门座抓斗卸船机

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门座抓斗卸船机(Portal Grab Ship Unloader),又称带斗门座起重机或带斗门机

目录

什么是门座抓斗卸船机

  门座抓斗卸船机是指具有长悬臂大变幅,可旋转机构的抓斗卸船机。门座大车沿码头地面轨道行走,是目前应用最为广泛的散货卸船机,其基本构造和门座起重机相似,但在门架上装有漏斗和胶带输送系统。[1]

  卸船时,抓斗将散货卸入漏斗,再经皮带输送机送到货场。由于漏斗及皮带机能够伸缩,作业时基本上只需起升和变幅动作就行,所以比门座起重机工作循环的时间短、卸船效率高。但因提高起升和变幅速度会增加抓斗的偏摆和引起较大的动载荷,所以进一步提高速度受到限制。[2]

门座抓斗卸船机

门座抓斗卸船机的组成及特性[3]

  带斗门座起重机除具有一般门座起重机的运行机构、回转机构、起升机构、变幅机构和臂架系统、机房、人字架、门架等外,还具有物料落料系统、水平输送系统及防尘系统等。其落料系统由漏斗、破拱器、振动给料器和金属检出器等组成;而水平输送系统则由胶带输送机、伸缩装置和卸料装置等组成;防尘系统大多数采用喷雾装置,但也有采用洗尘除尘装置的。

  带斗门座起重机的特点在于它有一个回转机构,可使抓斗在船舱内较自由地作业,对清舱工作有较大益处。其特点是,由于它依靠臂架系统变幅来实现抓斗的水平位移,其变幅速度不可能太大,因此它的生产率一般限制在700t/h左右。它与通用门座起重机的区别在于变幅速度较高,一般在40—80m/min之间。

  在整机的总体布置方面,带斗门座起重机为了在海侧门腿上方安置漏斗接料系统,其回转中心绝大多数不布置在门架的跨中,而是布置在靠近陆侧门腿一边。其从中心后移的距离主要考虑两个方面:一是能安置漏斗接料系统,由于带斗门座起重机处于非工作状态时,接料系统的海侧最外边缘(若有挡料板时,以挡料板的最外边缘为准)应在船舶向岸侧倾斜50时,不与船舶相碰为原则,从而确定了漏斗接料系统的外边缘安置界限。二是考虑到带斗门座起重机在最小幅度时,抓斗应处于漏斗卸料中心的内侧。此外还有其他布置上的原因,但以上两点是必须要满足的。

  在起重臂系统的设计中,考虑到带斗门座起重机较通用门座起重机有更频繁的变幅运动,特别是带斗门座起重机每次卸料都接近最小幅度,所以要求有更好的变幅性能。而通用门座起重机在变幅过程中的速比多在2以上,即在最小幅度时吊重的线速度最高,这种形式的四连杆臂架系统在最小幅度附近卸料时必然产生很大的振动,从而对整机结构件的疲劳带来很大影响,所以带斗门座起重机的四连杆臂架系统设计更重视速比和落差这两项性能。其特点是:象鼻梁较长、大拉杆较短、人字架较高。

  漏斗接料系统可以设计为伸缩式,亦可以是固定式。对于伸缩式漏斗接料系统一定要考虑到漏斗的伸缩底部下缘高度,应该超过最大船型在最高潮位空载时的高度,并要留一定的空间余量,主要考虑到船在有浪情况下的颠簸。因此,一般伸缩式漏斗的位置比较高。在船型较小时,对卸船生产率的提高并不显著,所以这种结构形式多用于生产率要求较高而接卸船型又比较固定的场合。固定式漏斗的设置位置较伸缩式可以低一些,虽然变幅距离稍大了一些,但是变幅过程可以和起升过程在时间上重合一部分,所以对较小的船型,尤其是船型变化较大时,仍不失为一种可取的形式。

  漏斗下方的输料系统,根据用户后方的输送机系统设置的不同,可以在带斗门座起重机的门架跨中卸料,也可以在门架的后方陆侧卸料。可以是单点卸料,也可以是两点或多点卸料。若是两点卸料,可以用分叉漏斗卸料亦可用移动小车卸料。在多点卸料的结构中一般均为伸缩带式输送机方式。

  带斗门座起重机通常有主副两个控制室。主控制室设置在回转部分的转台上。在主控制室内主要是操纵抓斗的开闭、起升、下降、变幅、回转等主要动作。因为回转中心偏离在陆侧,所以主控制室多半安置在从转台外伸的梁上,以改善操作者的视线。有时将主控制室安置在一个可以伸缩的外伸梁上,当工作时主控制室外伸,使操作者不但能清楚地看到漏斗卸料点,还可以看到船舱内大部分取料点。这样,操作者的视野好,可以提高生产率,同时也保证了作业的安全性。在设计伸缩式主控制室时应注意伸缩梁要有足够的刚性,否则司机将有不舒服的感觉。

  副控制室一般设置在门架部分。它的主要工作范围是控制漏斗接料系统中漏斗斗门的开度、振动给料器、破拱装置、输料用输送机、分叉漏斗等的操纵、漏斗和输送机的伸缩以及整机的运行。副控制室设置的位置必须能清楚地观察到漏斗卸料、输送机工作、出料以及整机的运行情况。

  带斗门座起重机的电气设备有两种系统,即交流电动机驱动系统和直流电动机驱动系统。

  在中小吨位起重量及技术性能参数不高的情况下,大多采用交流电动机驱动系统。它是经济性的控制方案。目前这一传动方案在生产率小于360t/h条件下得到较为广泛的采用。大型带斗门座起重机由于高生产效率的要求,调速性能要求较高,装机容量较大,直流调速系统得到广泛采用。以往及目前的部分机型,采用G—M供电方式。该系统体积大、总质量大,振动和噪声也大。由于大功率电子器件的出现,渐渐以各种可控变换器代替了G—M供电方式,变流技术得到了普遍的推广应用。

  对于360t/h以上生产率的带斗门座起重机多数采用直流电动机驱动。基本形式是6000V或者是10000V高压供电,通过晶闸管整流,用直流电驱动各机构直流电动机。在电控装置方面也由过去传统的常规控制经历了模拟式到全数字式控制系统,使各主要机构实现了无级调速,如起升机构实现恒功率调速,较大地提高了生产效率;通过PLC控制实现整机的无触点控制、故障检测、故障显示等自动控制功能及抓斗深挖功能。由于实现了无级调速,使整机工作平稳、冲击小,降低了冲击载荷,也就延长了金属结构件的使用寿命。

带斗门座起重机的主要技术参数[3]

  (一)生产率

  带斗门座起重机的生产率是指起重机每小时可装卸物料的能力。生产率通常是以每小时所能完成的物料装卸量来表示。它取决于带斗门机的起重能力。各种机构的工作速度、加速度、各机构的联动性能、取卸料位置、物料品种等因素。

  带斗门座起重机的生产率一般不高于1000t/h。

  (二)起重量

  带斗门座起重机的起重量是指起重机在正常工作条件下允许起吊的物料连同取物装置(抓斗)的质量之和。单位为t。带斗门座起重机的起重量一般在5~40t之间。

  (三)起升高度与下降深度

  带斗门座起重机的起升高度一般是指从运行轨道面向上到取物装置(抓斗)上极限位置的最低点之间的垂直距离。下降深度是指从运行轨道面向下到取物装置的下极限位置之间的垂直距离。

  起升高度与下降深度的单位为m。

  (四)工作幅度

  带斗门座起重机的工作幅度是指从回转中心线到取物装置悬吊点之间的距离。

  最大工作幅度是指当起重臂外伸处于最远极限位置时,回转中心线到取物装置悬吊点之间的距离。

  最小工作幅度是指起重臂内收处于最近极限位置时,回转中心线到取物装置悬吊点之间的距离。工作幅度的单位为rn。

  (五)起升速度

  起升速度是指取物装置的上升速度,单位是m/min。带斗门座起重机的起升速度一般在40~80m/min之间。

  (六)变幅速度

  变幅速度是指取物装置在变幅过程中沿水平方向移动的平均速度。单位为m/min。

  带斗门座起重机的变幅速度一般在40~80m/min之间。

  (七)回转速度

  回转速度是指起重机回转部分对下部运行部分绕回转中心线的转动速度。单位为r/min。带斗门座起重机的回转速度一般在1.0~1.5r/min之间。

  (八)大车运行速度

  大车运行速度是指起重机沿运行轨道移动的速度,单位为m/min。带斗门座起重机的大车运行速度一般在25~30m/min左右。

  (九)轨距

  见门座起重机

  (十)带斗门座起重机的工作级别

  工作级别是表示起重机的载荷状态和利用等级的参数。它表明起重机的工作繁忙程度。是设计起重机必须考虑的重要因素。

  带斗门座起重机的工作级别一般为A7~A8。

  (十一)机构的工作级别

  带斗门座起重机各机构工作级别推荐值如下:

  起升机构 M8

  变幅机构 M8

  回转机构 M8

  大车运行机构 M4~M6

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参考文献

  1. 王桂娇.物流技术与装备.中国财政经济出版社,2007.1
  2. 刘敏.物流设施与设备.北京大学出版社,2008.08
  3. 3.0 3.1 孙枫.港口起重机设计规范.人民交通出版社,2007.8
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