港口科技·科研与技革 桥式抓斗卸船机开斗放料速度优化 汪成， 韦 国， 张浩涛，徐秉盛 （宁波舟山港股份有限公司北仑矿石分公司，浙江宁波３１５８００） 摘要：为减少散状物料对卸船机大料斗的冲击，提高料斗耐磨板的使用寿命，采用在 卸船机ＰＬＣ中编制控制程序方法优化抓斗开斗速度，以料斗重量传感器读数作为存料 情况的依据，设定卸船机开闭电机的受限转速。结果表明该控制程序满足卸船机实际 作业要求，能够保证设备稳定运行。 关键词：港口；卸船机料斗；控制程序；速度优化 ０引 言 坏。如遇到含水量大的或流动性好的物料，卸船机 开斗速度过快，会造成冲料，卸船物料直接冲到皮 宁波港某煤炭码头卸船机自２０１２年５月１ 带上，导致皮带物料分部不均匀，易引起后方料斗 日投人生产以来，生产繁忙，设备运行也较为稳 堵料，同时该现象会造成大量落料，增加卸船机及 定。但当遇到不理想的矿种时，卸船会存在冲料或 皮带机廊道面清理工作量。 大量物料溢出现象，导致卸船机作业结束后清理 任务繁重。更严重的是在设备运行一段时间后，卸 ２解决方案及效果分析 船机大料斗发生局部变形。卸船机大料斗局部变 ２．１解决方案 形有可能导致料斗钢板开裂，从而极易与运行中 为解决上述问题，对卸船机控制程序进行调 的振动给料器发生干涉，最终影响卸船机的整体 整，编制抓斗开斗速度的优化控制程序，辅助司机 安全。 进行开斗操作，在卸船机大料斗没有存料或存料 １ 问题分析 很少时，适当卸船机抓斗放料速度，减少物料 对料斗的冲击。 针对卸船过程存在冲料或大量物料溢出现象 该控制程序以卸船机料斗重量传感器读数作 及料斗局部变形等问题进行分析、研究，主要是由 为判断料斗存料情况的依据。实际作业时，卸船机 于卸船机作业中的抓斗开斗过快造成的。卸船机 存在大料斗积料或少料的情况，选取大料斗存料 抓斗放料时的开斗动作是由操作司机手动操作 １５ ｔ为基础值。当卸船机大料斗重量传感器显示 的，而开斗速度需要司机根据现场实际工况及自 大料斗存料小于１５ ｔ时，程序判断卸船机大料斗 已经验及时调整。当卸船机料斗没有存料或存料 存料少，可能出现冲料现象，即开始抓斗的开 较少时，若抓斗开斗速度控制不当，可能会引起一 斗速度；当大料斗重量传感器读数大于１５ ｔ时，该 系列问题。 控制程序不起作用，卸船机抓斗可恢复全速运行。 在大料斗存料不足的情况下，如遇到较硬或 在编写程序时，须设定卸船机开闭电机的受 密度大的物料时，卸船机开斗速度过快，物料频繁 限转速来抓斗最大开度速度。当大料斗存料 冲击大料斗，易导致大料斗耐磨板碎裂、耐磨板脱 不足时：若操作司机给予电机转速指令小于该受 落，造成安全隐患。此外，大料斗后沿受冲击后易 限转速，则司机指令有效；若操作司机给予开闭电 变形，振动给料器橡胶弹簧及吊架也可能发生损 机转速指令大于该受限转速，卸船机控制程序经 · ３７ － 港口科技·科研与技革 过比较也只将受限转速作为指令信号输出。经过 反复试验，将卸船机抓斗开斗受限速度设定为开 斗额定速度的４５％。 度见图１。 当卸船机大料斗存料不足时，启动编制控制 程序优化抓斗开斗指令，电机转速约为５４０ ｒ／ｍｉｎ， 当卸船机抓斗全速开斗时，电机转速达到 １ ２００ ｒ／ａｒｉｎ，开斗速度快，开斗时间短，物料对料 斗冲击大。开闭电机给定速度和电机实际运行速 ０ 开斗时间长。控制程序作用时开闭电机给定速度 和电机实际运行速度见图２。物料对料斗冲击大 开斗速度得到优化，物料冲击得到有效控制。 ‘冒 蚪 匠 曲线１：电机给定转速 时间／ 曲线２：电机实际转速 图１ 开闭电机给定速度和电机实际运行速度 ０ ８ 委 亲 匿 图２控制程序作用时开闭电机给定速度和电机实际运行速度 为避免优化程序在设备维修、抓斗开闭度调 冲击在先期撒落的物料上，避免物料直接冲击耐 磨板及大料斗。因此，通过采用抓斗开斗速度优化 控制程序，可以有效避免司机开斗速度操作不当 导致的冲料、溢料问题。 经过反复试验，采用优化控制程序的卸船机 在开斗放料速度受限的情况下单次作业循环时 间为５７．８４ Ｓ，虽然相比卸船机额定单次作业循环 时间５４．１１ Ｓ延长３．７３ Ｓ，但该控制程序能够保证 仅在卸船机大料斗存料不足的情况下才抓 斗的最大开斗速度。因此，虽然单次作业循环时 整、抓斗船舱内放料等其他特殊工况下影响抓 斗的开斗速度，优化程序作用的范围仅在抓斗 达到正常放料高度且小车处于卸料位置时，优 化程序才判定司机准备将抓斗物料卸在大料斗 内，并可在大料斗存料不足的情况下抓斗 开斗速度。 ２．２效果分析 当卸船机大料斗存料不足时，控制程序优化 抓斗开斗放料速度，保证物料在相对较长的时间 内逐步从卸船机抓斗中落至大料斗内，因此大料 间略有增加，但从整个卸船流程考虑，由于大料 斗存料不足的工况一般仅发生在卸船流程刚开 （下转第５２页） 斗内单位时间内物料减少，不易造成冲料、溢料等 现象。同时，由于抓斗放料速度慢，后续的物料先 · ３８ · 港口科技·港口管理 ７结语 能定位。在各区域港口竞合越发激烈的市场环境 中，统筹谋划新港区发展带来的区域港口结构调 整和布局优化问题，明确未来１０～２０ ａ港口的发 展方向，应成为未来我国沿海港口发展重点关注 的领域。 国家区域战略实施、产业调整、经济社会 环境变化等带动新港区的开发建设，新港区的开 发建设扩大原有港口的布局范围、服务市场和功 （上接第３８页） 始作业的一小段时间内，持续时间较短，可见该 控制程序对整个卸船作业效率影响有限。 ３总结 且改善设备的使用工况，延长卸船机耐磨板使用 寿命。 来， 蒌 通过判断卸船机料斗的存料情况来卸 斗变形也得到有效控制。因此，该项目在实际生产 船机抓斗放料的速度，不仅可以有效地控制卸船 中值得使用和推广，同时也可以为其他技术改造 机大料斗物料冲击，减少不必要的落料、溢料，而 （上接第４１页） 提供借鉴。 从表３可知，杆１、杆２、杆３、杆４和杆５中 受到最大的应力ｏ－＝１ ４３４．６０ ｋｇ／ｅｍ２，ｏ－＜［ｏ－１，各杆均 满足强度要求。 ２０１５年投人使用后，２ ａ内增加利润共计３ １４９．９ 万元，取得较好经济效益。同时，门机的起升高度 比原来提高７ Ｉｎ，抓斗起升到最高点时刃口底部 比空载的１０万吨级船舶甲板高出２－３ ｍ安全余 量，降低抓斗磕碰舱口安全事故的发生概率，避免 经济损失与人员伤亡，对设备的安全运行和生产 具有一定的意义。 ３结论 １．４象鼻梁头部拼接工艺 原象鼻梁头部距象鼻梁头部滑轮组中心轴距 离处有１条拼接焊缝，为避免焊缝集中，保证象鼻 梁改造后对本身整体结构破坏降到最低，与原拼 接焊缝向后错开３００ ｍｍ割掉，进行现场对接，新 旧象鼻梁头部切割与焊接位置见图１０。焊接完成 后，对焊缝进行探伤 查。 （１）在不改变原门机起升钢丝绳的情况下，确 定梨形绳套与ｃ型快速卸扣的型号、宽槽滑轮的 具体尺寸，设计象鼻梁头部钢结构。 （２）分别对改造前后的起升钢丝绳角偏量、头 尾滑轮中心线进行对比分析，改造前后支持绳角 偏量分别为１．０３１。和１．２６０。，变化不大，开闭绳角 偏量没有变化，对钢丝绳的使用寿命没有影响。 （３）对改造后象鼻梁进行强度校核，满足强度 要求。 （４）ｆ－１机起升高度的提高增加码头停靠１０万 吨级（１５万吨级减载）货船能力，取得较好的经济 效益。 图１０新旧象鼻梁头部切割与焊接位置 ２经济效益和社会效益 参考文献 ［１］何培新 钢抓斗卸船机所用的钢丝绳梨形绳 套卟港口装卸，２００９（１）：１８３—１８５． 改造应用后，门机作业能力得到提高，增加码 头靠泊１０万吨级（１５万吨级减载）货船能力， ·［２】陈昆，胡吉全，钱开元，等．门座起重机象梁结构 设计的研究卟港口装卸，２００８（２）：１１—１２． ５２·
