装船机尾车的优化设计与应用

摘要：本文对黄骅港三期工程码头装船机选型的研究分析及最终方案的确定进行了论述。装船机根据功能要求的不同分别采用不同的尾车形式，调整装船机回转中心，保证装船机能够满足码头南北两侧8个泊位的装船作业要求。

关键词：装船机；回转机构；尾车

中图分类号：S611 文献标识码： A

引言

随着科学技术的日新月异，在现代社会的各领域中，各种技术和设备以及材料都得到了长足的发展，并且还涌现出了大批先进的技术和设备以及材料，而随着这些技术和设备以及材料在现代社会各领域中的应用，使得社会的生产水平大幅度提高，从而为推动社会发展起到了不可估量的作用。在当前的煤炭港口生产中，装船是一种常见的设备，同时也是非常重要的设备。装船机的主要结构部分有俯仰机构和行走机构以及臂架等，由于这些机构的协同作用，从而轻松的完成装船。随着装船机在煤炭港口中的应用，使得煤炭港口装船的效率得到了大幅度提高，同时还节约了大量的装船成本，从而提高了装船的经济效益。然而在装船机工作过程中，装船机俯仰机构的钢丝绳松弛是装船机运行中一种常见且危害巨大的问题。当前装船机俯仰机构钢丝绳出现松弛时，就很可能导致臂架的急速下落，出现这种情况不仅影响到装船机的正常工作，还给煤炭港口工作人员的生命财产安全造成极大的威胁。而为了确保装船机能够正常稳定的运行和确保港口人员的生命财产安全，就必须要对装船机俯仰机构钢丝绳放松装置进行改进。

一、装船机的分类及特点

装船机大体分类见表1。

表1 装船机分类

装船机是一种单件小批、按需设计的特种机械设备，由主体钢结构、大车行走系统、悬臂俯仰系统、悬臂回转系统、臂架系统、带式输送机系统、上料皮带机系统、溜筒装置及控制系统等组成。固定式装船机适用于河港码头或近海开敞水域墩柱式码头，装船机仅需一个固定的旋转中心和受料漏斗，与移动式相比，其所需码头岸线及供料输送机长度可大为缩短；移动式装船机适用于沿岸直立式码头和突堤式码头，可沿码头运行，具有良好的机动性，需要运行轨道及与其并行布置的供料输送机系统。

二、工程概况

黄骅港三期工程设计煤炭年吞吐量为5 000万t，包括建设2条卸车线；24个存储筒仓，总容量72万t；4座5万t级的专业化煤炭装船泊位，码头布置在突堤南侧、主体结构按停靠10万t级散货船设计，水工建筑物结构总长1 200 m。装卸工艺的卸车堆料系统额定能力7680t/h，取料装船系统额定能力8000t/h[1]。

三期工程在卸车堆料系统、筒仓堆存系统以及取料装船系统方面都有诸多特点，本文仅从取料装船系统的装船机形式进行论述，重点介绍三期工程装船机的选型特点，以便为类似工程提供借鉴经验。

三、装船机机型的选择

传统的煤炭码头采用露天煤炭堆存工艺，其堆场取料装船流程主要为：斗轮取料机/堆取料机取料装船系统中转带式输送机码头BM带式输送机码头装船机船舶。由于露天堆场的堆存布置形式特点决定了斗轮平均取料能力不足，根据各港口统计资料，斗轮的平均取料能力仅为额定能力的75%，导致装船系统平均能力较低。三期工程在已有的一期工程、二期工程为保障条件基础上，结合神华集团煤炭物流链的便利，采用筒仓的堆存工艺，通过安装在筒仓底部活化给料机进行装船供料作业，创新国内港口煤炭堆存及装船作业模式。通过调节气动可变力轮，单台给料机可在0～1350 t/h范围内平滑调节给料量。装船系统经中控室或装船机司机操作，调度单个筒仓和多个筒仓的多台活化给料机同时供料。取料系统给料形式的改变，满足了装船系统能力从0～8000 t/h之间调整，装船能力不会因系统给料不足而折减，提高了整个装船系统的平均装船能力。同时与一期二期工程相比，取料装船系统额定能力由6000 t/h提高到8000 t/h，系统额定能力以及平均装船效率的提高，减少了三期工程码头纯装船作业时间。船舶纯装船作业时间大幅度减少，必然使船舶在码头等排压舱水时间加长，这样每台装船机就有相当多的时间可用于相邻泊位装船作业。为充分利用三期工程筒仓给料能力的特点，节省投资费用，发挥装船系统最大可行性，结合码头的平面布置，设计时提出了将三期工程与四期工程“整体设计，分期实施”的理念，旨在利用三期工程突堤北侧的岸线建设四期工程4个泊位。三期工程建设的装船机要同时满足三期工程和四期工程8个泊位的装船作业要求，因此装船机选定为移动伸缩回转式装船机，使每台装船机服务范围同时兼顾码头两侧的泊位。

二、装船机主要结构形式的选择

本工程装船机由臂架皮带机，伸缩、溜筒、尾车、走行装置、门架、塔架、俯仰装置、回转装置等组成。装船作业时码头带式输送机从装船机门架下通过，并通过尾车向装船机供料，煤炭经转载点漏斗、悬臂带式输送机、臂架头部漏斗、溜筒装入船舱，并使用抛料弯头进行平舱作业。

1、装船机使用功能要求

三期和四期工程共用码头结构和取装系统设备（如装船机和带式输送机等），减少了工程投资，提高了设备利用率。三期工程码头工艺布置见图1。三期工程码头长1 072.5 m，栈桥长127.5 m，码头宽度32 m，装船机轨距21 m，南北两侧轨道距码头前沿均为5.5 m。装船机两轨之间从南到北布置带式输送机BM8/BM9/BM10/BM11，码头至西而东依次是SL8、SL9、SL10、SL11装船机，其中BM8带式输送机对应装船机SL8，BM9带式输送机对应装船机SL9，BM10带式输送机对应装船机SL10，BM11带式输送机对应装船机SL11。按照生产作业要求，4台装船机的使用条件见下表。

装船机使用功能

2、装船机臂架形式的选择

在国内港口大型煤炭出口码头中，秦皇岛煤码头五期工程和曹妃甸煤码头续建工程曾采用臂架回转形式的装船机。2个工程装船机两轨间均布置4条带式输送机，靠近码头中心的2条带式输送机对应的装船机采用回转形式，其余2台装船机采用普通移动伸缩式形式。2种形式的优缺点比较见表2。