摘要：本文分析了連續(xù)卸船機靴部動作的具體要求，以及靴部動作的機械機構(gòu)和液壓系統(tǒng)特點，研究該機構(gòu)不能正常動作的原因，并提出了若干改進(jìn)建議。

關(guān)鍵字：港口機械；連續(xù)卸船機；靴部伸縮；分析；改進(jìn)

引言

連續(xù)卸船機以其高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢，在大型散貨卸船港口應(yīng)用越來越廣泛。ThyssenKrupp公司生產(chǎn)的系列連續(xù)卸船機，多數(shù)靴部伸縮機構(gòu)存在不能正常動作的問題，對連續(xù)卸船機的安全性和功能完整性造成明顯影響。本文以靖海發(fā)電公司的1500t/h鏈斗式連續(xù)卸船機為例進(jìn)行分析。

1.連續(xù)卸船機的工作過程

鏈斗式連續(xù)卸船機利用能夠深入到船艙內(nèi)的“L”形提升機連續(xù)挖取物料，并提升至提升機頂部，然后通過圓盤給料器、懸臂皮帶機、中央門架給料機等機構(gòu)將物料輸送到下一級輸送機。

360度旋轉(zhuǎn)的鏈斗提升機配合懸臂機構(gòu)的俯仰、回轉(zhuǎn)以及大車機構(gòu)的左右行走，實現(xiàn)鏈斗在船艙內(nèi)一層層的取料，保證穩(wěn)定連續(xù)的卸料出力。

“L”形提升機尾部的靴形結(jié)構(gòu)，一般稱為提升機的靴部，可以深入到船艙的四周邊緣位置取料，減少邊緣殘留，提高卸料效率。

圖1

2.靴部伸縮浮動的動作要求

連續(xù)卸船機的靴部深入到船艙內(nèi)部，并和物料保持剛性接觸，這不同于抓斗卸船機有鋼絲繩的柔性緩沖，對于波浪影響是敏感的。所以設(shè)計上必須有適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)機構(gòu)，以防止卸船機和船艙發(fā)生碰撞造成損傷。一旦波浪超過設(shè)計規(guī)范允許的范圍，則必須停止卸船作業(yè)。

如圖2所示的靴部伸縮浮動機構(gòu)，靴部水平方向最大可以伸縮約1.2m，垂直方向也可以升降約1.2m，不僅可以消除波浪的影響，同時因為靴部的伸縮也增加了對不同船艙的適應(yīng)性。

圖2

因為鏈條的總長度是固定不變的，并且在運行中必須保持適當(dāng)?shù)膹埦o，綜合這兩個條件，靴部伸縮浮動機構(gòu)的動作必須滿足以下要求：

⑴補償因為靴部伸縮而引起的鏈條長度的變化，保持鏈條適當(dāng)?shù)膹埦o力。這就意味著，水平方向和垂直方向的動作必須是同步的，并且距離相等。即當(dāng)靴部水平方向伸長時，垂直方向必須同步升高，從而保證鏈條的總長度不變。

⑵補償因為船艙浮動導(dǎo)致靴部鏈條垂度變化，造成的鏈條長度的變化。

⑶ 船艙浮動時，自動控制靴部升降。

3.存在的問題

靖海發(fā)電公司的連續(xù)卸船機自2007年投產(chǎn)以來，該機構(gòu)除了在調(diào)試時勉強可以正常動作之外，在實際使用中，很少能夠可靠動作，主要問題表現(xiàn)以下幾個方面：

3.1不論是自動模式還是手動模式，靴部上升不能順利進(jìn)行，經(jīng)常出現(xiàn)卡澀或者不能動作的情況。

3.2在運行過程中，鏈條越來松，靴部鏈條的垂度明顯變大。增加鏈條脫軌風(fēng)險，必須退出運行進(jìn)行調(diào)整。

3.3在運行過程中，鏈條越來緊。靴部鏈條的垂度明顯減小。提升機的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)因張力過大，出現(xiàn)明顯聲音異常等情況。

3.4發(fā)現(xiàn)鏈條松緊明顯不正確時，需要將卸船機停止運行，并移至檢修位置，手動調(diào)整。

這些問題不僅影響卸船效率，也嚴(yán)重影響到卸船的安全性。因為靴部不能正常上升，靴部伸縮浮動的動作要求的第一、三項均無法實現(xiàn)。

4.原因分析

靴部動作機構(gòu)主要由一個垂直方向的滑動機構(gòu)一個和水平方向的滑動機構(gòu)組成。垂直方向的滑動機構(gòu)，實現(xiàn)靴部的整體上下移動，水平方向的滑動機構(gòu)實現(xiàn)水平方向的伸縮和保證鏈條的張緊。

靴部動作的動力由垂直和水平的兩個液壓缸提供。兩個液壓缸直徑相同，串聯(lián)連接，水平液壓缸比垂直液壓缸長340MM，理想條件下，不僅保證垂直、水平方向同步運動，并且能夠保證鏈條的張緊力。

圖3

圖3所示為忽略了安全、控制等部件的液壓系統(tǒng)示意圖。當(dāng)P口充壓，垂直液壓缸伸出頂升靴部時，同步使水平液壓缸伸長水平段，保證鏈條處于張緊狀態(tài)。P口泄壓時，靴部在自重的作用下，降低位置，固定長度的鏈條將水平液壓缸壓回，鏈條依然處于張緊狀態(tài)。

實際應(yīng)用中，一方面靴部的重心和垂直軌道并不在同一垂線上，靴部對垂直軌道的壓力比較大，一方面靴部工作時要深入船艙內(nèi)部，工作環(huán)境惡劣，很難保證軌道良好的清潔和潤滑條件，甚至軌道也可能產(chǎn)生少許變形，都使垂直軌道阻力和水平軌道阻力大幅增加。靴部上升時需要的頂升力

F總=F靴部自重+F鏈條張緊+F水平軌道阻力+F垂直軌道阻力

水平軌道阻力和垂直軌道阻力的增大，靴部提升所需的力超過了液壓系統(tǒng)的設(shè)定值，從而導(dǎo)使靴部的提升不能動作。目前液壓系統(tǒng)的工作壓力已經(jīng)達(dá)到230bar，接近泵的極限工作狀態(tài)250bar。

為了保持鏈條的張緊，液壓系統(tǒng)在水平液壓缸無桿腔一側(cè)維持預(yù)設(shè)的工作壓力Pp，如果水平軌道阻力過大，工作壓力Pp不能有效推動水平方向滑動，就會導(dǎo)致鏈條張緊失效。

除了軌道阻力的影響，水平液壓缸無桿腔一側(cè)的工作壓力Pp及安全溢流壓力Ps設(shè)定不當(dāng)則會造成鏈條在工作過程中松緊逐漸變化：

如果工作壓力Pp或安全溢流壓力Ps偏低，靴部在運行過程中受到?jīng)_擊等影響，無桿腔一側(cè)壓力超過安全溢流壓力Ps造成泄壓，水平液壓缸微微縮回，而工作壓力Pp不能使液壓缸及時伸長，造成鏈條逐漸變松的現(xiàn)象。

如果安全溢流壓力Ps設(shè)定偏高，船艙隨波浪浮動托起鏈條的懸垂部分，鏈條張力減小，在工作壓力Pp作用下水平液壓缸微微伸長，而安全溢流壓力Ps偏高，水平液壓缸無桿腔一側(cè)不能在鏈條張力過大時及時泄壓，造成鏈條逐漸變緊的現(xiàn)象。

調(diào)整時，可首先保持比較高的工作壓力Pp，調(diào)整安全溢流壓力值，直至出現(xiàn)溢流泄壓的聲音，使鏈條張力達(dá)到適當(dāng)偏緊的程度，再調(diào)低工作壓力Pp，比安全溢流壓力Ps低約10bar左右，觀察運行效果，適當(dāng)微調(diào)工作壓力Pp即可。

5.改進(jìn)措施

5.1及時清理、潤滑垂直和水平軌道，確保動作順暢。

5.2調(diào)整靴部的自動升高程序更改為自動升高懸臂的俯仰角度。不僅動作可靠，也不涉及靴部的水平動作，減少和船艙的碰撞風(fēng)險。

5.3獨立設(shè)計靴部垂直液壓缸和水平液壓缸的液壓系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩者的同步。把靴部的動作和鏈條的張緊作為兩個問題進(jìn)行分別解決，降低系統(tǒng)的工作壓力，提高液壓系統(tǒng)的可靠性，同時可以有效的減少問題的復(fù)雜度。

5.4操作界面增加鏈條張緊力調(diào)整的相關(guān)內(nèi)容。連續(xù)卸船機運行是必須有司機值守的，增加調(diào)整張緊力的界面后，可以讓操作人員發(fā)現(xiàn)鏈條張緊異常時，方便、及時的調(diào)整。

6 結(jié)語

靖海發(fā)電公司的卸船機已經(jīng)采用改進(jìn)方案的第1、2條進(jìn)行改進(jìn)，運行狀況良好，能夠保證鏈條的穩(wěn)定、合適的張緊力。船艙浮動時，懸臂俯仰系統(tǒng)可靠的自動動作，有效的避免碰撞風(fēng)險。第3、4項涉及的改動內(nèi)容比較多，建議在制造時或作為項目進(jìn)行改進(jìn)。

作者簡介

江長超（1975-）河南洛陽人，工程師，一直從事卸、輸煤檢修、運行及管理工作。