淺談提高散糧裝車漏斗安全性和完好率的技術(shù)改造措施

在港口散糧作業(yè)中，門機(jī)是卸船機(jī)作業(yè)中的主要設(shè)備[1]。山東港口日照港裕廊股份有限公司主要經(jīng)營大豆、玉米和木片等貨物，是我國糧食和木片進(jìn)口最大的港口。目前散糧疏港作業(yè)方式有火車疏港和汽運疏港兩種方式，其中汽運疏港占80%左右。傳統(tǒng)散裝汽運作業(yè)一般流程是采取門機(jī)直取落地，利用液壓抓料機(jī)、裝載機(jī)、翻斗車等流動機(jī)械進(jìn)行發(fā)貨，整體作業(yè)效率較低且產(chǎn)生較高的人工、機(jī)械費用。同時大量貨物堆存于碼頭前沿，易受周邊環(huán)境污染，一旦雨雪天氣突然來襲容易造成大量水濕等貨損事故。由于門機(jī)卸船作業(yè)和裝車作業(yè)存在空間上的交叉，只能優(yōu)先進(jìn)行卸船作業(yè)，再進(jìn)行汽運疏港作業(yè)，導(dǎo)致疏港效率較低，嚴(yán)重制約著高效港口的建設(shè)。為提高散糧裝車效率，參考國內(nèi)外各港口漏斗使用經(jīng)驗，根據(jù)散糧流動性特點，設(shè)計并制造了6臺散糧裝車漏斗（如圖1所示）用于配合門機(jī)散裝汽運作業(yè)。散裝汽運作業(yè)流程改變?yōu)殚T機(jī)卸船作業(yè)時抓斗直接投放到漏斗內(nèi)，由放料人員遠(yuǎn)程控制閥門啟閉完成裝車，避免二次裝車帶來的諸多問題。

圖1 散糧裝車漏斗圖

1 設(shè)備現(xiàn)狀

由于漏斗設(shè)計理念過于保守，且未考慮漏斗在日常使用過程中移動、使用頻率以及安全環(huán)保等因素，出現(xiàn)了以下4個問題。①豎梯安裝位置不合適。豎梯設(shè)計安裝在兩個叉刀庫之間，漏斗在使用叉車叉移過程中，經(jīng)常被擠壓變形，豎梯結(jié)構(gòu)不標(biāo)準(zhǔn)，攀爬時費時費力。②漏斗無支腿行走輪，參與卸船作業(yè)時每次需要搬運移位，因漏斗支腿不能原地旋轉(zhuǎn)，每次搬運漏斗耗時較長（近1 h左右）,漏斗作業(yè)過程需要根據(jù)生產(chǎn)情況使用門機(jī)隨時調(diào)整位置，用時較長。此外，漏斗搬運需要2臺25 T叉車同時配合，每次搬運需要一臺叉車從公司北區(qū)場地來回往返南區(qū)場地一次，且叉車搬運過程中極易造成漏斗叉刀庫變形開裂，產(chǎn)生額外維修成本。③漏斗平臺積料較多，清理困難。由于設(shè)計時未考慮漏斗平臺積料清理問題，造成每次作業(yè)后，需要安排人工清理，費時費力。④弧形門電動推桿故障率高。隨著漏斗在散糧直取作業(yè)中的利用率增高，超出了原先設(shè)計時的最高連續(xù)作業(yè)時間，電動推桿故障率陡然增大，已嚴(yán)重影響卸船效率。⑤設(shè)計理念保守，未考慮揚塵問題。隨著環(huán)保督查加大以及建設(shè)綠色港口理念的持續(xù)深入，粗放作業(yè)已經(jīng)成為過去式，后期使用篷布封擋漏斗兩側(cè)和平臺護(hù)欄（如圖2所示），效果較差，且增加了漏斗的迎風(fēng)面積，遇到突發(fā)大風(fēng)可能會使漏斗滑移甚至傾覆，安全隱患極大。以上這些問題，不但會對機(jī)械設(shè)備和人員安全產(chǎn)生危害，還會造成人力物力浪費，產(chǎn)生揚塵等環(huán)保問題，給正常卸船作業(yè)造成困擾，亟需解決。

圖2 篷布封擋漏斗圖

2 改造方案

針對以上4類問題和不足，組織多名專業(yè)技術(shù)人員和操作人員成立技術(shù)攻關(guān)小組，經(jīng)過多次現(xiàn)場研究，逐個剖析內(nèi)在原因，確定相應(yīng)改造思路和改造方案。

（1）根據(jù)漏斗實際移動情況，為避免叉刀庫和漏斗豎梯位置重疊帶來的設(shè)備損壞，平臺豎梯需要從側(cè)面中間位置改移至他處?？紤]到漏斗整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，經(jīng)過論證，將其改移至支腿邊角位置最為合適。根據(jù)現(xiàn)場情況，有4個位置可供選擇，由于該豎梯需要兼顧電動推桿維修，還需考慮避免在車輛倒車進(jìn)入漏斗時碰撞豎梯，因此確定將豎梯改移至漏斗右后側(cè)。此外，根據(jù)GB 4053.1—2009、GB 4053.2—2009、GB 4053.3—2009等固定式鋼梯及平臺安全要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)籠宜采用圓形結(jié)構(gòu)，應(yīng)包括一組水平籠箍和至少5根立桿[2]，原有豎梯護(hù)籠不符合標(biāo)準(zhǔn)，立桿只有3根，且梯梁間踏棍供踩踏表面的內(nèi)側(cè)凈寬度大于600 mm，在同一攀登高度上該寬度也相同，作業(yè)人員攀爬時存在安全隱患。

（2）由于汽運作業(yè)時漏斗要臨近貨堆，方便流動機(jī)械取料裝車，縮短行程，因此經(jīng)常需要根據(jù)物料情況隨時調(diào)整位置。使用2臺叉車配合搬運漏斗時，需要將漏斗周圍場地清理干凈，提供合適的活動空間，造成叉移時間過長，且叉車司機(jī)之間要聯(lián)絡(luò)暢通，配合緊密，否則在搬運過程中易出現(xiàn)漏斗傾倒的風(fēng)險。為滿足一臺叉車能夠叉移漏斗，實現(xiàn)漏斗原地旋轉(zhuǎn)和短距離移動，經(jīng)過充分論證并參考相關(guān)作業(yè)平臺構(gòu)造，決定對漏斗一側(cè)支腿加裝2個萬向輪。為保證漏斗整體的穩(wěn)定性，解決一側(cè)支腿加裝萬向輪后兩側(cè)支腿高度不同的問題，在另一側(cè)支腿安裝相同高度的增高節(jié)。此外，為方便安裝和拆卸，萬向輪和增高節(jié)與原支腿都采用法蘭連接。

（3）門機(jī)抓斗投料時難免會出現(xiàn)撒漏的情況，由于原先漏斗平臺使用花紋板材質(zhì)，撒漏的物料堆積在平臺上，后期因環(huán)保抑塵需要加裝了篷布用于防塵，反而加劇了積料問題。積料問題不僅會造成混貨，還會影響糧食的品質(zhì)。為了減少平臺積料，攻關(guān)小組認(rèn)為可將平臺改為傾斜面，或更換平臺底板，由于散糧如大豆、玉米、小麥等安息角在20°以上，而散糧中的粉塵、雜物更加限制了物料的流動性，預(yù)計平臺底板傾斜角在30°以上才可能使物料從平臺自然滾落。由于平臺承擔(dān)著維修漏斗的作業(yè)任務(wù)，而傾斜的平臺底板會增加人員跌倒和工屬具滑落的風(fēng)險，不利用人員站立和設(shè)備維修。鋼格板是一種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，其具有通風(fēng)、采光、散熱、防滑、防爆等性能，鍍鋅鋼格板表面采用鍍鋅處理，具有耐鹽霧腐蝕的特點，尤其適用于沿海港口機(jī)械[3]。因此，攻關(guān)小組人員一致認(rèn)為應(yīng)將平臺底板的花紋板更換為鍍鋅鋼格板，網(wǎng)格尺寸大于散糧尺寸，既增加了平臺結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又減少了積料清理和定期維修防腐。

（4）電動推桿電源是一種將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運動的電力驅(qū)動裝置，推桿裝有行程限位開關(guān)。由于裝車漏斗弧形門采用遠(yuǎn)程控制，操作人員因距離較遠(yuǎn)，并不能準(zhǔn)確判斷弧形門開關(guān)是否到位，因而啟閉頻繁造成行程開關(guān)松動而失效，經(jīng)常引起電機(jī)過載和齒輪塑性變形等。據(jù)統(tǒng)計，2021年10月至2022年2月，裝車漏斗因限位問題導(dǎo)致推桿故障達(dá)14次，嚴(yán)重影響設(shè)備正常使用和發(fā)運效率。經(jīng)現(xiàn)場觀察裝車漏斗弧形門的啟閉過程，發(fā)現(xiàn)電動推桿在工作過程中行程限位開關(guān)會在啟閉過程中產(chǎn)生振動，電動推桿原有的限位開關(guān)為機(jī)械式，行程開關(guān)受到外力影響變形，使限位保護(hù)失去作用，每次裝車作業(yè)弧形門啟閉4次以上，長時間作業(yè)導(dǎo)致限位出現(xiàn)脫落移位的情況[4]。為減小推桿振動，設(shè)計一套固定在弧形門上的開關(guān)裝置，使用接近開關(guān)與作為限位開關(guān)來控制弧形門開啟限位與閉合限位，與原推桿形成限位形成雙限位，從而實現(xiàn)弧形門開閉到達(dá)指定位置后電動機(jī)自動停機(jī)，達(dá)到其保護(hù)功能的目的。

（5）門機(jī)散裝汽運露天作業(yè)揚塵不僅對自然環(huán)境及國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生惡性影響，粉塵還會引起呼吸系統(tǒng)發(fā)病率和死亡率的增加。雖然使用篷布進(jìn)行封擋，但使用效果較差，還增加了迎風(fēng)面，篷布損壞較多，使用壽命短。防風(fēng)抑塵網(wǎng)能夠有效防治露天散料堆所造成的粉塵污染，防風(fēng)結(jié)構(gòu)能夠降低來流風(fēng)速，減少湍流現(xiàn)象，從而降低料堆表面起塵量，達(dá)到防風(fēng)抑塵的效果[5]。在一定流通量的情況下，通過網(wǎng)孔的流速難以與實際情況成比例，氣流通過抑塵網(wǎng)后，氣流會向四周擴(kuò)散，其擴(kuò)散程度未知亦不易預(yù)測，但受限于現(xiàn)有實驗條件和技術(shù)，防風(fēng)抑塵網(wǎng)孔徑很難確定。通過觀察現(xiàn)有不同規(guī)格防風(fēng)抑塵網(wǎng)安裝后的空氣流動和粉塵控制情況，確定了網(wǎng)孔直徑3 mm最為合適。

3 改造實施和效果

通過采取上述措施對散糧裝車漏斗進(jìn)行改造升級，對漏斗的豎梯進(jìn)行改移，在實際叉移過程中未發(fā)生碰撞損壞情況，改移效果較好。改進(jìn)漏斗支腿后，可實現(xiàn)單臺叉車漏斗原地旋轉(zhuǎn)和短距離移動，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場頻繁的位置變化需求，漏斗搬運時間降低60%，降低了設(shè)備維修費和叉車油耗。漏斗平臺改為鍍鋅鋼格網(wǎng)和防風(fēng)抑塵板后堆料現(xiàn)象和粉塵外溢情況有了顯著改善，人工清理積料次數(shù)減少74%，同時也提高了設(shè)備的整體安全性能。通過加裝接近開關(guān)成形雙限位保護(hù)，電動推桿故障率降低36%，減少了設(shè)備維護(hù)頻次，節(jié)省了人力物力，對相關(guān)設(shè)備安全性和完好率改造具有一定的參考價值。

4 結(jié)語

本文對散糧裝車漏斗在作業(yè)過程中豎梯在叉移過程中經(jīng)常性損壞、平臺積料清理困難、弧形門電動推桿頻繁性損壞以及抑塵效果差等問題進(jìn)行原因分析，然后有針對性地提出了改移豎梯和支腿、更換平臺底板和抑塵網(wǎng)以及改進(jìn)電動推桿限位等方案和措施，并將其應(yīng)用于實際設(shè)備改造，有效提高了散糧裝車漏斗安全性和完好率，減少了設(shè)備揚塵和維修費用，具有一定的應(yīng)用價值和社會經(jīng)濟(jì)價值。