螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭中的應(yīng)用分析

陳鴻鑫 朱錢(qián)軍

（1.國(guó)家能源集團(tuán)宿遷發(fā)電有限公司，宿遷 223803；2.浙江天新智能研究院有限公司，杭州 310030）

1 螺旋卸煤機(jī)概述

散貨碼頭作業(yè)是保障供應(yīng)鏈暢通的重要環(huán)節(jié)。螺旋卸煤機(jī)（見(jiàn)圖1）作為一種常用的裝卸設(shè)備，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

圖1 螺旋卸煤機(jī)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

HXXM500B 型軌移式卸煤機(jī)是可以在軌道上移動(dòng)的卸煤裝備，由垂直螺旋輸送機(jī)、水平螺旋輸送機(jī)、卸料裝置、水平臂、拉桿、配重、托架、液壓站、門(mén)機(jī)、電氣控制及附屬設(shè)備部件（如除塵器、卸料小車）等組成。利用垂直螺旋輸送機(jī)與水平螺旋輸送機(jī)的管狀結(jié)構(gòu)和高效輸送功能，將其與可作三維運(yùn)動(dòng)的臂架設(shè)計(jì)成一個(gè)在軌道上行走的整體，通過(guò)操作移動(dòng)控制盒的手柄，使取料器跟蹤物料位置，自動(dòng)將船艙內(nèi)煤炭卸運(yùn)到岸上的輸送系統(tǒng)[1]。螺旋卸煤機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 螺旋卸煤機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2 運(yùn)行方式

HXXM500B 型軌移式卸煤機(jī)在工作時(shí)，物料的流動(dòng)方式如下：取料器帶有3 個(gè)進(jìn)口，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)會(huì)伸入煤炭?jī)?nèi)部，將周邊松散的煤炭帶入腔內(nèi)，并進(jìn)行一定程度的壓實(shí)。伸入取料器腔內(nèi)的垂直螺旋軸會(huì)以適當(dāng)?shù)乃俣刃D(zhuǎn)，將煤炭提升到垂直輸送機(jī)上的螺旋段。煤炭從出料口出來(lái)后，與水平輸送機(jī)的密封進(jìn)料口相連，一同進(jìn)入水平輸送機(jī)。

到達(dá)水平輸送機(jī)的煤炭會(huì)被輸送到回轉(zhuǎn)塔上的卸料裝置，然后利用煤炭自身重力，通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)腹內(nèi)的斜置溜管進(jìn)入門(mén)機(jī)立柱腹內(nèi)的旋轉(zhuǎn)密封出料口，這個(gè)出料口與皮帶輸送機(jī)的進(jìn)料小車相連。整個(gè)物料輸送過(guò)程都采用了密封方式，可以確保物料在輸送過(guò)程中不會(huì)有粉塵逸出，從而滿足環(huán)保的要求。

2 螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭作業(yè)中的優(yōu)勢(shì)

2.1 高效性和靈活性

螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭作業(yè)中具有高效性和靈活性，能夠以較快的速度將煤炭從船艙或貨場(chǎng)中卸出，大幅提高了碼頭的作業(yè)效率[2]。無(wú)論是煤炭的種類還是粒度，螺旋卸煤機(jī)都能夠適應(yīng)。良好的通用性和靈活性，使其成為散貨碼頭卸煤作業(yè)中不可或缺的重要設(shè)備之一。

與傳統(tǒng)的卸煤方式相比，螺旋卸煤機(jī)的高效性尤為突出，作業(yè)平均效率可以達(dá)到70%～75%，比其他類型的卸煤機(jī)高出10%～15%。第一，螺旋卸煤機(jī)配置高效的煤炭專用取料器，能夠保持恒定的物料抓取能力。第二，物料的接卸和輸送是連續(xù)的過(guò)程，設(shè)備空置率小。第三，與斗輪式、鏈斗式、抓斗式相比，專用取料器外形尺寸小，清艙剩余量少，余料厚度大約為250 mm，可以大大縮短清倉(cāng)時(shí)間。

此外，螺旋卸煤機(jī)的靈活性使其在不同的作業(yè)環(huán)境中表現(xiàn)出色。它可以根據(jù)煤炭的特性和碼頭的布局進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的船艙或貨場(chǎng)結(jié)構(gòu)。無(wú)論是大型散貨船還是小型貨輪，螺旋卸煤機(jī)都能夠高效完成卸煤任務(wù)。

2.2 節(jié)能和環(huán)保

與其他卸煤方式相比，螺旋卸煤機(jī)在節(jié)能和環(huán)保方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一方面，螺旋卸煤機(jī)的整個(gè)煤炭輸送機(jī)系統(tǒng)是完全密閉的，卸煤過(guò)程中不會(huì)發(fā)生物料泄漏，同時(shí)嚴(yán)格控制粉塵影響，可以達(dá)到港口行業(yè)及國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在所有連續(xù)式卸煤機(jī)中，螺旋式卸煤機(jī)的環(huán)保效果最好。由于螺旋卸煤機(jī)物料輸送的連續(xù)性，易于實(shí)現(xiàn)從取料端到出料端的全程閉環(huán)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，使卸船機(jī)始終處于最佳工況，最大限度減少了無(wú)功能量損耗。相比之下，傳統(tǒng)的卸煤方式可能需要更多的能源來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備或人力作業(yè)，造成能源浪費(fèi)。另一方面，螺旋卸煤機(jī)的使用可以降低噪聲污染[3]。傳統(tǒng)的卸煤方式可能會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，而螺旋卸煤機(jī)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式相對(duì)比較安靜，減少了對(duì)周圍環(huán)境和居民的干擾。

2.3 降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人力成本

螺旋卸煤機(jī)的使用能夠顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人力成本。它采用機(jī)械化作業(yè)的方式，將人工參與卸煤的工作量降到最低。工人只需要操作卸煤機(jī)的控制系統(tǒng)，無(wú)須進(jìn)行繁重的體力勞動(dòng)，從而減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了工作疲勞度。由于螺旋卸煤機(jī)的卸煤效率較高，可以減少人力投入。相比傳統(tǒng)的卸煤方式，螺旋卸煤機(jī)能夠更快地完成卸煤任務(wù)，減少了作業(yè)時(shí)間和人力需求。這意味著可以在不增加人力資源的情況下，提高卸煤作業(yè)的產(chǎn)量和效率。通過(guò)降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人力成本，螺旋卸煤機(jī)為碼頭運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了諸多好處。它不僅提高了工作效率，還降低了工人的身體負(fù)擔(dān)，提高了工作的安全性和舒適性，降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

3 螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭作業(yè)中的限制

3.1 物料適應(yīng)性和裝卸能力限制

螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭作業(yè)中存在一定的物料適應(yīng)性和裝卸能力限制。它適用于粒度適中、流動(dòng)性較好的散貨物料，如煤炭、礦石等，但是對(duì)于粒度較大、黏性較強(qiáng)或易結(jié)塊的物料，卸煤效果可能會(huì)受到影響[4]。例如，螺旋卸煤機(jī)可能無(wú)法有效輸送和卸載大粒度的礦石，因?yàn)榇罅６鹊奈锪峡赡軙?huì)卡在螺旋葉片之間，影響卸煤的流暢性。對(duì)于黏性較強(qiáng)的物料，如黏土或濕煤炭，可能會(huì)積聚在螺旋葉片上，導(dǎo)致卸煤速度減慢或出現(xiàn)堵塞。

此外，螺旋卸煤機(jī)的裝卸能力存在一定的限制，其卸煤速度和吞吐量受旋轉(zhuǎn)速度、螺旋直徑和長(zhǎng)度等因素的影響。在處理大量散貨時(shí)，可能需要多臺(tái)螺旋卸煤機(jī)同時(shí)作業(yè)，或者結(jié)合其他卸煤設(shè)備來(lái)提高裝卸能力。例如，可以使用輸送帶將物料從碼頭直接輸送到堆場(chǎng)，或者使用門(mén)式起重機(jī)等設(shè)備進(jìn)行裝卸作業(yè)，以提高整體的裝卸效率。還可以根據(jù)具體情況對(duì)螺旋卸煤機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，如增加螺旋的直徑和長(zhǎng)度、提高旋轉(zhuǎn)速度、采用雙螺旋結(jié)構(gòu)等，以提高其裝卸能力和適應(yīng)性。

3.2 設(shè)備維護(hù)和故障率問(wèn)題

螺旋卸煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)，包括對(duì)螺旋等部件的檢查、潤(rùn)滑和更換，以確保能夠正常工作。設(shè)備維護(hù)不當(dāng)或忽視保養(yǎng)可能導(dǎo)致故障率增加，影響卸煤作業(yè)的連續(xù)性和效率。例如，對(duì)螺旋的檢查應(yīng)包括檢查螺旋葉片的磨損情況、螺旋軸的直線度以及螺旋軸承的潤(rùn)滑情況。螺旋卸煤機(jī)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)部件磨損等問(wèn)題，需要及時(shí)進(jìn)行維修和更換。例如，由于取料器長(zhǎng)期在煤層中作業(yè)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)取料器的動(dòng)力裝置有較高的要求。傳統(tǒng)的取料器驅(qū)動(dòng)一般采用電機(jī)加減速機(jī)或液壓馬達(dá)加減速機(jī)結(jié)構(gòu)，而減速機(jī)一直是故障多發(fā)部位，容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，如發(fā)熱、漏油、油封及軸承破損、齒輪接觸部位疲勞磨損嚴(yán)重、卡滯異響等。

3.3 空間要求和規(guī)劃問(wèn)題

螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭的布置和規(guī)劃方面也存在一定限制，安裝時(shí)需考慮卸煤機(jī)本身的占地面積、進(jìn)出料口的位置以及與其他設(shè)備的連接通道等。在碼頭空間有限的情況下，布置螺旋卸煤機(jī)可能會(huì)面臨空間緊張的問(wèn)題。例如，在一些小型散貨碼頭或碼頭區(qū)域有限的情況下，可能無(wú)法提供足夠的空間來(lái)安裝和操作螺旋卸煤機(jī)，導(dǎo)致設(shè)備布局不合理，影響卸煤作業(yè)的效率和流暢性。

此外，螺旋卸煤機(jī)的布置需要考慮與其他碼頭設(shè)備的協(xié)同作業(yè)，如輸送帶、堆取料機(jī)等。合理的規(guī)劃和布局可以提高整個(gè)碼頭作業(yè)的效率和流暢性，但是在規(guī)劃過(guò)程中需要充分考慮各種因素，以避免設(shè)備之間的沖突和干擾。例如，在布置螺旋卸煤機(jī)時(shí)，需要考慮與輸送帶的連接，確保物料能夠順利從卸煤機(jī)輸送到輸送帶上。同時(shí)，需要考慮與堆取料機(jī)的協(xié)同作業(yè)，確保卸煤作業(yè)與堆料和取料作業(yè)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

4 螺旋卸煤機(jī)的改進(jìn)建議

4.1 技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)備

為了提高螺旋卸煤機(jī)的性能和效率，可以考慮進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和設(shè)備優(yōu)化。例如，采用更先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和智能化控制，以提高卸煤的精度和速度。優(yōu)化螺旋的結(jié)構(gòu)和尺寸，提高其輸送能力和耐磨性，減少故障發(fā)生的概率。例如，采用目前先進(jìn)的永磁電機(jī)變頻直聯(lián)的驅(qū)動(dòng)方式，取消減速機(jī)。由于永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩大、轉(zhuǎn)速低且易于變頻調(diào)速，電機(jī)本身無(wú)滑環(huán)等易損結(jié)構(gòu)，體積小，效率高，可以大大提高取料器的可靠性。永磁電機(jī)帶有控制器，用于驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電機(jī)。另外，可以優(yōu)化螺旋的結(jié)構(gòu)和尺寸，以提高其輸送能力和耐磨性。例如：采用更大直徑的螺旋，可以提高輸送能力；采用耐磨材料制造螺旋葉片，可以減少磨損，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。引入先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，如激光測(cè)距、超聲波檢測(cè)等，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)物料的流量、粒度分布等參數(shù)。這些技術(shù)可以幫助操作人員及時(shí)了解物料的狀態(tài)，以便調(diào)整卸煤速度和螺旋的旋轉(zhuǎn)速度，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)管理

為了降低設(shè)備的故障率，需要加強(qiáng)對(duì)螺旋卸煤機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)管理，制定詳細(xì)的維護(hù)計(jì)劃，包括定期檢查、清潔、潤(rùn)滑和更換易損件等。重點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備的關(guān)鍵部件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的故障隱患，建立完善的設(shè)備檔案，記錄設(shè)備的維護(hù)歷史和故障情況，以便進(jìn)行追溯和分析。同時(shí)，應(yīng)培訓(xùn)專業(yè)的維護(hù)人員，提高他們的技能水平和責(zé)任心，確保設(shè)備的維護(hù)工作得到有效執(zhí)行[5]。

4.3 完善培訓(xùn)和操作規(guī)范

為了提高操作人員的技能水平和安全意識(shí)，需要完善培訓(xùn)和操作規(guī)范。制定詳細(xì)的操作手冊(cè)，明確操作流程和注意事項(xiàng)，讓操作人員了解設(shè)備的性能和特點(diǎn)，掌握正確的操作方法。還應(yīng)定期組織培訓(xùn)課程，加強(qiáng)對(duì)操作人員的技能培訓(xùn)和安全教育。通過(guò)實(shí)際操作演練和案例分析，讓操作人員熟悉應(yīng)急處理措施，提高他們的應(yīng)對(duì)能力。此外，需要建立嚴(yán)格的操作規(guī)范和考核制度，監(jiān)督和評(píng)估操作人員的工作，確保其遵守規(guī)定，規(guī)范操作，減少人為因素對(duì)設(shè)備的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

螺旋卸煤機(jī)在散貨碼頭作業(yè)中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)和潛力，但是也存在一些限制。通過(guò)不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，可以提高其性能和可靠性，以滿足日益增長(zhǎng)的散貨碼頭物流需求，實(shí)現(xiàn)高效、可持續(xù)發(fā)展的作業(yè)模式。