橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率的分析研究

1、橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率的分析研究摘要：橋式抓斗卸船機(jī)是用來(lái)裝卸散裝貨物的重要設(shè)備，主要應(yīng)用在公用碼頭，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的原、燃料專用碼頭，火力發(fā)電廠的原料碼頭等場(chǎng)所。在工程初期階段，明確抓斗卸船機(jī)的生產(chǎn)率及其影響因素，對(duì)整個(gè)工程的統(tǒng)籌考慮具有很高的使用價(jià)值。關(guān)鍵詞：橋式抓斗卸船機(jī)， 生產(chǎn)率 ，因素引言 國(guó)際貿(mào)易離不開(kāi)大宗散貨運(yùn)輸，大宗散貨運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了港口散貨接卸機(jī)械的新需求。橋式抓斗卸船機(jī)是用來(lái)裝卸散裝貨物的重要設(shè)備，主要應(yīng)用在公用碼頭，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的原、燃料專用碼頭，火力發(fā)電廠的原料碼頭等場(chǎng)所。卸船機(jī)主要分為二大類，一類是間歇式卸船機(jī)，主要指橋式抓斗卸船機(jī)，另一類是連續(xù)式卸船機(jī)，主要有懸鏈?zhǔn)?/p>

2、卸船機(jī)、鏈斗式卸船機(jī)、斗輪式卸船機(jī)、螺旋式卸船機(jī)、氣吸式卸船機(jī)等。由于連續(xù)式卸船機(jī)具有機(jī)械效率高、機(jī)械沖擊小、振動(dòng)小、噪聲小、可連續(xù)自行卸料、自重輕、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)，所以近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是，連續(xù)式卸船機(jī)對(duì)物料卻有極高要求，高粘度、大顆粒、高含水、高腐蝕性、磨削性物料都不太適應(yīng)。而橋式抓斗卸船與連續(xù)卸船機(jī)相比，雖然在環(huán)境保護(hù)、整機(jī)自重以及效率等方面處于劣勢(shì)，但其在對(duì)物料和船舶的適應(yīng)性、營(yíng)運(yùn)成本以及船舶顛簸對(duì)卸船機(jī)的損傷等方面，卻具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。并經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，技術(shù)相對(duì)成熟可靠，使得國(guó)內(nèi)外新建的散貨接卸港口大部分仍然采用了橋式抓斗卸船機(jī)。因此，在一定時(shí)期內(nèi)，橋式抓斗卸船機(jī)仍然會(huì)在

3、港口散貨接卸機(jī)械中占據(jù)主要地位。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究狀況 橋式抓斗卸船機(jī)作為港口裝卸機(jī)械的重要組成部分正得到日益廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)能源、電力、冶金、港口等行業(yè)（特別是一些大宗散料集散中心）的高速、穩(wěn)定、集效、滾動(dòng)式發(fā)展發(fā)揮著重要作用。在港口碼頭日益追求高效的今天，抓斗卸船機(jī)的卸船能力成為焦點(diǎn)，因此在卸船機(jī)的眾多技術(shù)參數(shù)中，生產(chǎn)率這一技術(shù)參數(shù)無(wú)疑占據(jù)著極其重要的地位，也是最終用戶對(duì)卸船機(jī)的性能是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)合同雙方都極具重要意義。 但是卸船機(jī)的生產(chǎn)率本身僅是一個(gè)主要參數(shù)，即使相同起重量、相同速度的卸船機(jī)在不同的碼頭條件下能達(dá)到的生產(chǎn)率也是不同的。行業(yè)內(nèi)不同的用戶對(duì)抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率

4、的理解有所不同，在合同條款中對(duì)額定生產(chǎn)率和峰值生產(chǎn)率考核的方法也有很大差異。如我公司為某發(fā)電公司設(shè)計(jì)制造的1500t/h橋式抓斗卸船機(jī)，用戶要求以卸船機(jī)在額定工況下能達(dá)到的每小時(shí)卸煤量作為額定生產(chǎn)率的考核值，以卸船機(jī)在最大工況下能達(dá)到的每小時(shí)卸煤量作為峰值生產(chǎn)率的考核值；而公司為某碼頭通用泊位項(xiàng)目設(shè)計(jì)制造的1250t/h橋式抓斗卸船機(jī)，其用戶則要求以測(cè)1小時(shí)內(nèi)連續(xù)卸船作業(yè)量，共進(jìn)行4次，取4次的平均值作為額定生產(chǎn)率的考核值，以在充分利用有利的卸船作業(yè)條件和使卸船機(jī)的自身能力得到有效和合理利用的條件下，測(cè)30min內(nèi)卸船機(jī)正常工作的卸船量來(lái)推算最大生產(chǎn)能力，推算出的結(jié)果作為峰值生產(chǎn)率的考核值。由

5、此可見(jiàn)，在橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率這一概念的理解上，不同的用戶之間的差異是很大的，對(duì)生產(chǎn)率的考核方法也有很多種。本文中對(duì)于橋式抓斗卸船機(jī)卸船機(jī)能力的對(duì)比以額定生產(chǎn)率進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)行業(yè)慣例，橋式抓斗卸船機(jī)額定生產(chǎn)率一般指設(shè)計(jì)船型在平均潮位，物料面在中等艙位工況下的卸船效率（單位：噸/小時(shí)）。 影響卸船機(jī)生產(chǎn)能力的主要因素 抓斗從船艙閉斗抓取物料抓斗提升小車向陸側(cè)運(yùn)行抓斗到達(dá)料斗上方抓斗開(kāi)斗卸料小車向水側(cè)運(yùn)行抓斗下降到達(dá)船艙物料面，這是橋式抓斗卸船機(jī)完整的一個(gè)工作循環(huán)。由于橋式抓斗卸船機(jī)是集機(jī)、電、液于一體的大型卸船設(shè)備，其本身結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，控制操作系統(tǒng)流程繁瑣，抓斗抓取物料過(guò)程環(huán)節(jié)多等各方面因素都能

6、影響抓斗卸船機(jī)的生產(chǎn)率。根據(jù)作者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，歸納起來(lái)大概包括以下幾個(gè)方面： （1）起重量 毫無(wú)疑問(wèn)，起重量的改變對(duì)卸船機(jī)的生產(chǎn)率的影響最直接。起重量越大，生產(chǎn)率就越大，反之起重量越小，生產(chǎn)率就越低。 （2）運(yùn)行速度 當(dāng)卸船機(jī)的最大外伸距離、起升高度確定后，各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的選擇有一個(gè)優(yōu)化匹配的過(guò)程。在一定的范圍內(nèi)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，起升開(kāi)閉機(jī)構(gòu)的速度越快，循環(huán)周期就越短，在一定時(shí)間內(nèi)抓斗抓取物料的次數(shù)就越多，生產(chǎn)率就越大。 （3）工作循環(huán)時(shí)間 抓斗最佳運(yùn)行路徑的選擇、船型的大小、潮汐的變化、艙內(nèi)物料量的變化及物料抓取點(diǎn)的變化等都將影響工作循環(huán)時(shí)間。在船型、抓斗和物料一定的條件下，工作循環(huán)時(shí)間越短

7、，抓斗卸船機(jī)的生產(chǎn)率就越大。正常橋式抓斗卸船機(jī)的工作循環(huán)時(shí)間控制在48s比較合理。 （4）抓取比及物料比重 抓斗性能對(duì)生產(chǎn)率的影響是顯而易見(jiàn)的，在起重量一定的情況下，采用自重越小即抓取比越大的抓斗抓取物料的重量越大，抓斗下沉量越大，就抓取的越多，越能提高卸船機(jī)的生產(chǎn)率。方案設(shè)計(jì)階段，必須合理的根據(jù)物料選擇抓斗的抓取比。過(guò)大的抓取比，不僅不利于抓斗的結(jié)構(gòu)，縮短了使用壽命還影響抓斗的下沉量，造成“抓不滿”的情況。物料對(duì)橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率的影響很大，通常情況下，物料的比重越大，相同起重量下其生產(chǎn)率就越大。不同類型的物料應(yīng)該選用不同類型的抓斗，比如在卸煤時(shí)就應(yīng)該選用專門(mén)針對(duì)煤炭而設(shè)計(jì)的抓斗，在卸礦石

8、時(shí)就應(yīng)該選用專門(mén)針對(duì)礦石而設(shè)計(jì)的抓斗，一般不能混用，否則由于物料的比重不同可能會(huì)使起重量發(fā)生超載或欠載，影響卸船效果。即使同樣類型的物料，由于粒度大小、水份含量等物理性能的不同生產(chǎn)率也會(huì)產(chǎn)生影響。 （5）輸料系統(tǒng)的布置 輸料系統(tǒng)中的斗口的高度、料斗斗壁板傾斜角度大小、是否具有破拱裝置及給料方式的選型是否合理等都將影響到卸船機(jī)的生產(chǎn)率。斗口的高度直接與抓斗提升的距離有關(guān)，斗壁板的傾斜角度與物料的安息角有關(guān)，破拱裝置和給料方式的選擇可以有效避免料斗的堵料現(xiàn)象。（6）電氣控制程序卸船機(jī)在采用手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和自動(dòng)控制條件下的生產(chǎn)率是有很大差異的，如果卸船機(jī)采用先進(jìn)的抓斗擺動(dòng)最佳控制技術(shù)，可以使抓

9、斗沿著最佳路線以較高的速度和加速度運(yùn)行，利用抓斗的擺動(dòng)卸料，減少循環(huán)時(shí)間，并可大大降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅提高卸船機(jī)的生產(chǎn)率。 （7）碼頭皮帶機(jī)的位置 碼頭皮帶機(jī)的位置、條數(shù)、高度直接影響給料系統(tǒng)的布置和機(jī)內(nèi)皮帶機(jī)的切換方式，最終影響到卸船機(jī)的軌上起升高度和整機(jī)高度，軌上起升高度越小，循環(huán)周期就越短，越能提高生產(chǎn)率。 （8）碼頭水位和標(biāo)高 碼頭面與水位高差越小，卸船機(jī)在工作時(shí)軌下起升高度就越小，循環(huán)周期就越短，就越能提高生產(chǎn)率。 （9）接卸船型 船型的大小對(duì)橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率的影響是綜合的，各有利弊。若船型小，抓斗在船艙內(nèi)抓取物料時(shí)的活動(dòng)范圍就小，容易使抓斗出現(xiàn)傾斜或抓空以及在同一位置重復(fù)

10、抓料現(xiàn)象，這樣，影響了抓斗的抓取量，從而降低了生產(chǎn)率；由于船型小，船的艙口就小，卸船機(jī)在工作時(shí)抓斗極易撞擊艙口邊緣，造成破壞。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)抓斗進(jìn)出艙口時(shí)，司機(jī)勢(shì)必要降低小車和抓斗起升下降的速度，從而降低生產(chǎn)率。此外，船型的大小也能影響清艙機(jī)清艙時(shí)間，船型越小，清艙時(shí)間占用的比例越大，降低生產(chǎn)率；但船型越小，吃水越淺，型寬越窄，卸船軌跡的距離越短，循環(huán)周期就越短，生產(chǎn)率就越高。反之，如船型大，則能避免上述由船型小所帶來(lái)的一些弊端，但循環(huán)周期也隨之增加，從而降低了生產(chǎn)率。因此，船型對(duì)橋式抓斗卸船機(jī)生產(chǎn)率的影響是很復(fù)雜的，需要綜合衡量。 總之，衡量抓斗卸船機(jī)的卸船能力大小是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，包括很多環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都能影響卸船機(jī)的生產(chǎn)率。 總結(jié) 抓斗卸船機(jī)的生產(chǎn)率作為最重要的技術(shù)指標(biāo)之一，也是衡量一個(gè)港口碼頭所具備卸船能力的一個(gè)重要標(biāo)志。明確卸船機(jī)的生產(chǎn)率及其影響因素，一方面有助于設(shè)計(jì)人員對(duì)卸船機(jī)的給料系統(tǒng)進(jìn)行合理布置，以減小抓斗的工作行程，并有助于設(shè)計(jì)人員對(duì)卸船機(jī)的起重量和速度進(jìn)行合理匹配，降低卸船機(jī)的制造成本。另一方面，能使用戶對(duì)碼頭的建設(shè)、設(shè)備的配置作出正確合理的選擇，以獲取最好的經(jīng)濟(jì)效益，還有助