散貨抓斗擺架改造及其在糧食碼頭的應用

楊敬君 張賀松

廣東省儲備糧管理總公司東莞直屬庫

1 引言

抓斗廣泛應用于港口散貨裝卸作業中，如煤炭裝卸、礦石裝卸、糧食卸船等。根據貨物的比重，可分為輕型抓斗和重型抓斗。用于抓取糧食、化肥等散貨的抓斗屬于輕型抓斗，糧食等散貨碼頭多使用四索雙顎瓣抓斗。

2 抓斗工作原理及存在問題

四索雙顎瓣抓斗主要與具有2組起升卷筒的橋式或門座起重機(以下簡稱門機)配套使用，2根開閉抓斗繩與門機的2根開閉繩相連接,門機的支持繩與抓斗的平衡梁相連接,抓斗平衡梁起到固定1根支持繩或調節2根支持繩差的作用[1](見圖1)。

1.支持繩鏈條(與平衡梁連接) 2.開閉抓斗繩(與開閉繩連接) 3.平衡梁(擺架)圖1 四索雙顎瓣抓斗與鋼絲繩連接示意圖

抓取物料前，起重機控制開閉繩下放，抓斗依靠下橫梁的自重，使斗部以下橫梁大軸為中心將雙顎瓣打開，當雙顎瓣開到與兩耳板的碰塊相撞，即雙顎瓣打開到最大極限時完成抓斗的張開動作。隨后，起重機鋼絲繩將抓斗起吊在適當位置上，支持繩與開閉斗繩同步落下，將抓斗落在要抓取的松散物料上面，再收繞開閉繩完成物料抓取。在閉合的雙顎瓣里已裝滿了物料，最后提升支持繩，整個抓斗亦被吊起，經行車移動到所需卸料場地上，開斗卸下所抓取的物料。此過程為抓斗的一個完整抓料動作。

為了方便抓斗拆卸更換吊鉤和抓斗作業工況下減少4根起重鋼絲繩之間的纏繞，通常會在抓斗的平衡梁(擺架)兩端配備3～4 m的起重鏈條，以降低起重鋼絲繩之間的纏繞概率。但是，實際裝卸作業過程中，當抓斗落到物料表面時，4根起升鋼絲繩仍需繼續下落一定的行程以提升抓滿率[2]，此時，4根鋼絲繩處于松散狀態，而固定于抓斗擺架兩側的支持繩鏈條因自重較大，會隨機落入擺架框架內部(見圖2)。在抓斗開始抓取物料、鋼絲繩起升閉斗的過程中，隨著鋼絲繩的逐步拉緊，擺架的擺動，支持繩鏈條偶爾會被卡在擺架與開閉斗繩導繩滾輪間，無法自動松脫。此時若繼續起升，抓斗容易造成鋼絲繩纏繞、跳槽，嚴重的可造成鋼絲繩破斷，引發安全生產事故。為解決該問題，需要作業人員下船艙并爬到抓斗上進行疏通處理，處理故障耗時長，既影響卸船效率，又存在安全隱患。

圖2 支持繩鏈條落入擺架內部示意圖

3 問題分析

針對支持繩鏈條卡鏈現象，結合抓斗擺架的結構特點，分析認為關鍵因素在于抓斗擺架的結構形式不合理。目前使用的抓斗擺架主體框架為用25 mm鋼板折彎后拼焊而成的方桶型結構，擺架內部中空范圍較大(見圖3)。抓斗落入物料堆場準備抓取物料時，起重鏈條在下降的過程中沒有受到有效阻擋，易落入擺架內腔，在抓料閉斗提升的過程中，擺架與鏈條同步運動，鏈條存在被鋼絲繩導輪與擺架卡死的可能。

1.擺架內部中空 2.擺架軸 3.鋼絲繩導輪 4.鋼絲繩 5.擺架框架圖3 現有擺架結構示意圖

4 改造方案及要點

4.1 改造方案

針對上述問題，通過在擺架內側立面增加帶圓弧槽的鋼板并配以加強筋，有效阻止了抓斗支持繩鏈條落入擺架內腔，從而規避了鏈條被卡住的風險(見圖4、5)。改造后支持繩鏈條無法落入擺架內部(見圖6)。

1.擺架框架 2.擋板加強筋 3.擺架軸 4.鋼絲繩導輪 5.擺架內腔擋板圖4 擺架內腔擋板及加強筋布置示意圖

1.新增擋板加強筋 2.新增擋板圖5 擋板及加強筋剖面圖

圖6 支持繩鏈條無法落入擺架內部

4.2 改造要點

為確保改造效果良好，提出幾點改造思路及注意要點。

(1)因糧食的散落特性，不同糧食的靜止堆積角不同，抓斗落入糧堆準備抓取散料時，可能側傾落于物料表面，形成20°～45°的角度。此時，開始抓料，提升鋼絲繩，擺架會隨機擺動，可能會造成開閉斗鋼絲繩與新增圓弧板摩擦。因此，改造時，圓弧板間預留的間隙要合適，防止鋼絲繩摩擦擋板。

(2)帶圓弧孔擋板焊接在擺架立面側板上部，以確保不影響導輪的正常維修拆卸。

(3)為保證圓弧板的強度，應選擇6 mm以上的鋼板進行下料焊接，同時配以適當加強筋，以確保焊接后鋼構平整，并使其更耐腐蝕。

5 改造效果

以廣東省儲備糧管理總公司東莞直屬庫卸5萬t散貨船為例，該碼頭采用3臺MQ2538門機同時進行卸船作業。卸5萬t散貨糧食通常需要5～7個班次(50～70 h)。

改造前，平均每臺機每個班次(10 h)出現1次卡鏈的現象，處理1次需要約0.5 h，處理卡鏈故障有可能耽誤船期2.5～3.5 h，大大影響作業效率，同時作業人員卸船期間下艙排除故障也存在較大安全隱患。

改造后，經20余條5萬t散貨船舶卸船作業驗證，作業期間抓斗支持繩鏈條均未出現卡鏈的現象，且開閉斗鋼絲繩未出現明顯的局部模式斷絲情況。

6 結語

經過反復試驗，本次抓斗擺架改造取得了較好的應用效果，大大降低了企業安全生產風險，有效提高了碼頭裝卸貨效率和經濟效益，具有較好的應用推廣價值。