港口螺旋卸船機(jī)的選型方法探討

帖紅霞

【摘 ?要】卸船機(jī)是一種大型港口機(jī)械，其工作條件復(fù)雜，其選型、制造和使用涉及港船、機(jī)電等專業(yè)的許多重大技術(shù)問題。本文通過對港口卸船機(jī)的選型方法探討，希望在實(shí)際的發(fā)展過程中能夠給相關(guān)的工作人員提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】港口;卸船機(jī);選型方法;探討

港口卸船機(jī)是目前各大港口主要的貨物卸載設(shè)備，如若卸船機(jī)選型不合理，勢必將影響卸貨作業(yè)過程的效率和安全性，并最終對港口的正常、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成重大影響。因此，需綜合考量運(yùn)輸船型、港口自然條件、貨物種類、環(huán)保效果的投資經(jīng)濟(jì)效益等因素，保證卸船機(jī)選型的經(jīng)濟(jì)性、合理性和可靠性。

一、卸船機(jī)的功能和特點(diǎn)

卸船機(jī)是利用阿基米德軸向等徑螺旋管來運(yùn)輸散貨，在一個設(shè)備上可以進(jìn)行多種散貨卸船作業(yè)，所以又稱多用途卸船機(jī)。從客艙取出材料、出客艙和著陸的部件和機(jī)制連接在一起。在卸貨作業(yè)過程中，散貨處于流動狀態(tài)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)了真正的連續(xù)作業(yè)。貨物在封閉的管道內(nèi)流動，這樣可以有效地防止貨物被污染，也保證貨物不污染環(huán)境。設(shè)備在工作時，可進(jìn)行遙控操作，避免人體與貨物接觸，從而實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)。因此，螺旋連續(xù)卸船機(jī)被公認(rèn)為現(xiàn)代散貨碼頭的標(biāo)志性設(shè)備。

卸船機(jī)的重量輕，船卸貨效率高，生產(chǎn)效率穩(wěn)定，能量利用系數(shù)高，連續(xù)輸送方式易于實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的自動化;同時由于封閉運(yùn)輸，環(huán)境污染小，所以卸料機(jī)的廣泛應(yīng)用對節(jié)能環(huán)保具有重要意義。卸荷過程自動化程度高，相應(yīng)能耗相對較低，對操作人員要求不高。

近二十年來，國內(nèi)外船舶卸船機(jī)在技術(shù)和應(yīng)用上取得了長足的發(fā)展。這類卸船機(jī)主要依靠回收輸送機(jī)將物料從艙室中回收，然后運(yùn)送到碼頭物料接收設(shè)備。圍繞不同的物料有不同類型的輸送設(shè)備來完成這一過程。港口的風(fēng)力條件較差，如果連續(xù)卸船機(jī)被選中時，有必要建立一個后續(xù)反頂起保護(hù)系統(tǒng)，用于確保卸船機(jī)的頭部不會受到船舶起重波動隨著波浪在船上卸載項(xiàng)目。與之相對應(yīng)，間歇式卸船機(jī)無需附加設(shè)備即可滿足大浪的要求。

二、與卸船機(jī)有關(guān)的貨物的特性

貨物分類主要根據(jù)堆積密度、研磨性、堆積角和粒度進(jìn)行一定的分類。不同貨物的特征值也不同。一方面，卸船機(jī)應(yīng)能夠滿足正常高效的卸貨。另一方面，在卸船過程中，貨物會對卸船人產(chǎn)生不利影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年，我國各大沿海港口完成的貨物吞吐量達(dá)78.4億噸。在這種形勢下，港口卸船機(jī)作為港口裝卸作業(yè)的重要起重設(shè)備，其裝卸作業(yè)的效率和安全性成為影響港口物流周轉(zhuǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。港口卸船機(jī)主要用于將船舶承載的物料搬運(yùn)至港口岸邊貨物運(yùn)輸區(qū)，其使用受運(yùn)輸船型、港口自然條件、貨物種類、環(huán)保效果的投資經(jīng)濟(jì)效益等因素的影響。當(dāng)前，船舶設(shè)計(jì)傾向于大型化，且貨物的裝載量也顯著增大，這對港口卸船機(jī)的性能提出了更高的要求。

三、介紹不同類型的螺旋卸船機(jī)并分析其優(yōu)缺點(diǎn)

3.1外徑軸承式螺旋卸船機(jī)

這種類型的卸船機(jī)是在中國使用最廣泛的螺旋卸船機(jī)之一。主要用于散裝水泥、水泥熟料、糧食、散裝化肥、煤炭等。外徑軸承技術(shù)是一種比較成熟的解決方案。其主要目的是：首先，對受約束部位的螺旋葉片的外周表面進(jìn)行強(qiáng)化和耐磨（如鑲嵌硬質(zhì)合金塊），形成受約束的外表面;在受約束部分的外管內(nèi)表面也進(jìn)行了加強(qiáng)，形成受約束的內(nèi)表面，共同用于形成滑動軸承。主要優(yōu)點(diǎn)是效率穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便、勞動強(qiáng)度低、不損壞、環(huán)保性能好。由于外徑軸承和螺桿通過，材料通過性能好。外徑軸承安裝精度難以保證，設(shè)備可靠性不高，維修時間長，給設(shè)備管理帶來不便。

3.2懸掛軸承螺旋卸船機(jī)

這個模型和之前的模型最大的區(qū)別是垂直螺旋管的內(nèi)螺紋固定的方式不同。它采用了一種叫作懸掛軸承的方法來解決內(nèi)絲桿的柔性問題。該方法已應(yīng)用于其他設(shè)備領(lǐng)域。由于支撐部分采用滾動軸承，便于準(zhǔn)確定位和潤滑，所以本方案的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)絲桿穩(wěn)定性好，內(nèi)絲桿變形小，成本低，可靠性高。主要缺點(diǎn)是由于懸架軸承是由支撐輻條和軸承座組成，是固定結(jié)構(gòu)，所以不可能安裝螺旋葉片，也就是說不可能通過上下形成一個完整的螺旋。在克服物料的重力和摩擦力后，下螺桿轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的離心力向上的分量落在上螺桿上，完成上下螺桿物料的接力。當(dāng)物料流動性差時（即休止角較大時），設(shè)備容易在懸浮軸承處形成物料堵塞。在嚴(yán)重的情況下，它將被阻塞，不能使用。帶有懸掛軸承的螺旋卸船機(jī)的主要缺陷是不能有效地解決物料堆積和堵塞的現(xiàn)象，而且它也具有與帶有外徑軸承的螺旋卸船機(jī)相同的維修麻煩。

3.3l型送料頭螺旋卸船機(jī)

典型的立式送料頭結(jié)構(gòu)更適合流動性好的物料。如果是大休止角的物料，如含濕量大的銅細(xì)砂，樁體可能不會坍塌，給料頭無法得到物料。需要經(jīng)常移動送料頭，增加司機(jī)的勞動強(qiáng)度。針對這種情況，研制了帶有l(wèi)型主動送料裝置的送料頭。送料頭可繞垂直螺旋管旋轉(zhuǎn)，能更好地撬起料堆，強(qiáng)制送料，有效保證回收效率。這個模型是典型的缺點(diǎn)垂直螺旋管不能擺動，它只能完全保持垂直狀態(tài)，它只能依靠水平輸送管的高度適應(yīng)水位差異，所以很難適應(yīng)卸貨碼頭大水位差的函數(shù)。同時，由于回收面是圓形的，艙角處的材料不易獲取，不適合小型船舶使用。

3.4組合式螺旋卸船機(jī)

分段式螺旋卸船機(jī)是根據(jù)貨物的特點(diǎn)，克服外徑軸承方案和懸掛軸承方案的缺陷而設(shè)計(jì)的一種螺旋卸船機(jī)。為了滿足卸船的需要，現(xiàn)有螺旋卸船機(jī)的螺旋輸送機(jī)的長度為10-30m。一般使用螺絲。為了解決過長引起的撓度問題，每4-6m設(shè)置一個螺桿中間支架。中間支架工作環(huán)境惡劣，使用壽命短，易損壞，更換不便。這種型號是在原型號的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。螺旋輸送機(jī)連接。電機(jī)驅(qū)動回轉(zhuǎn)軸承驅(qū)動第一立式螺桿機(jī)旋轉(zhuǎn)并改變振幅。為解決水平螺桿中間支撐的問題，水平螺桿機(jī)構(gòu)還由多個與水平面成10-0度角的螺旋輸送機(jī)和末端段有水平安裝的螺旋輸送機(jī)組成。分段式螺旋卸船機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是有效解決了外徑軸承式螺旋卸船機(jī)外徑軸承對制造安裝精度要求高、磨損大等缺點(diǎn)，以及吊軸承式螺旋卸船機(jī)吊軸承部位上下螺絲連接失效導(dǎo)致物料堆積、堵塞，分段運(yùn)輸對制造安裝精度要求低，有效保證質(zhì)量，維修方便。其主要缺點(diǎn)是增加了結(jié)構(gòu)的重量，在兩個環(huán)節(jié)之間的物流轉(zhuǎn)移中會出現(xiàn)物料堆積和堵塞。為了滿足銅細(xì)砂進(jìn)口的要求，需要對兩段螺釘之間的連接法蘭進(jìn)行優(yōu)化。為解決兩端連接處物料堆積、堵塞的問題，可將連接法蘭設(shè)計(jì)為上下兩部分。因?yàn)槊總€部分的重量和外部負(fù)載的螺旋輸送管是由鋼結(jié)構(gòu)箱形梁承擔(dān)，兩個部分之間的法蘭連接發(fā)揮著有效的作用，可以通過螺栓連接，上部和觀察窗可以打開，下部可以快速拆卸。雖然不能解決物料堆積、堵塞的問題，但清洗方便。

四、結(jié)論

通過對各類螺旋卸船機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較，對于廣大港口用戶來說選擇最合適的螺旋卸船機(jī)是非常重要的。國內(nèi)對螺旋卸船機(jī)的研究還處于探索階段，螺旋卸船機(jī)的種類也多種多樣。在實(shí)際的發(fā)展過程中，螺旋卸船機(jī)的選擇方案適用于不同的環(huán)境、貨物類型、船舶類型、工作條件和其他因素，它為港口提供了指導(dǎo)用戶選擇螺旋卸船機(jī)的模型，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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