固体在港口设备中的应用

摘要：通过试验，将应用在航天及军事，国防方面的固体技术应用于港口的装卸设备上，解决了港口设备在传统滑中出现的设备关键部位严重磨损，漏油、振动、噪音等难题，并取得了一定的经济效益及社会效益。

关键词：港口；设备；固体

固体材料及技术最早应用于航天及国防军事方面，我国自上个世纪五十年代末开始固体材料的研究，几十年来，固体已经在国防军事工程尤其是在航天工业领域，发挥了不可替代的作用。近些年来，国内一些科研院所开始进行新型固体材料在民用工业设备方面的应用研究，针对机械中大量存在的问题，研究开发出复合固体材料，并进行了成功的推广应用。

固体材料是用固体微粉、薄膜或复合材料代替油脂，依靠材料本身或其转移膜隔离相对运动的磨擦面，达到减摩和耐磨的目的。它突破了传统材料的使用极限，解决了高负荷、高真空、高低温、强辐射、强腐蚀等特殊工况下的机械问题。

为了推行精细化管理，提高港口装备生产管理水平，日照港(集团)有限公司与山东固润新型材料研究院联合进行了固体技术在港口设备中的应用研究工作。

一、港口机械现状及问题

港口机械全天候露天作业，受粉尘、水雾影响较大，同时工作冲击荷载大，很难实现高效可靠的。目前的港口机械设备中，普遍采用的是传统的干油、稀油，而这些油脂很难适应港口作业的恶劣环境和高荷载冲击，因而港口机械经常会出现油渗漏、变质失效等问题。一方面不得不频繁加油换油，不仅造成浪费，而且污染港口作业环境，更为严重的是失效加快了机件磨损，浪费了大量人力物力来更换配件，影响了港口生产作业效率。

随着港口生产规模的扩大，设备的增多，装卸作业环境越来越复杂，装备维护困难日益加大。改变传统，延长设备的使用寿命成为港口生产管理精细化和专业化装卸生产节能降耗、提高效益的关键。

二、固体在港口设备中的应用研究试验

自2007年月开始，项目组在日照港股份二公司门机队、三公司机械二队等单位选择合适的卸船机、门机、装载机进行了一系列固体现场试验。对确定试验的设备机械部位的载荷、磨损量等数据进行采集、分析，并各选取一组设备分别采用传统方式的和固体方式进行，运行一段时间后打开试验部位进行效果测量比对。

1)开式齿轮减磨长效固体试验。

门机的行走齿轮、旋转齿圈、变幅齿条是门机的关键运转部位，由于承受载荷大、工作环境恶劣，同时受光照及粉尘污染的影响，传统方式很难发挥作用。

自2007年9月开始，项目组在日照港股份二公司门机队六号门机行走齿轮、旋转齿圈，变幅齿条等部位开式齿轮上使用固体材料，5号门机作为比对设备采用常规。4个月后，使用新型固体技术的六号门机行走齿轮、旋转齿轮、变幅齿条等部位的平均磨损量约为对比组5号门机的1/5左右，使用新型固体材料的运转部位摩擦表面已形成固体保护膜，有效地减轻了该部位的磨损。

2)装载机关节部位轴销固体。

日照港第三港务公司设备二队装载机长年处于重载、粉尘严重等极限作业条件下，工作环境恶劣，为了维护设备，每个工作班次都要加注脂，这样不仅加重了维护工作量，而且造成了材料的浪费，增加了维护费用。

项目组选择日照港三公司机械二队21号山工zL50装载机关节部位轴销进行试验，22号山工zL50装载机作为比对设备。在设备运行3个月后，将轴销取下进行测量对比，相同的工作状态下，应用固体材料设备的磨损大大低于普通设备，实际应用表明装载机专用固体材料是解决重载减磨修损、简化丁艺的高效剂。

3)六十四吨卸船机抓斗关节部位轴销固体。

日照港二公司矿石队的六十四吨卸船机抓斗频繁，间隔8小时，每次停机时间长达四十分钟，大大影响了卸船工作效率。

2008年4月，项目组采用山东固润新型材料研究院提供的固体方案，在六十四吨抓斗的关节部位应用固体剂，间隔六天一次。在应用固体剂的过程中未见发热、啸叫，卡咬等磨损迹象，间隔的六天中完全有效，根据现场的统计表明：应用固体剂后，六十四顿顷门机的制度完全可以从原来的8小时停机一次，改为每作业144小时停机一次；十六万吨级的卸船效率可以提高一小时以已。

4)齿轮箱防渗漏长效固体。

日照港二公司门机队1号门机(25T)左侧提升减速机，一直存在油外泄问题，而且每间隔半年就要补充更换剂，同时造成工作面污染严重，针对以上这些问题，项目组于2008年9月重新制定了固体方案，并开始试用山东新型材料研究院生产的减速机专用固体剂。

试验进行到第五天提升减速机的漏油问题得到治理。减速机工作噪音明显降低，减速机工作温度平均比对照组右侧减速机低5℃左右，减速机各部位有效程度大大提高，减速机齿轮表面的固体膜清晰可见。试验证明，固体的膜是完全，是可以解决提升减速机温度高和渗漏问题的。

三、项目经济效益及社会效益分析

固体技术在港口应用已近三年时间，从应用实践看经济效益和社会效益非常显著。主要体现在以下方面：

节约材料，延长剂更换周期。如三公司设备二队装载机原来使用2号锂基脂，每个作业班加油1次，每周每台加油1.5kg。改用装载机专业固体材材料后，每周每车用油1kg，用油量为原来的1/15。

减少机件磨损，节约配件。固体荆能够生成固体膜，即使在恶劣环境下也能保持良好的效果，因此固体材料能有效的减少机件磨损，延长机件使用寿命。例如，项目组对二公司门机队5号和6号门机行走主动轮、变幅齿条、旋转小齿轮3个轮齿厚度进行比对试验。从试验数据看，在同等时间和工作条件下，朱使用固体材料的轮齿磨损量分别为使用固体材料轮齿磨损量的2倍、5.28倍，5.52倍。

延长机械维护保养周期，提高工作效率。由于固体材料具有稳定性和长效性，不需频繁更换，可减少保养时间，从而提高生产效率。

减少环境污染，减轻劳动强度。固体材料的止漏功能可有效防止油泄漏，改善港口作业环境。同时固体材料延长了设备的维护保养周期，大大减轻工人劳动强度。

四、结束语

日照港港口设备介质固体化应用研究项目在沿海港口中尚属首创，固体材料及技术在日照港股份二公司、三公司试验使用以来，取得了非常显著的效果，因此，在港口设备中采用新型固体技术具有非常高的推广价值和广阔的应用前景。