淺析避讓波浪垂向載荷橋式鏈斗卸船機

常海存

【摘 要】為應對散貨碼頭面臨的生產率和環保要求，連續式卸船機的應用越來越廣泛，本文提出了一種新型連續式卸船機——避讓波浪垂向載荷橋式鏈斗卸船機，該橋式鏈斗卸船機成功解決了連續式卸船機對波浪載荷影響敏感和對船型適應性差的難題，提高了碼頭的裝卸能力和裝卸效率。

【關鍵詞】避讓波浪垂向載荷；橋式鏈斗卸船機；三角形取料頭

1 研究的必要性

一方面，散貨碼頭作為陸地運輸和海上運輸的中轉站，，其使用的主要設備有裝船機、卸船機和堆取料機等。起重裝船機和卸船機作為散貨碼頭前沿的對船工作設備，直接影響到碼頭的裝卸能力和裝卸效率。裝船機作為連續式工作設備，其生產率已經達到了較高的水平，最大裝載能力達15000t/h，這遠遠高于散貨卸船的主流機型——橋式抓斗卸船機的生產能力，且橋式抓斗卸船機的技術發展向最成熟，所以在短期內要大幅提高其卸船效率在技術上、經濟上都是較困難的。所以設計出一種可以替代橋式抓斗卸船機，并能可靠而又高效的提高生產率，縮短船舶在港時間已成為提高碼頭裝卸能力所面臨的突出問題。

另一方面，碼頭環保也成為日益突出的問題，橋式抓斗卸船機在卸船時，抓斗是在開放的環境中運動，當抓斗從船艙取料后回到岸邊卸料時，物料下落會有較大沖擊，所以會有嚴重的揚塵現象，而且岸邊風較大，粉塵會被吹散較遠的地方，這對碼頭及周圍環境造成極大影響，必須要予以解決。在這種背景下，在有關卸船機機型的學術和實踐研討會上，連續式卸船機已得到充分認可，而作為煤炭和礦石接卸設備發展方向的鏈斗式卸船機已被充分肯定。

2 鏈斗式卸船機組成

鏈斗式卸船機的結構形式如圖1所示。其主要由金屬結構、小車、纏繞系統、鏈斗系統、小車牽引機構、鏈斗提升機構、回轉機構等組成。金屬結構主要支撐其他機構的運行，纏繞系統及牽引機構實現小車的運行及鏈斗的擺動，回轉機構實現前大梁和后大梁的回轉。

圖1 鏈斗式卸船機的結構簡圖

注：1.金屬結構；2.小車；3.纏繞系統；4.鏈斗系統；5.小車牽引機構；6.鏈斗提升機構；7.回轉機構.

圖2 抓斗與鏈斗作業過程對比

3 鏈斗連續式卸船機的優點

與橋式抓斗卸船機相比，鏈斗式卸船機有其顯著的優點：

（1）卸船效率高。計及清倉的平均卸船效率，抓斗卸船機的效率只有60%左右，而鏈斗卸船機的效率可以達到80%以上，這可大大降低機械設備的成套費用，有較大經濟效益。

（2）環境保護好。鏈斗卸船機是連續卸料，物料沖擊小，不易起粉塵；而抓斗卸船機揚塵較嚴重。

（3）能耗低。據統計鏈斗卸船機的比能耗為0.28—0.35kWh/t，而抓斗卸船機為0.45—0.50kWh/t，圖2是對鏈斗卸船機節能原理的解釋。

（4）自重較輕。因為鏈斗卸船機工作平穩，動載荷小，所以其自重一般較同等生產率的抓斗卸船機低。由于自重輕，減輕了碼頭的負荷，從而降低了碼頭的造價。

4 橋式鏈斗卸船機避讓波浪吹響在和的原理

如圖3所示，近似呈三角形的取料機頭是避讓波浪垂向載荷的關鍵部件。三角形取料頭與上部構件鉸接，即取料頭可以在圖示平面內繞鉸點自由轉動。取料頭的擺動分兩種：當船舶隨波浪浮動時，取料頭通過順時針或逆時針擺動實現取料頭與船艙內物料的“軟接觸”，所謂“軟接觸”是指當船波動而對取料頭施加垂直方向的力時，取料頭會通過擺動避讓消化載荷，而不會載荷傳遞到整機結構，在整個過程中取料頭始終與物料表面接觸，這成功解決了連續式卸船機對波浪載荷敏感的難題，這種情況下擺動是被動的；因為卸船效率的要求，有時需要改變取料頭與物料表面的相對位置，這只要控制牽引鋼絲繩收繩或者放繩就可以實現，因而橋式鏈斗卸船機卸船的平均效率更高，這種情況下的擺動是主動的。

圖3 三角形取料頭的擺動

5 結束語

連續式鏈斗卸船機的使用有效地提高了碼頭的裝卸效率，是港機發展中的重要進步，避讓波浪垂向載荷鏈斗卸船機的出現又解決了連續式卸船機對波浪載荷敏感的難題，在今后人們還需繼續發揚開拓創新的精神，創造出更高效，更節能，更環保的港口機械，推動港口物流事業的發展。

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[責任編輯：薛俊歌]