橋式抓斗卸船機接料系統改造

摘要：推薦一種用于橋式抓斗卸船機的新型接料系統，方便地實現對裝卸過程中灑落物料的回收，提高了經濟效益，避免了物料對水資源的污染，保護了環境，本方案成本低廉、簡單實用，值得在散貨裝卸碼頭上廣泛推廣。

關鍵詞：落料回收；接料系統；卸船機

1引言。橋式抓斗卸船機是一種成熟、高效、安全的卸船設備，廣泛應用于電力、港口、冶金、建材等行業。卸船機安裝在沿江或沿海碼頭上，通過抓斗將船艙內的散裝物料（煤炭、礦石、礦粉、水泥、焦炭、灰渣、糧食等）抓取后移動到機上料斗上面，打開抓斗將物料卸至料斗內，通過料斗下部給料設備將物料運送到碼頭系統皮帶機上，再通過系統皮帶機將物料輸送到儲料場。目前在散貨碼頭上，間歇式卸船機以帶斗門機和抓斗橋式卸船機為主，橋式抓斗卸船機由于其對物料和船舶的適應性、營運成本以及避免波浪引起的船舶顛簸對卸船機的損傷等方面具有明顯優勢，因而在近年形成的卸船機使用中尤以抓斗橋式卸船機應用最為廣泛。抓斗橋式卸船機具有運行可靠、故障率低、維修保養方便等諸多優點，但是同連續式卸船機相比，其物料易灑落的缺點亦很突出。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進行分析比較，重點推薦介紹一種簡易實用的落料回收裝置--電動葫蘆驅動的下固定式接料系統。

2改造原因

江蘇沙鋼集團海力6＃碼頭有兩臺1000t的橋式抓斗卸船機，接料板采用的是上固定液壓推桿式接料板，由于接料板設計不合理，經常發生以下情況：液壓系統可靠性較差，故障頻繁，無法正常使用；接料板系鋼性結構，在與船體相碰撞后，相互損壞多次，造成較大經濟損失；當對4萬噸以上的散貨船進行作業時，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濟損失及環境污染；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進行徹底改造。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，那么每年可節約成本近3000多萬元，數額相當可觀，而目前鐵礦石價格節節攀升，由此節省的原材料費用將更為巨大。

3改造方案與具體實施措施

結合現場實際情況，最終制定的改造方案如圖3所示，非工作狀態下，接料板向碼頭內側收攏，以避免影響船舶靠泊；在進行作業時，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門框內側的接料箱內，然后將接料箱內的物料定時收集至堆場。作業完成后，由電動葫蘆扳起接料板，以免影響船舶離港。在接料板靠船舷側沿邊裝一條膠板，外側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。在作業過程中，接料板放下時或許與貨輪掛梯有所干涉，故在適當的位置安裝檢測限位，當卸船機移動過程中，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的改造，有必要對改造部位進行相關計算：

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 孔壁承壓應力計算；

Ac=∑ *d=40*90=3600mm

?滓=N/Ac=3.54t*10000/3600mm2=9.8N.mm-2

b 強度計算；

曲率半徑R=44.6mm h=45mm

K=R/h*㏑[(2R+h)/(2R-h)]-1=0.1

?滓內=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

鉸座處鋼結構的處理

接料板底座等焊接在原主鋼結構上，必須通過細部處理，確保其不傷及主鋼結構。

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#碼頭作業比較繁忙，在進行接料板改造安裝時，宜以不影響碼頭作業為前提，經過一個月的現場改造后，經實際使用證明，上述方案效果非常理想，取得了社會效益和經濟效益的雙豐收。

4 與常規料斗接料系統比較

4．1 卷揚式接料系統

卷揚式接料系統原理（見圖1）：簸箕型接料板1在卷揚機2的驅動下，通過三組轉向滑輪組3，繞料斗上沿的銷軸轉動，當物料在接料板上堆積到一定程度時，起動卷揚機將接料板向上扳起，讓物料溜回料斗4內。

本系統優點：減輕了勞動強度，不需要人力清理現場灑落的物料；本系統缺點：a系統復雜，需配置卷揚機、滑輪組等，制造成本高；b需要經常扳起落料板，影響工作效率； c結構型式為剛性結構，在接料板被非正常撞擊易損壞且修復困難，維護保養工作量大。

4．2 液壓式接料系統

液壓式接料系統原理（見圖2）：當卸船機開始卸船時，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轉動并向外側傾斜，當有物料灑落時，傾斜的接料板使其滑落到船艙內或者甲板上。

本系統優點：結構簡單；

本系統缺點：a）需配置液壓站、液壓管路，設備成本較高；b）結構型式為剛性結構，在接料板被非正常撞擊易損壞且修復困難，維護保養工作量大；c）當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，無法實現落料回收功能。d）需用人力清理灑落的物料，效率低，勞動強度大。

4．3 電動葫蘆式接料系統

電動葫蘆式接料系統原理（見圖3）：在進行作業時，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門框內側的接料箱內，然后將接料箱內的物料定時收集至堆場。作業完成后，由電動葫蘆扳起接料板，以免影響船舶離港。

本系統的優點:

a）首先造價低，整套成本僅為4萬元，不到液壓式接料系統的一半，是卷揚式接料系統的四分之一；b）故障率低，內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，抗撞擊能力明顯優于前面兩種方案；c）維修方便，本系統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。即使在卸船機作業時電動葫蘆不能及時修復，由于此方案中讓接料板繞支座轉動需要的力很小，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；d）而且根據每個碼頭的實際情況，可以進行方案的完善。比如：當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上，省掉了人力收集工作。

結語。綜上所述，本文認為電動葫蘆驅動的下固定式接料系統成本低廉、簡單實用，值得在散貨裝卸碼頭上廣泛推廣。

參考文獻

[1] GB3811-1983.起重機設計規范.

[2] GB18224-2000.橋式抓斗卸船機安全規程.

[3]張質文、王金諾、虞和謙、包起帆.起重機設計手冊.北京：中國鐵道出版社，1998.