu)，在接料板被非正常撞擊易損壞且修復(fù)困難，維護(hù)保養(yǎng)工作量大。

4．2 液壓式接料系統(tǒng)

液壓式接料系統(tǒng)原理（見圖2）：當(dāng)卸船機(jī)開始卸船時，起動液壓站推動液壓推桿2，使得接料板1繞料斗上沿的銷軸3轉(zhuǎn)動并向外側(cè)傾斜，當(dāng)有物料灑落時，傾斜的接料板使其滑落到船艙內(nèi)或者甲板上。

本系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；

本系統(tǒng)缺點(diǎn)：a）需配置液壓站、液壓管路，設(shè)備成本較高；b）結(jié)構(gòu)型式為剛性結(jié)構(gòu)，在接料板被非正常撞擊易損壞且修復(fù)困難，維護(hù)保養(yǎng)工作量大；c）當(dāng)接卸大型減載船型時或在高潮位空艙清艙工況時，船舷高于接料板下沿，無法實(shí)現(xiàn)落料回收功能。d）需用人力清理灑落的物料，效率低，勞動強(qiáng)度大。

4．3 電動葫蘆式接料系統(tǒng)

電動葫蘆式接料系統(tǒng)原理（見圖3）：在進(jìn)行作業(yè)時，啟動電動葫蘆，將接料板慢慢放下，接料板放到位后主要由接料板兩邊的安全繩（或安全鏈條）承受接料板重量及物料沖擊力。灑落在接料板上的料順著接料板滑落到卸船機(jī)門框內(nèi)側(cè)的接料箱內(nèi)，然后將接料箱內(nèi)的物料定時收集至堆場。作業(yè)完成后，由電動葫蘆扳起接料板，以免影響船舶離港。

本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):

a）首先造價低，整套成本僅為4萬元，不到液壓式接料系統(tǒng)的一半，是卷揚(yáng)式接料系統(tǒng)的四分之一；b）故障率低，內(nèi)收式接料板安裝位置在料斗之下，抓斗撞擊的幾率非常小，而且懸掛安全繩與電動葫蘆鋼絲繩均為柔性，抗撞擊能力明顯優(yōu)于前面兩種方案；c）維修方便，本系統(tǒng)中主要易損件為電動葫蘆，目前使用非常普及，零件通用性非常高。即使在卸船機(jī)作業(yè)時電動葫蘆不能及時修復(fù)，由于此方案中讓接料板繞支座轉(zhuǎn)動需要的力很小，緊急情況下可以利用兩只手拉鏈條葫蘆方便地將接料板收起，不會影響碼頭作業(yè)；d）而且根據(jù)每個碼頭的實(shí)際情況，可以進(jìn)行方案的完善。比如：當(dāng)碼頭配置一條地面膠帶時，可增加一個溜槽直接將物料滑落到膠帶機(jī)上，省掉了人力收集工作。

結(jié)語。綜上所述，本文認(rèn)為電動葫蘆驅(qū)動的下固定式接料系統(tǒng)成本低廉、簡單實(shí)用，值得在散貨裝卸碼頭上廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] GB3811-1983.起重機(jī)設(shè)計規(guī)范.

[2] GB18224-2000.橋式抓斗卸船機(jī)安全規(guī)程.

[3]張質(zhì)文、王金諾、虞和謙、包起帆.起重機(jī)設(shè)計手冊.北京：中國鐵道出版社，1998.