遙控液壓抓斗在集裝箱岸橋散糧作業(yè)中的應(yīng)用

楊文超 （天津港第二港埠有限公司 天津 300270)

0 引言

隨著集團公司貨類布局的調(diào)整、集裝箱業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)移，我公司集裝箱作業(yè)量急劇降低，而散貨作業(yè)量特別是散糧進(jìn)口量持續(xù)增加。因此，為充分利用現(xiàn)有集裝箱泊位、機械設(shè)施及人力資源，我們對集裝箱裝卸橋（簡稱岸橋）實施散貨作業(yè)的可行性進(jìn)行了充分調(diào)研，將岸橋進(jìn)行散貨作業(yè)作為工藝創(chuàng)新研究的新課題。

公司現(xiàn)有的4臺岸橋，起重量可達(dá)到50t左右，外伸距40m。通過對岸橋起升機構(gòu)的研究，我們設(shè)計了岸橋?qū)Ｓ玫跫埽蛊渑c岸橋吊具上架相連，通過相關(guān)工屬具的使用，基本實現(xiàn)了岸橋完成件雜貨作業(yè)的功能。

糧食貨類是我公司的骨干貨類，是實現(xiàn)年度生產(chǎn)任務(wù)的重要組成部分。為適應(yīng)船舶深水化和大型化的發(fā)展趨勢，公司集裝箱兩個泊位已進(jìn)行升級改造，現(xiàn)可?？?.8萬t以上的糧食船舶。根據(jù)我公司岸橋現(xiàn)狀，我們以散糧接卸工具為重點進(jìn)行攻關(guān)，實行了岸橋散糧作業(yè)功能。

1 抓斗的類型選擇

目前，抓斗是散糧作業(yè)中通用性較強的工具，通過調(diào)研我們了解到岸橋可用的抓斗包括傳統(tǒng)繩式抓斗、電動液壓抓斗、遙控液壓抓斗等幾種，針對我公司岸橋機械性能，我們對各類抓斗的投資成本及使用效果進(jìn)行了綜合分析。

我公司的4臺岸橋機型較為老舊，岸橋的起升系統(tǒng)是單起升機構(gòu)，傳統(tǒng)繩式抓斗多用于雙起升機構(gòu)，若使用該類型抓斗，就要對岸橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分改造，不僅投資大而且工程復(fù)雜，因此不采用傳統(tǒng)繩式抓斗。

電動液壓抓斗、遙控液壓抓斗均適用于單起升機構(gòu)，我們從設(shè)備改造、作業(yè)效率等方面進(jìn)行了比較。選用電動液壓抓斗不僅需要對岸橋的電路系統(tǒng)進(jìn)行改造（單臺岸橋改造費用達(dá)到12.5萬元左右），而且抓斗制作成本相對較高。由于國內(nèi)液壓產(chǎn)品質(zhì)量問題，在長期使用過程中液壓元件難免出現(xiàn)故障，導(dǎo)致液壓油滲漏等狀況，易發(fā)生糧食污染等現(xiàn)象。而采用遙控液壓抓斗，岸橋的電路系統(tǒng)基本不需改造，抓斗制作成本相對較低，因此前期資金投入很少；從設(shè)計作業(yè)效率考慮，電動液壓抓斗作業(yè)循環(huán)約20～22次/h，遙控液壓抓斗約18次/h；從保養(yǎng)維修方面考慮，遙控液壓抓斗結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)。

綜合考慮資金投入、作業(yè)效率、故障維修等情況，我們選擇采用遙控液壓抓斗。它是一種通過無線遙控發(fā)射器來控制打開的新穎抓斗。抓斗的升降，閉合由岸橋的起升機構(gòu)控制，抓斗的開啟則通過遙控系統(tǒng)操作液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。此類型抓斗既有繩式抓斗結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠的特點，又有動力式抓斗裝卸效率較高的特點。參考《港口機械設(shè)計規(guī)范》，岸橋與散貨卸船機利用等級與載荷情況，相同額定載荷的岸橋與散貨卸船機相差40%左右。因此我公司岸橋散貨作業(yè)額定負(fù)荷約為55×60%=33t，取32t，即確定抓斗負(fù)荷為32t。依據(jù)散糧貨類特性，該抓斗設(shè)計斗容為20m3，自重近14.5t，使其抓取比達(dá)到最佳。

2 抓斗的結(jié)構(gòu)特征

該抓斗由機械裝置、液壓裝置和控制裝置3部分組成。如圖1所示。

機械裝置由上平衡梁、鋼絲繩吊索、導(dǎo)繩器、上承梁、上滑輪、浮動梁、下滑輪、下承梁、齒輪同步器、斗體支撐桿、斗體組成。

兩只上滑輪通過滑輪中心軸分別固裝于上承梁的底部兩側(cè)，浮動梁位于上承梁的下部，兩只下滑輪通過滑輪中心軸分別固裝在浮動梁底部兩端，下滑輪與上滑輪組成滑輪組。

兩根鋼絲繩吊索的一端分別與上平衡梁相連，另一端依次穿過對應(yīng)的一個下滑輪和上滑輪，并與安裝在浮動梁底部對應(yīng)的下平衡梁的兩端相連。鋼絲繩吊索穿過上承梁，兩者的接觸部位安裝了由耐磨材料制成的導(dǎo)繩器。

圖1 抓斗結(jié)構(gòu)示意圖

上承梁通過4根對稱的支撐桿與斗體鉸接，斗體的上部與下承梁鉸接，斗體的上端安裝了齒輪同步器。

液壓裝置由液壓油缸、油箱、液壓軟管和電磁控制閥組成，液壓油缸的活塞桿固定于浮動梁，油缸缸體固定于下承梁，液壓裝置中的電磁控制閥與控制裝置連接。

控制裝置由遙控器（即發(fā)射器）、接收器、電磁控制閥和電源組成，接收器、電源和電磁控制閥安裝于下承梁上的控制箱內(nèi)，接收器同時與電磁控制閥相連。

遙控系統(tǒng)（包括遙控器和接收器）發(fā)出指令，控制該抓斗斗體的打開。電源是一塊可充電的閥控密封式鉛酸蓄電池，用于向電磁控制閥和接收器提供電能。該電池充足電后，其工作時間保證在24h以上。接收器和電磁控制閥置于控制箱內(nèi)以避免其他的干擾。遙控器是兩路點動遙控器，其電源由兩節(jié)5號堿性電池提供。工作時，遙控器由操作人員手持使用，一般能保證連續(xù)使用24h以上。

3 抓斗的工作過程

抓斗的工作過程主要分4個階段：

3.1 抓斗懸掛在空中斗體完全張開階段

鋼絲繩吊索將液壓油缸的活塞桿從液壓缸中完全抽出，此時電磁控制閥處于打開狀態(tài)，如圖2所示。

圖2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 抓斗下落至物料表面階段

張開的抓斗通過岸橋小車運行機構(gòu)和起升機構(gòu)放落在貨物上后，放松鋼絲繩，活塞桿在浮動梁自重力的作用下向下移動。在活塞桿進(jìn)入油缸的過程中，油缸無桿腔內(nèi)的液壓油通過活塞上的單向閥進(jìn)入油缸有桿腔內(nèi)，多余的液壓油則通過液壓油缸上端的過油孔、軟管和電磁控制閥返回油箱。當(dāng)懸浮梁下降到最低位置處時，按下遙控器紅色按鈕，關(guān)閉電磁閥。

3.3 抓斗的閉合階段

通過對岸橋起升系統(tǒng)的控制，其提升力經(jīng)鋼絲繩吊索傳遞到上承梁及活塞桿，由于此時電磁閥處于閉鎖狀態(tài)，所以油缸上部的液壓油處于鎖緊狀態(tài)，液壓油不能流出，促使油缸體和下承梁隨活塞桿一起向上運動，導(dǎo)致斗體閉合并抓起貨物隨鋼絲繩吊索一起提升。

3.4 抓斗的打開、卸貨階段

載有貨物的抓斗移到合適的位置后，按下遙控器的綠色按鈕（同時警示燈閃爍），遙控器發(fā)出一個“斗體開始打開”的指令信號，接收器收到信號后立即打開電磁控制閥，油缸上部桿腔內(nèi)的液壓油經(jīng)油缸上端的過油孔、軟管和電磁控制閥流入油箱，活塞桿逐漸抽出，抓斗開始張開，將貨物全部卸下。

4 抓斗的性能特點

①該抓斗為單索，直接連接在起重設(shè)備吊架上即可使用，特別適用于岸橋進(jìn)行散裝貨物的裝卸。

②該抓斗利用無線遙控器控制液壓裝置實現(xiàn)抓斗的打開，只需依靠起重設(shè)備自身的提升力實現(xiàn)抓斗的閉合。

③該抓斗閉合和開啟時很平穩(wěn)，抓取的緩沖效果好，沒有沖擊的感覺。

④該抓斗采用可充電的閥控密封式鉛酸蓄電池提供電源，避免了電動式抓斗拖帶電纜線的弊端，使用方便的同時，降低了前期改造資金的投入。

⑤該抓斗相對電動液壓抓斗穩(wěn)定性高，無泄露，避免了電動液壓抓斗因漏油對散糧造成的污染，保證了糧食作業(yè)質(zhì)量。

5 抓斗的使用效果

為保證作業(yè)的有序進(jìn)行，我們制定了相應(yīng)的管理制度，先后出臺了《集裝箱岸橋進(jìn)行散貨作業(yè)工藝技術(shù)要求》、《遙控液壓抓斗操作要求》、《遙控液壓抓斗檢查要求》、《遙控液壓抓斗使用管理規(guī)定》、《輪式散貨漏斗使用要求》等工藝標(biāo)準(zhǔn)，傳達(dá)到相關(guān)作業(yè)單位，同時加強對現(xiàn)場操作人員的技能培訓(xùn)，不僅組織理論知識的學(xué)習(xí)、交流，而且深入到作業(yè)現(xiàn)場逐一進(jìn)行講解，使每一名參與作業(yè)的裝卸工人、機械司機在了解、熟知操作流程的基礎(chǔ)上，增強相互配合的協(xié)調(diào)性，確保裝卸作業(yè)效率逐步提高。

自投入使用以來，6萬噸以上船舶能夠直接靠泊七八段進(jìn)行作業(yè)，不再需要其他公司完成起水后再?？康轿夜静次贿M(jìn)行卸船作業(yè)，而且當(dāng)糧船集中到達(dá)時，也為公司增加了一條散糧作業(yè)線，進(jìn)一步提高了公司散糧作業(yè)的接卸能力，為公司爭攬貨源奠定基礎(chǔ)。

隨著操作人員作業(yè)熟練程度的提高，單臺岸橋每工班作業(yè)量可達(dá)到3000t，是普通25噸門機的1.5倍。在裝卸效率大幅提升的同時，每條作業(yè)線僅需要3名裝卸工進(jìn)行指揮和操作，明顯降低了人力成本。初步統(tǒng)計，7個月內(nèi)完成二十余條散糧船舶的起水或卸船作業(yè)，吞吐量達(dá)38萬t，按現(xiàn)行散糧收費標(biāo)準(zhǔn)計算，為公司創(chuàng)收了數(shù)百萬元。■