用于煤炭的螺旋卸船機(jī)研究

黃榮

摘 要 隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的快速發(fā)展，許多港口開始重視物資的裝卸。目前，我國有關(guān)部門已經(jīng)出臺(tái)了明確的卸煤環(huán)保政策。螺旋卸船機(jī)是一種非常有效的卸載設(shè)備，與傳統(tǒng)抓斗卸煤機(jī)相比，螺旋卸船機(jī)將得到更廣泛的應(yīng)用。因此，本文將對(duì)螺旋卸船機(jī)在卸煤領(lǐng)域中的研究應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞 螺桿;卸船機(jī);卸煤作業(yè);應(yīng)用現(xiàn)狀;展望

引言

螺旋卸船機(jī)是一種非常高效的卸船設(shè)備，其最大工作速度約為2000噸/小時(shí)，它在卸船作業(yè)中有很好的性能。由于螺旋卸船機(jī)的工作特點(diǎn)，許多港口已經(jīng)開始使用螺旋卸煤機(jī)，并取得了良好的效果。

1螺旋卸船機(jī)的發(fā)展

第一臺(tái)螺旋卸船機(jī)出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，迄今為止，螺旋卸船機(jī)已經(jīng)形成了多種不同系列的產(chǎn)品，可用于卸船機(jī)的類型至少有幾十種。螺旋卸船機(jī)是從卸農(nóng)產(chǎn)品開始逐步發(fā)展起來的，逐漸用來卸煤、化肥、水泥等物料。目前，我國市場(chǎng)上的螺旋卸船機(jī)主要有ST系列，螺旋卸船機(jī)的最大工作效率約為2000噸/小時(shí)。

目前，我國對(duì)于螺旋卸船機(jī)的研究又進(jìn)入新的階段，已經(jīng)攻克了很多關(guān)鍵技術(shù)：四窗送料裝置、lx850系列立式螺旋裝置、lx1250系列臥式螺旋裝置、中間支架、電控等關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。螺旋機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，立式螺旋傳動(dòng)及螺旋體1米外，噪聲測(cè)試僅為75db左右，表明該工程具有良好的噪聲控制性能，屬于無聲的綠色卸船機(jī)。全變頻、遙控、半自動(dòng)控制等技術(shù)提高了用戶的控制體驗(yàn)，降低了工作強(qiáng)度。未來，我國將繼續(xù)探索全自動(dòng)控制技術(shù)[1]。

2螺旋卸船機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

螺旋卸船機(jī)有六個(gè)關(guān)鍵部件，它分別是垂直螺絲、水平螺絲、進(jìn)料器、駕駛室、轉(zhuǎn)臺(tái)和門架。龍門內(nèi)部設(shè)有行走驅(qū)動(dòng)裝置，可根據(jù)相應(yīng)的軌道完成行走過程。此外，還設(shè)計(jì)了夾軌裝置，確保設(shè)備在惡劣天氣條件下能夠很好地固定，門架下方有一個(gè)皮帶輸送機(jī)。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備安裝在轉(zhuǎn)盤下方，轉(zhuǎn)盤主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)體，使整個(gè)設(shè)備可以全方位旋轉(zhuǎn)。在箱梁頂部分別固定水平螺釘和垂直螺釘，以增加設(shè)備的剛度，保證設(shè)備有較好的承載能力。此外，這種設(shè)計(jì)更有利于在軸承之間安裝螺釘。同時(shí)，水平箱梁與轉(zhuǎn)臺(tái)的連接位置能保證船側(cè)通行更加方便，進(jìn)一步提高了移動(dòng)過程中設(shè)備卸料的效率。垂直箱梁與水平箱梁連接，保證卸船設(shè)備的自由移動(dòng)。此外，該給料機(jī)可在機(jī)艙內(nèi)任何地方工作，為連續(xù)滿負(fù)荷工作提供了有力保障。水平和垂直螺旋都由螺旋桿組成。因此，在制造螺旋桿的過程中，首先要對(duì)每一個(gè)螺旋葉片進(jìn)行加工，然后將這些螺旋葉片連接在一起焊接，最后將硬質(zhì)合金材料噴涂在螺旋葉片的表面，以保證螺旋葉片的表面具有良好的性能，或采用耐磨堆焊接表面，可提高材料的耐磨性。

給料器主要分為立式螺旋給料器、挖式螺旋給料器和斜翼板式給料器。通過螺桿，送料設(shè)備可與挖式螺旋管緊密連接，連接位置在電驅(qū)動(dòng)器上。當(dāng)垂直螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，挖式螺旋管將向相反方向移動(dòng)。通過螺旋管管道開挖，連續(xù)旋轉(zhuǎn)可以使機(jī)艙內(nèi)的物理更加疏散，有利于運(yùn)輸過程中的膨脹，提高螺旋卸船機(jī)的工作效率。垂直和水平螺旋均由電氣設(shè)備驅(qū)動(dòng)。卸船過程中，設(shè)備通過給料器將物料輸送至水平螺旋設(shè)備，然后通過轉(zhuǎn)盤將物料輸送至另一個(gè)水平螺旋，直至物料輸送至出口位置[2]。

3螺旋卸船機(jī)的運(yùn)行控制方式

螺旋卸船機(jī)的整個(gè)操作可以通過便攜式控制箱來實(shí)現(xiàn)。控制箱可以放置在駕駛室中，也可以通過連接電纜移動(dòng)到船上進(jìn)行操作。目前，我國已研制出遙控箱等設(shè)備，正在進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。

卸船機(jī)的工作方式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，可通過控制箱上的旋鈕進(jìn)行設(shè)置。自動(dòng)狀態(tài)是一種相對(duì)安全可靠的工作方式，它以排放效率為控制目標(biāo)，生產(chǎn)率指數(shù)是可調(diào)的。在自動(dòng)狀態(tài)下，通過控制箱上的另一個(gè)旋鈕設(shè)定所需的出料生產(chǎn)率后，進(jìn)料傳動(dòng)裝置會(huì)根據(jù)倉庫的物料情況自動(dòng)調(diào)整速度，以保證所需的出料生產(chǎn)率。在這種狀態(tài)下，卸船機(jī)各部分都能得到可靠的保護(hù)，不易發(fā)生超載事故。

手動(dòng)狀態(tài)也是螺旋卸船不可缺少的控制方法。當(dāng)物料在船上堆放不均勻或需要清洗時(shí)，手動(dòng)狀態(tài)優(yōu)于自動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)樵谧詣?dòng)狀態(tài)下，進(jìn)給深度的變化將直接導(dǎo)致進(jìn)給裝置速度的變化。在某些情況下，改變可能太突然，這對(duì)機(jī)器本身是有害的。這種突然的速度變化也可能在清潔操作中引起一些事故。手動(dòng)狀態(tài)以送料裝置的速度為控制目標(biāo)，可任意調(diào)節(jié)到一定的穩(wěn)定送料速度。在上述情況下，手動(dòng)狀態(tài)更為有利。手動(dòng)操作的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以獲得比額定輸出更高的輸出。在實(shí)際卸料中，大多數(shù)操作人員都愿意使用手動(dòng)操作。實(shí)際生產(chǎn)能力可達(dá)到原額定生產(chǎn)能力的120%，峰值達(dá)到140%。此時(shí)要求操作人員高度集中精力，根據(jù)輸出指標(biāo)隨時(shí)調(diào)整操作，否則可能造成事故。由于手動(dòng)操作中缺乏反饋保護(hù)，針對(duì)非熟練駕駛員不應(yīng)推廣這種操作模式。

為了保證螺旋操作的安全性和可靠性，螺旋卸船機(jī)控制系統(tǒng)具有更加全面實(shí)用的保護(hù)功能。主要包括電機(jī)過載保護(hù)、溫度過熱保護(hù)、傳動(dòng)系統(tǒng)連鎖保護(hù)和直接安裝在螺旋葉片支承軸上的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置。垂直螺旋輸送機(jī)的保護(hù)功能更加全面，邏輯關(guān)系簡單明了。對(duì)于這樣的控制系統(tǒng)，可以使用普通的邏輯電路。如果使用可編程序控制器，它的結(jié)構(gòu)可以簡化，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可以更緊湊。利用控制回路的檢測(cè)和保護(hù)功能，及時(shí)將卸船機(jī)的任何異常部位反饋給控制箱，并采取相應(yīng)的調(diào)整措施，直至停機(jī)。

在這些保護(hù)檢測(cè)裝置中，連接檢測(cè)功能更為重要。該裝置基于光電效應(yīng)檢測(cè)設(shè)備，直接檢測(cè)螺旋軸的轉(zhuǎn)速。螺旋卸船機(jī)輸送負(fù)荷過大，會(huì)使螺桿軸轉(zhuǎn)速降低。此時(shí)，測(cè)速裝置會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)措施。如果異物進(jìn)入傳送帶并導(dǎo)致堵塞，檢測(cè)裝置通常首先發(fā)現(xiàn)故障。立式螺旋輸送機(jī)用作機(jī)械零件的保護(hù)裝置，通常配備有起保護(hù)作用的聯(lián)軸器。當(dāng)控制電路保護(hù)失效時(shí)，聯(lián)軸器可以斷開傳動(dòng)系統(tǒng)，避免損壞重要部件。正常情況下，該機(jī)械保護(hù)裝置不工作，使用這種保護(hù)裝置可以大大節(jié)省故障排除時(shí)間。如果異物堵塞，可立即回轉(zhuǎn)螺旋卸船機(jī)，進(jìn)行反向操作，將異物排出，迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。