抓斗卸船機的能力

抓斗卸船機的能力newmaker抓斗卸船機的卸船能力是關系到設備供需雙方利益的重要參數(shù)。在合同簽訂時當事雙方應當慎重決定卸船能力的定義、參數(shù)的大小、測定的方式方法，避免到設備驗收時出現(xiàn)合同糾紛。因此，有必要在合同條款中對上述問題詳細列出其意義、方法。為設備最終的驗收創(chuàng)造良好的條件。1卸船能力的基本概念抓斗卸船機應當包括以下幾個能力的概念：1.1最大卸船能力Qm：在規(guī)定的船型、規(guī)定的物料特性的條件下，最高潮汐、滿艙位、抓斗在最小外伸時抓取物料時的卸船能力。（不做考核）。1.2額定卸船能力Qr:在規(guī)定的船型條件下、規(guī)定的物料特性的條件下，中等潮汐、中等艙位、抓斗在平均外伸時抓取物料時的卸船能力。（考核與驗收的必要條件，后續(xù)地面皮帶機等設備的設計依據）。1.3平均卸船能力Qa:在規(guī)定的船型條件下、規(guī)定的物料特性的條件下，扣除因非卸船機的系統(tǒng)故障所用時間，卸船時間包括清艙時間時，卸船機所卸物料與所用時間的比值。（不做考核）。在上述各個能力之間通常有如下關系：平均能力與額定能力的關系Qa=（0.5-0.6）Qr（1）；平均能力與額定能力的關系涉及到清艙時間。額定能力與最大能力的關系Qr=（0.8-0.95）Qm（2）；額定能力與最大能力的關系涉及到船型的大小，如果船型較大，則二者數(shù)值差較大，反之，較小。當艙口和船型較小時可認為Qr=Qm（3）；2影響抓斗卸船機能力的因素抓斗卸船機的卸船能力相對其它設備來講比較復雜，涉及到諸多因素會影響到最終的結果。其主要因素應當包括如下幾個方面：2.1抓斗抓取物料的容積，即抓斗的斗容。在其它參數(shù)不變的條件下斗容越大，其卸船能力越大。在實際設計中要十分慎重設計抓斗的斗容，過大的斗容會使卸船機的起重量超載。斗容的計算應當包括料斗上部凸起部分的物料。其凸起部分的物料的側面安息角可按35-40度設計。2.2物料的密度，即物料的比重。單位用噸/立方米表示。在同一抓斗的條件下，抓取物料的比重越大，其卸船能力越大。在通常使用時不允許使用如抓取煤炭的抓斗抓取鐵礦石，因為在抓取鐵礦石時會使起重量嚴重超載，不同物料應當設計不同的抓斗，以適應不同的物料。如在卸煤炭時使用針對煤炭設計的抓斗，在卸鐵礦石時使用針對鐵礦石設計的抓斗。2.3抓斗工作循環(huán)周期，即抓斗工作一個循環(huán)的時間。在抓斗斗容參數(shù)和物料密度一定的條件下，循環(huán)時間越短其卸船能力越大。在實際工作時，循環(huán)周期的時間是一個變化的數(shù)值。如：潮汐的變化，艙內物料滿艙、半艙的變化，抓取外伸遠的物料和抓取外伸近出的物料等都會影響到抓斗工作循環(huán)周期。為計算方便，一般在設計時確定一個平均循環(huán)周期，即在中等潮汐，物料在中等艙位，針對某一種船型的循環(huán)周期。2.4船型的影響，主要是指不同船型艙口大小和單個船艙底部長寬的大小對卸船能力的影響。如果艙口過小，在卸船機實際工作時抓斗就較容易碰擊艙口。為避免這一現(xiàn)象，就必須降低小車的速度和起升與下降的速度，這包括在手動操作和半自動操作狀態(tài)。由于降低了速度，必然會加長工作循環(huán)周期。艙底面積的大小對卸船能力的影響主要表現(xiàn)在當抓斗抓取取料時如果面積較小，抓斗的下落位置在同一艙內的變動位置移動量較小，容易產生抓斗在較小的范圍內抓料，使局部挖一個坑，并會產生抓斗落下時偏斜，繼續(xù)抓料時抓斗抓取的物料量變少，抓斗抓不滿物料。從而影響效率。2.5控制的設定和操作者的熟練程度對卸船能力的影響：在采用PLC控制時各個不同位置的速度控制、速度變化規(guī)律會直接影響到整機的生產效率。一般抓斗卸船機的過程為：抓斗閉合->閉合繩與起升繩同時起升->閉合繩與起升繩起升-小車運行->小車運行->開斗卸料-小車運行->小車運行返回->小車返回與抓斗下落->抓斗下落。在同一個循環(huán)中抓斗起升和降落、小車運行、抓斗開閉都有同時運行的時間。即使在整個循環(huán)工作時間里有許多復合運動，以提高設備的卸船效率。同一循環(huán)的不同時間內的運動設定是通過PLC控制實現(xiàn)，因此控制的設定會影響到設備的效率。對操作者來講，在首次使用抓斗卸船機時都具有一定的緊張心理，其原因是抓斗卸船機抓斗和小車機構的運行速度太快，許多新手在最初的操作時發(fā)生過撞壞船上設備的經歷。因此，影響到設備應有速度的發(fā)揮，使設備的卸船效率有所降低。2.6清艙時間的的影響。抓斗卸船機在基本卸完物料時需要對艙地的少量物料進行清理。在實際操作時投入的人力多少、設備的多少、人力的工作效率都會對整個卸船周期產生影響，并直接影響到設備的平均卸船能力。3抓斗卸船機額定能力的測定方法抓斗卸船機在實際驗收時其具體卸船能力因受多方面因素影響，應當對額定能力進行驗收，對最大能力和平均能力不做驗收。3.1測量抓斗抓取物料的密度：制作一個1立方米的容器，裝滿物料，秤量物料重量，計算出其實際密度q。3.2測量抓斗連續(xù)抓取五斗的物料重量：抓斗連續(xù)抓取5斗物料，運輸?shù)浇涍^計量部門檢定的計量工具上去秤量，計算出5斗物料的總重，并計算出平均每斗的物料重量P。3.3測量平均一個循環(huán)的工作周期：在合同規(guī)定的船型條件下測量在中等潮汐位置，中等艙位位置，一個工作循環(huán)時的工作周期，單位為秒t。3.4計算抓斗卸船機的實際卸船能力根據已經測量和計算的上述參數(shù)計算卸船能力為：Q=Px3600/t，如果所測定的物料密度與合同規(guī)定的密度有偏差應當進行折算。抓斗卸船機的卸船能力是設備最重要的技術指標之一。對設備的參數(shù)選型、設備的設計都會產生極大的影響。為此，在設備選型和設備設計中應當嚴格明確，并確定合理的設計與驗收的方式方法。抓斗卸船機的卸船能力的大小除會直接影響到設備起重量參數(shù)外，還會直接影響到設備的制造成本和采購成本。抓斗起重機四繩抓斗差動控制系統(tǒng)王健明四繩抓斗作為搬運散料的吊具,可配用于不同的抓斗起重機。但由于要求的生產率不同，抓斗起重機的起升速度不同，因此四繩抓斗的控制系統(tǒng)也不一樣。例如港口卸船用的抓斗卸船機要求的生產率為每小時500t,因此起升速度大于75m/min,多采用直流電動機驅動和PC控制。對工業(yè)生產中量大面廣的諸如水泥、煤炭和礦砂等散料搬運場合，其生產率不很高，一般起升速度小于75m/min，以采用交流電動機驅動為宜。原控制系統(tǒng)的缺點:圖1非差動控制的電氣傳動系統(tǒng)1.支持電動機也。2.支持卷簡3.閉合卷簡4?閉臺電動機M205.閉合機構電阻R2U6,抓斗7.支持機構電阻R20用交流電動機驅動的四繩抓斗傳動系統(tǒng)（圖1），有以下主要缺點:抓斗工作的協(xié)調主要靠司機的熟練程度，由于支持與閉合機構之間沒有固定的聯(lián)系，在抓斗工作時司機勞動強度大，容易疲勞，易產生誤操作。在抓斗沉抓之后，起升的瞬間，司機稍有疏忽會造成閉合電動機單獨受力，閉合電動機容易過載，甚至燒毀。抓斗上升和下降極限位置不易控制，下降時抓斗易與料堆強烈碰撞。抓斗穿鋼絲繩時，司機和鉗工協(xié)調困難，極易出現(xiàn)工傷事故。由于開斗下降速度快，抓斗停止料堆上時，閉合繩容易從滑輪組中跳出，致使閉合繩過早的報廢。為實現(xiàn)合適的抓斗工況，司機經常點動操作或打回車，電器元件或電動機經常處于過渡過程，降低了元件的使用壽命。差動控制及其效益四繩抓斗采用差動開關控制之后，可將支持機構和閉合機構的信號聯(lián)系起來，能用單手柄聯(lián)動臺進行聯(lián)動控制，實現(xiàn)工作半自動化。該差動控制系統(tǒng)于1992年6月由大連市科委組織通過了鑒定，鑒定意見如下：（1） 四繩抓斗差動控制系統(tǒng)系我國抓斗起重機電控系統(tǒng)中的新開發(fā)系統(tǒng)，技術成熟，功能完善，具有“自動沉抓”提高生產率，抓滿后能自動起升。操作簡便，司機勞動強度低，提升和開閉兩電動機負載均衡，可避免開閉電動機的過載燒毀，延長開閉鋼絲繩壽命，對抓斗實現(xiàn)有效的保護，避免抓斗摔壞。此外還增加了更換鋼絲繩的操作裝置，便于維修。經工業(yè)運行證明有顯著的經濟效益和社會效益。（2） 該控制系統(tǒng)填補了國內空白，能替代進口，在繼電一接觸器控制系統(tǒng)中，具有當代國際同類系統(tǒng)產品的先進水平。該系統(tǒng)雖然成本有所增加，但其社會效益顯著提高，除可明顯減輕司機的勞動強度外，每臺起重機（以本溪水泥廠10t抓斗起重機為例）平均每年可為用戶節(jié)約更換電動機和鋼絲繩等費用2.5萬元以上。可見，差動開關控制系統(tǒng)的推廣與應用前景是十分樂觀的。差動開關的控制原理差動控制系統(tǒng)的框圖見圖2,差動開關的結構簡圖見圖3。

圖？斐硒控制系統(tǒng)框圖S41、S4?—限位fl■美$90-卷油丹是Y1I）.Y20—液壓推打心叮，爵旺一附加電阻S3差動開關簡困L和支持機構連接的軸L凸輪片NI.阪的空心軸3凸輪片N扎明的安心軸4.凸冊片N5.K&的空心軸土勵空心搐4相連的大告?槍6.小齒輪7.是動疵謔器外完女熊傳冊％小擊掄1。一和墓功裝直外先祁姓的亦西輪IL與閉合抓佝相連的軸（1）機械部分①支持機構在支持軸上有齒輪6和齒輪9（圖3）,齒輪6和齒輪5相嚙合，帶動空心軸4旋轉，速比為4：1。②閉合機構閉合軸11通過差動機構帶動軸3以及空心軸2（圖3）。當支持機構和閉合機構專塑像同時，差動減速器輸出軸3轉速為零。當閉合機構單獨工作時，軸3只能轉動3/4圈。（2）電氣部分①和支持機構有關的凸輪片N5、N6,其相應控制的觸點為b2和bl（見圖4）。<2E50*60*6。。凸址序號辮H2時附N5mi m mH 31 H抓斗打開12 32 _：52<4I毗抓耳閉合:黑耳h-%桃g~l?4I6122b2O 4頃】63bl圈4釜幼開美凸輪角及其內?部蓮線b2控制下極限位置，bl控制下極限位置。②和閉合機構有關的凸輪片有N1、N2、N3和N4。N1凸輪片控制觸點b11,其作用是黨抓斗完全閉合式打開；N2凸輪片控制觸點b20，其作用是當抓斗要閉合時觸點閉合，控制支持繩和自動起升；N3凸輪片控制觸點b22,其作用是當抓斗慢速開斗下降時，防止閉合繩跳槽N4凸輪片控制觸點b21，其作用是當抓斗完全打開時觸點打開。圖4為差動開關凸輪片及其內部連線，途中所示是抓斗閉合并在最高位置時差動開關的工作狀態(tài)。差動開關支持軸和閉合軸轉速相同時，差動裝置輸出為零。由于差動開關按行程原則進行工作，支持機構和閉合機構的制動器應調整得一致，制動彈簧的拉力調整到額定值的90%左右。如果制動器抱閘太松，差動開關觸頭的工作點改變，會使工作失調。抓斗各工況的控制采用差動開關后，由于增加了轉子回路電阻，使電動機可以工作在正、反向電動狀態(tài)和反接制動狀態(tài)，利用附加電阻可以調整支持繩在沉抓時不致太松，閉合繩在開斗下降時保持抓斗處于張開狀態(tài)。

H35電動由L的瓦械捷性I加械效率1何3）q%—以院裴■舔速百分做矗示的屯動#L鞍繼M魅一版統(tǒng)定轉鼬智分很我示的電耕L轉地電動機的機械特性見圖5,對聯(lián)動臺的手柄位置，相應電動機工作狀態(tài)以及轉子回路電阻器的切換，分析如下。圖11單手柄聯(lián)動臺手柄位置⑴抓斗開斗工作狀況閉合電動機處于反向電動狀態(tài)，使抓斗張開，三相轉子電阻中的u4、v4、w4以下各段被短接。當抓斗張開到極限位置時，差動開關b21觸點被打開，控制電路斷電，自動停止。.聯(lián)動臺手柄應放到抓斗張開位置。此時支持電動機不工作，見圖6b。子側綬衛(wèi)摭斗開4與酣斗工?！睮』閉就電的丸工州it.子側綬衛(wèi)摭斗開4與酣斗工?！睮』閉就電的丸工州it.惑 檎】開斗寸站功*「匚4=1-宙一第1如盼于電旭小蝶Mr心一黃二程囂于電JU出我（圖中略J*，|-7—顯三邪整亍電茁.出些t囹中噌L下閔此虹1峙3小4r：S砒心（j2 一M ._vlu?u4\i?nti7c2 u2u7u6i,5l-Ii；?li1L.E、l6L-jt'JI-j粉⑵抓斗閉合工作狀況閉合電動機處于正向電動狀態(tài)，轉子電阻u4、v4和w4以下各段均短接。當抓斗閉合到極限位置時，差動開關b11觸點被打開，閉合電路斷電，閉斗工作自動停止。支持電動機此時不工作。手柄應放到抓斗閉合位置，見圖6a。⑶抓斗開斗慢速下降閉合電動機已處于開斗極限位置，但由于是在下降運行，當支持機構和閉合機構速度不一致時，抓斗會有閉合的趨勢，離開極限位置。為保證抓斗打開，b21又重新閉合，使電動機處于反向電動狀態(tài)，故用虛線表示定子接線（圖7b），直到抓斗又重新開到極限位置，b21打開，自動停止。在慢速下降時，這種動作可能要重復幾次。支持機構電動機處于反接制動狀態(tài)，轉子回路中將附加電阻短接，即u7、v7、w7以下電阻短接。下降速度為額定速度的20%?30%。手柄放到開斗慢速下降第一擋。⑷閉斗慢速下降閉合電動機和支持電動機均處于反接制動狀態(tài)。這樣可以保證抓斗處于閉合狀態(tài)，而支持電動機處于反接制動時，又可獲得低速。此時手柄應放到閉斗慢速下降第一擋，見圖7a。中伯位置抵引開斗-與同.牛懂_適下野3｝閉斗授逢3輜也動也■工住注感由】升母涇建卞廊⑸開斗快速下降閉合電動機和支持電動機處于再生發(fā)電制動狀態(tài)，兩個機構同時運行。轉子回路除軟化電阻之外，u3、v3、w3以下各段電阻均短接。手柄應放置在開斗下降快速擋上，見圖8b。

?手也危而K3耕斗并斗與同斗快姓下降修1簡斗呆益下降41?手也危而K3耕斗并斗與同斗快姓下降修1簡斗呆益下降41企札工作狀鑫WJ并斗快健t洋電姑機工伴靴志Illv?同1'5兩l：7u2I'lv?u-fm?utv7v-2lZm7viM回u3ull：為;tM師M心ul'、—TFMt⑹閉斗快速下降閉合電動機和支持電動機均處于再生發(fā)電制動狀態(tài)，轉子回路除軟化電阻之外，u3、v3和w3以下各段電阻均被短接。手柄應放置在閉斗快速下降擋上，見圖8a。⑺開斗慢速上升閉合電動機為保證抓斗處于開斗狀態(tài)，應將轉子電阻全部串入，對抓斗的開閉不產生影響，只跟隨支持電動機上升。支持電動機為正向電動狀態(tài)，轉子回路反向制動電阻即u6、v6和w6以下短接，見圖9b支持電動機為正向電動狀態(tài)，轉子回路反向制動電阻即u6、v6和w6以下短接，見圖9b。澇9 盤巴芹應與薄西慢,上撲0）凋斗啜憩上弁屯功機工作狀態(tài)島J天4慢逸_1.斤電珈機」,作狀態(tài)wu5WitJulu2u^u3u4liJuI MJ—◎O-44#1 '能外1ulu3n￡uSubu7u2iHu3觸uiLibulliZ⑻閉斗慢速上升支持機構和閉合機構電動機均工作在正向電動狀態(tài)，轉子回路電阻u6、v6和w6以下各段均短接，即把反接電阻和附加電阻短接。起升速度大約為額定速度的20%?30%，見圖9a。⑼開斗快速上升支持機構和閉合機構電動機均工作在正向電動狀態(tài)，轉子回路除軟化電阻之外，其余全部短接，見圖10b。學柄噸鼎圖扣 鄰4開斗與閉斗快速上弁〔必閉斗快速上升電磷機工作狀態(tài)(b)JF4快卷上刃電網機一工作花奄(10)閉斗快速上升閉合機構和支持機構電動機均工作在正向電動狀態(tài)，轉子回路除軟化電阻之外全部短接，見圖10a。(11)抓斗沉抓和自動起升當抓斗抓取物料時，為了提高抓滿率，必須使支持繩隨抓斗抓取物料下降，同時又要抓斗閉斗后起升時支持繩受力。解決的辦法是使支持電動機處于深度的反接制動狀態(tài)，使鋼絲繩自重對卷筒的力矩和電動機上升力矩相平衡，實際上要梢大于電動機的力矩。為獲得這種狀態(tài)，支持電動機轉子回路應串有大阻值電阻，即把附加電阻串入，使電動機的特性變得相當軟，如圖5電動機的機械特性曲線中的第1條曲線。為了更好地理解沉抓和自動起升，應先了解閉斗慢速起升和快速起升的機理。閉斗慢速上升的操作有兩種可能的狀態(tài)，一是打開的抓斗在起升高度的任何位置(極限位置除外)，主令控制器的操縱桿由零位經過閉合放到起升第1擋上。此時閉合電動機定子正向接觸器接通，轉子回路立即將附加電阻和反接電阻切除，開始加速。經過二級延時控制，切除加速電阻，抓斗即將閉合。此時差動開關b20觸點閉合，切斷后二級轉子加速接觸器的控制電源，使轉子仍保持附加電阻和反接電阻外的全部加速電阻。而支持電動機正向接觸器接通，轉子回路在抓斗閉合期間串入全部電阻，使支持電動機處于深度反接制動狀態(tài)。當抓斗閉合時，支持繩自重使支持電動機往下降方向緩慢轉動，在抓斗閉合前受b20觸點的控制，使附加電阻和反接電阻切除。閉合電動機、支持電動機均處于正向電動狀態(tài)，轉速約為額定速度的20%?30%。二是如果抓斗開斗放在料堆上，操縱手柄放到閉斗起升第1擋，工作程序和上述一樣。由于支持電動機轉子回路串有全部電阻，能夠實現(xiàn)沉抓，但抓斗閉合力不夠，抓斗可能不完全閉合，b20觸點因此也可能不閉合，所以抓斗就停在料堆上。閉斗慢速起升電動機工作狀態(tài)見圖9a。手柄打到閉斗快速上升擋，由于主令控制器使加速繼電器吸合，將b20觸點切斷的控制電源接通，使閉合機構和支持機構轉子回路除常串電阻外，全部短接。于是無論是閉合機構電動機或是支持機構電動機均處于正向電動狀態(tài)，轉速接近額定轉速。電動機工作狀態(tài)見圖10a。沉抓和自動起升是上述兩種工況（慢速上升和快速上升）的連續(xù)執(zhí)行，因此要求抓斗開斗放在料堆上實現(xiàn)沉抓與自動上升，必須使主令控制器的操縱桿從零位經閉斗放到起升第2擋上。此外，b20處點的調整也是非常重要的。如果抓斗未進入閉合狀態(tài)，b20閉合過早，會是抓斗在為閉合情況下起升。如果抓斗已閉合，b20閉合過晚，會使閉合的抓斗處于上升等待狀態(tài)，容易使支持繩突然受力，甚至抻斷。經過正確調整差動開關b20觸點的工作位置，使主斗閉合后隨即起升，四根繩受力均勻，工作柔和協(xié)調。為了防止開斗快速下降和物料撞擊，應在接近物料前，將主令控制器手柄放到下降慢速擋，當慢速接近料堆時，如果抓斗繼續(xù)下降，閉合繩將松弛，b22觸點斷開，是閉合機構制動器斷電，防止閉合繩從滑輪組中跳出。閉斗快降??！升斗快降

閉斗慢降、，?開斗慢降

抓斗團舍羔，抓斗打開

閉斗慢升*?開斗慢升

閉斗快升?,開斗快升1￥圖II.單于柄聯(lián)動ffT-柄救.牝配合差動開關，兩個機構的主令控制器用一個守彬操作，手柄運動軌跡為H型（見圖11），具有工作擋位清楚，不需要點動，操作力小，在固定導槽中運動可防止誤操作等優(yōu)點。此外還設有一個手動控制按鈕盒，供抓斗穿鋼絲繩使用，非常方便。綜上所述，四繩抓斗采用差動控制根除了起升瞬間支持繩不出力的缺陷，避免燒毀閉合電動機，而又操作簡便，實現(xiàn)了半自動控制，可提高生產率，增加社會效益與經濟效益。

鉗式抓斗的技術優(yōu)勢南通港通州港務公司陳蓮秀鉗式抓斗是上海海運學院發(fā)明的，于1984年由我港試制成功并開始投入內河煤沙卸船生產。鉗式抓斗是具有1：2的抓取比的煤、沙新型抓斗，經不斷改進正日臻完善。鉗式抓斗為雙索輕型抓斗，如圖1所示。圖1鉗式抓斗表1為3t鉗式抓斗、3t撐桿式抓斗的幾何參數(shù)、抓取參數(shù)方面的數(shù)據對照表，表2為3t鉗式抓斗三種抓取比、耐用性對比表，圖2為這兩種抓斗的挖取曲線。圖23t鉗式及撐桿式抓斗的抓取曲線

1-3t鉗式抓斗II-3t撐桿式抓斗表13tMti頃斗.It桿it#4-幾何W?目3tttlt3ttt料式主要幾何分敷4-KCm)1.耳1.86昧刑It■)3.302.53"4-?(m)2.302.M-7JVlKL)~66林倍車—23―童:t)]1.518*24*的）枚M分蒙虹730.10.42*20.6450.343X2*酒-d睇*的挪取#方地）306。0.030.02-P# Ct1.5^2t/4~~1250t/4~4001660.5F.。t/斗1256300.25*-0.Bt/4402000-0.t/4-2080會斗繳i斗）noI076喪2祐式鼻斗侑機，比馬*用牲珂！■（衰11 iwfc1:2.321：21：1.7松一只撮外的摞（頂電）15 30 35十疔初E"抓顫通0.M0.020.02擊千噸甲析0礙繁知船號P680 710M0從這幾個圖表可見:1） 鉗式抓斗的抓取比為1：2,撐桿式抓斗的抓取比為1：1,即鉗式抓斗比撐桿式抓斗