淺談提高散糧裝車漏斗安全性和完好率的技術改造措施

在港口散糧作業中，門機是卸船機作業中的主要設備[1]。山東港口日照港裕廊股份有限公司主要經營大豆、玉米和木片等貨物，是我國糧食和木片進口最大的港口。目前散糧疏港作業方式有火車疏港和汽運疏港兩種方式，其中汽運疏港占80%左右。傳統散裝汽運作業一般流程是采取門機直取落地，利用液壓抓料機、裝載機、翻斗車等流動機械進行發貨，整體作業效率較低且產生較高的人工、機械費用。同時大量貨物堆存于碼頭前沿，易受周邊環境污染，一旦雨雪天氣突然來襲容易造成大量水濕等貨損事故。由于門機卸船作業和裝車作業存在空間上的交叉，只能優先進行卸船作業，再進行汽運疏港作業，導致疏港效率較低，嚴重制約著高效港口的建設。為提高散糧裝車效率，參考國內外各港口漏斗使用經驗，根據散糧流動性特點，設計并制造了6臺散糧裝車漏斗（如圖1所示）用于配合門機散裝汽運作業。散裝汽運作業流程改變為門機卸船作業時抓斗直接投放到漏斗內，由放料人員遠程控制閥門啟閉完成裝車，避免二次裝車帶來的諸多問題。

圖1 散糧裝車漏斗圖

1 設備現狀

由于漏斗設計理念過于保守，且未考慮漏斗在日常使用過程中移動、使用頻率以及安全環保等因素，出現了以下4個問題。①豎梯安裝位置不合適。豎梯設計安裝在兩個叉刀庫之間，漏斗在使用叉車叉移過程中，經常被擠壓變形，豎梯結構不標準，攀爬時費時費力。②漏斗無支腿行走輪，參與卸船作業時每次需要搬運移位，因漏斗支腿不能原地旋轉，每次搬運漏斗耗時較長（近1 h左右）,漏斗作業過程需要根據生產情況使用門機隨時調整位置，用時較長。此外，漏斗搬運需要2臺25 T叉車同時配合，每次搬運需要一臺叉車從公司北區場地來回往返南區場地一次，且叉車搬運過程中極易造成漏斗叉刀庫變形開裂，產生額外維修成本。③漏斗平臺積料較多，清理困難。由于設計時未考慮漏斗平臺積料清理問題，造成每次作業后，需要安排人工清理，費時費力。④弧形門電動推桿故障率高。隨著漏斗在散糧直取作業中的利用率增高，超出了原先設計時的最高連續作業時間，電動推桿故障率陡然增大，已嚴重影響卸船效率。⑤設計理念保守，未考慮揚塵問題。隨著環保督查加大以及建設綠色港口理念的持續深入，粗放作業已經成為過去式，后期使用篷布封擋漏斗兩側和平臺護欄（如圖2所示），效果較差，且增加了漏斗的迎風面積，遇到突發大風可能會使漏斗滑移甚至傾覆，安全隱患極大。以上這些問題，不但會對機械設備和人員安全產生危害，還會造成人力物力浪費，產生揚塵等環保問題，給正常卸船作業造成困擾，亟需解決。

圖2 篷布封擋漏斗圖

2 改造方案

針對以上4類問題和不足，組織多名專業技術人員和操作人員成立技術攻關小組，經過多次現場研究，逐個剖析內在原因，確定相應改造思路和改造方案。

（1）根據漏斗實際移動情況，為避免叉刀庫和漏斗豎梯位置重疊帶來的設備損壞，平臺豎梯需要從側面中間位置改移至他處?？紤]到漏斗整體結構的穩定性，經過論證，將其改移至支腿邊角位置最為合適。根據現場情況，有4個位置可供選擇，由于該豎梯需要兼顧電動推桿維修，還需考慮避免在車輛倒車進入漏斗時碰撞豎梯，因此確定將豎梯改移至漏斗右后側。此外，根據GB 4053.1—2009、GB 4053.2—2009、GB 4053.3—2009等固定式鋼梯及平臺安全要求相關標準，護籠宜采用圓形結構，應包括一組水平籠箍和至少5根立桿[2]，原有豎梯護籠不符合標準，立桿只有3根，且梯梁間踏棍供踩踏表面的內側凈寬度大于600 mm，在同一攀登高度上該寬度也相同，作業人員攀爬時存在安全隱患。

（2）由于汽運作業時漏斗要臨近貨堆，方便流動機械取料裝車，縮短行程，因此經常需要根據物料情況隨時調整位置。使用2臺叉車配合搬運漏斗時，需要將漏斗周圍場地清理干凈，提供合適的活動空間，造成叉移時間過長，且叉車司機之間要聯絡暢通，配合緊密，否則在搬運過程中易出現漏斗傾倒的風險。為滿足一臺叉車能夠叉移漏斗，實現漏斗原地旋轉和短距離移動，經過充分論證并參考相關作業平臺構造，決定對漏斗一側支腿加裝2個萬向輪。為保證漏斗整體的穩定性，解決一側支腿加裝萬向輪后兩側支腿高度不同的問題，在另一側支腿安裝相同高度的增高節。此外，為方便安裝和拆卸，萬向輪和增高節與原支腿都采用法蘭連接。

（3）門機抓斗投料時難免會出現撒漏的情況，由于原先漏斗平臺使用花紋板材質，撒漏的物料堆積在平臺上，后期因環保抑塵需要加裝了篷布用于防塵，反而加劇了積料問題。積料問題不僅會造成混貨，還會影響糧食的品質。為了減少平臺積料，攻關小組認為可將平臺改為傾斜面，或更換平臺底板，由于散糧如大豆、玉米、小麥等安息角在20°以上，而散糧中的粉塵、雜物更加限制了物料的流動性，預計平臺底板傾斜角在30°以上才可能使物料從平臺自然滾落。由于平臺承擔著維修漏斗的作業任務，而傾斜的平臺底板會增加人員跌倒和工屬具滑落的風險，不利用人員站立和設備維修。鋼格板是一種網格結構的產品，其具有通風、采光、散熱、防滑、防爆等性能，鍍鋅鋼格板表面采用鍍鋅處理，具有耐鹽霧腐蝕的特點，尤其適用于沿海港口機械[3]。因此，攻關小組人員一致認為應將平臺底板的花紋板更換為鍍鋅鋼格板，網格尺寸大于散糧尺寸，既增加了平臺結構強度，又減少了積料清理和定期維修防腐。

（4）電動推桿電源是一種將電動機的旋轉運動轉變為推桿的直線往復運動的電力驅動裝置，推桿裝有行程限位開關。由于裝車漏斗弧形門采用遠程控制，操作人員因距離較遠，并不能準確判斷弧形門開關是否到位，因而啟閉頻繁造成行程開關松動而失效，經常引起電機過載和齒輪塑性變形等。據統計，2021年10月至2022年2月，裝車漏斗因限位問題導致推桿故障達14次，嚴重影響設備正常使用和發運效率。經現場觀察裝車漏斗弧形門的啟閉過程，發現電動推桿在工作過程中行程限位開關會在啟閉過程中產生振動，電動推桿原有的限位開關為機械式，行程開關受到外力影響變形，使限位保護失去作用，每次裝車作業弧形門啟閉4次以上，長時間作業導致限位出現脫落移位的情況[4]。為減小推桿振動，設計一套固定在弧形門上的開關裝置，使用接近開關與作為限位開關來控制弧形門開啟限位與閉合限位，與原推桿形成限位形成雙限位，從而實現弧形門開閉到達指定位置后電動機自動停機，達到其保護功能的目的。

（5）門機散裝汽運露天作業揚塵不僅對自然環境及國家經濟產生惡性影響，粉塵還會引起呼吸系統發病率和死亡率的增加。雖然使用篷布進行封擋，但使用效果較差，還增加了迎風面，篷布損壞較多，使用壽命短。防風抑塵網能夠有效防治露天散料堆所造成的粉塵污染，防風結構能夠降低來流風速，減少湍流現象，從而降低料堆表面起塵量，達到防風抑塵的效果[5]。在一定流通量的情況下，通過網孔的流速難以與實際情況成比例，氣流通過抑塵網后，氣流會向四周擴散，其擴散程度未知亦不易預測，但受限于現有實驗條件和技術，防風抑塵網孔徑很難確定。通過觀察現有不同規格防風抑塵網安裝后的空氣流動和粉塵控制情況，確定了網孔直徑3 mm最為合適。

3 改造實施和效果

通過采取上述措施對散糧裝車漏斗進行改造升級，對漏斗的豎梯進行改移，在實際叉移過程中未發生碰撞損壞情況，改移效果較好。改進漏斗支腿后，可實現單臺叉車漏斗原地旋轉和短距離移動，滿足生產現場頻繁的位置變化需求，漏斗搬運時間降低60%，降低了設備維修費和叉車油耗。漏斗平臺改為鍍鋅鋼格網和防風抑塵板后堆料現象和粉塵外溢情況有了顯著改善，人工清理積料次數減少74%，同時也提高了設備的整體安全性能。通過加裝接近開關成形雙限位保護，電動推桿故障率降低36%，減少了設備維護頻次，節省了人力物力，對相關設備安全性和完好率改造具有一定的參考價值。

4 結語

本文對散糧裝車漏斗在作業過程中豎梯在叉移過程中經常性損壞、平臺積料清理困難、弧形門電動推桿頻繁性損壞以及抑塵效果差等問題進行原因分析，然后有針對性地提出了改移豎梯和支腿、更換平臺底板和抑塵網以及改進電動推桿限位等方案和措施，并將其應用于實際設備改造，有效提高了散糧裝車漏斗安全性和完好率，減少了設備揚塵和維修費用，具有一定的應用價值和社會經濟價值。