桥式抓斗卸船机小车水平轮故障及改进方法浅谈

桥式抓斗卸船机小车水平轮故障及改进方法浅谈

高琪王忠宝柴向东

广东国华粤电台山发电有限公司广东江门529228

摘要：在经济发展的过程中能源的需求也在逐渐提升，与此同时也加快了运输行业的发展。航运就是跨地区运输中十分重要的环节之一，随着科技的不断发展航运接卸设备也体现出了其不可缺失的作用，桥式抓斗卸船机就是经常使用的大型设备之一。本文主要对桥式抓斗卸船机的运行原理以及在工作时经常发生的故障和解决的方式进行了系统分析，在本文中对桥式抓斗式卸船机主小车水平轮损坏故障作出了比较详细的介绍，并希望以此对有关的工作人员提供一定的借鉴作用。

关键词：桥式抓斗卸船机；主小车水平轮；

随着全球进行经济的发展和全球化进程的加快，石油、煤炭、铁矿石等资源地域分布不均衡的状况日益明显，资源需求较大的区域和资源分布所存在的差异性就导致了跨地区运输业快速发展。卸船机是跨地区运输经常使用的大型接卸设备，其工作性能的好坏会直接影响到运输速度，所以如何保证卸船机安全运行，最大程度的提升安全性和稳定性，是资源运输方、资源出售方、资源需求方等企业和个人关注的主要问题。

一、桥式抓斗卸船机的基本情况

桥式抓斗卸船机通常会在船舶的卸矿作业或中、小港口卸船之中广泛使用，有着运行速度快、效率高的优势。这样的卸船机能够直接在轨道上运行，前大梁位置可以进行俯仰动作，在门架的下面有着足够的空问，净空高度能够使运输车辆直接通过，在使用的时候，抓斗可以在船上直接抓物料，接着将其运送到锥形料斗。再从料斗出料口的位置将其运送到皮带输送机，接着到达堆场。机型有着很好的可塑性和多变性，能够按照装卸物的质量、数量、种类进行相应的变形，并且是单独设计，可以同时满足不同方面的需求。在通常情况下，桥式抓斗卸船机在结束一个循环时需要通过三个工作系统，即小车行走运行机构、抓斗开合机构以及起升下降机构。在此之中，小车行走运行机构是整个运行工作的核心部分，经过多年的技术发展和改善，抓斗小车经历了自行小车、钢筋绳牵引小车、四卷简单小车牵引式等三个阶段。

桥式抓斗卸船机在运行的时候如果发生了故障，就会影响到货物的装卸速度，严重的情况下会对货物的质量造成十分严重的损伤，从而给企业和个人造成了不必要的经济损失。所以，掌握桥式抓斗卸船机运行中经常会出现的故障，并采取相应的防范措施，就能降低设备出现故障的可能性，进而保障货物的质量和装卸任务顺利完成。水平轮作为卸船机主小车主要构件，它的故障直接决定着小车机构能否安全运行，直接决定着卸船机的正常卸煤操作。发生主小车水平轮损坏故障后将导致煤船坐底或滞港事件的发生，严重影响煤船正常接卸和整个系统的安全、经济和环保运行。所以我认为对此故障进行分析和解决十分必要。为解决轨道及水平轮故障问题，提高卸船机设备可靠性，文中我将以某千万吨级港口的6台卸船机日常运行情况介绍卸船机主小车水平轮损坏原因进行分析、制定应变措施和进行预防性试验等工作，以达到减少卸船机主小车水平轮轴承损坏次数，进而确保港口物流绿色通道畅通的目的。

二、桥式抓斗卸船机主小车水平轮损坏分析及处理措施

1、主小车基本工况介绍

那么在主小车的现场实际运行工况中，卸船机主小车由车轮、水平轮、车架、滑轮轴座、滑轮、等主要部件组成。通过起升、开闭钢丝绳的收放协调运动，可使小车沿悬臂上并行的两条小车轨道做往复加减速运动，但由于开闭绳主要是负责开闭作用，开斗时开闭绳只承受抓斗中轴的重力，闭斗时虽已拉紧，但由于受力点在抓斗滑轮组上，抓斗在运行过程中摆动时，开闭绳会出现抖动的情况，因此抓斗的承载力主要还是作用在两根起升绳上，因此小车的往复运行主要是由两根起升绳来进行的。如下图

2、分析原因：

一般情况下主小车啃轨的主要原因体现在以下几点：主小车液压张紧力不足，液压张紧执行机构卡涩导致的不平衡，轨道变形或安装误差，行走轮轴承损坏，行走轮严重磨损或轨道间隙过大，轨道松动、缺损。

而主小车水平轮损坏的主要原因则有小车长期啃轨造成水平轮异常挤压导致的损坏，水平轮轴承固定螺栓松动、脱落，水平轮轴承紧固螺栓与轨道压板螺栓间隙过小导致磨擦，水平轮轴承损坏。

3、判断主因：

从运行操作不规范方面剖析水平轮损坏的原因发现卸船过程中清仓作业存在抓煤摆动大，导致前后摆动拉动小车；操作过程中埋斗、抓斗过载导致小车受力下沉，引起水平轮与轨道螺栓摩擦、挤压，都是造成水平轮受挤压损坏的原因。这就要求卸船机司机在操作过程中严格遵守《卸船机操作运行规程》，严禁甩斗和设备过载运行，从而提高设备可靠性，延长设备使用寿命。

设备方面根据现场观察卸船机主小车在运行过程中偏离水平线的角度越大，主小车在运行中的“偏向性”越大，相应水平轮受到挤压力也大，这就直接造成了水平轮损坏。所以，根据以上啃轨和水平轮损坏的主从关系可以看出，啃轨造成的挤压水平轮是水平轮损坏的主要原因，而结合可导致水平轮损坏的啃轨原因中只有主小车液压张紧力不足和液压张紧执行机构卡涩这两点符合条件。所以，我们只要能够解决小车因液压张紧机构造成的啃轨问题，水平轮损坏的问题则会迎刃而解。

当主小车在起升绳牵引下运行时，由于主小车起升绳的作用力不在同一个点上，而是分散在东南和西北二个对角上，所以主小车将往西南面偏离一定角度，当小车往海侧行走时，小车往右偏斜，当小车往陆侧行走时，小车往左侧偏斜，为了防止小车运行偏斜，减轻行走轮轮缘与轨道摩擦，目前卸船机用两种方式来控制，一是张紧绳系统对小车起平衡作用，二是安装了水平轮便是用来限制小车继续偏斜。所以，当绳张紧系统不起作用时，会造成水平轮异常受力损坏。如图：主小车钢丝绳牵引和主车偏离角度图例

初步结论：为保证小车平稳运行，控制行走轮轮缘与轨道啃轨及减轻对水平轮的挤压力，托绳张紧系统起到重要的作用。

托绳小车张紧系统示意图

4、现场勘查：

通过现场观察发现1、2号卸船机张紧绳明显比其他卸船机松弛，运行时上下抖动较大，失去了张紧功能，不但不能分担水平轮侧向挤压力，且不能平衡小车，这可能是造成轨道性能差及水平轮容易出现故障的主要原因，张紧绳不能张紧的主要原因由以下几点：

（1）1、2号卸船机托绳小车张紧站张紧压力设置偏低，不能满足张紧力，导致张紧功能部分丧失。

通过现场观察、对比和翻阅资料发现1、2号卸船机张紧站压力实际设置与3、4、5、6号卸船机不同，1、2号卸船机现场实际设置为：低压（泵启动压力）4MPa，高压（泵停止压力）为8MPa，3、4、5、6号卸船机现场实际设置为：低压（泵启动压力）8.5MPa，高压（泵停止压力）为11MPa。（根据卸船机机械手册说明，张紧绳液压张紧压力的低位设置压力为85KG/CM2≈8.5MPa、高位压力设置为105KG/CM2≈10.5MPa），因此1、2号卸船机设置远低于设置要求，液压缸不能对张紧绳提供足够的张紧力；

（2）1、2号卸船机托绳小车张紧绳站压力系统保压功能差，不能持续保持高压运行。

现场观察：而1、2号卸船机重新打压到高位（8MPa）后，压力迅速下降至7MPa，且保压时间较短，压力长时间保持在5MPa左右运行，而对比3号卸船机重新打压至高位（11MPa）后下降至10.5MPa，并长时间保持在9-10MPa之间的压力运行。

造成托绳小车张紧绳站压力系统保压功能差的原因有以下几个因素：

1）液压缸活塞密封性能差，液压油内漏；

2）回油阀关不严；

3）蓄能器充气压力不足，不能起补油保压作用。

但根据现场观察1、2卸船机张紧压力只是在高位不能保持，下降至5MPa便能长时间保持的现象，且检修对蓄能器没有定期检查并充气，故判断为蓄能器充气压力不足的原因可能性大些。

（3）卸船机小车水平轮设计不同，卸船机水平轮外置设计更有效的限制小车偏斜，且减轻水平轮与轨道的挤压力。

实地勘察：外置式水平轮的卸船机与内置式水平轮的卸船机设计不同如图所示：

从图中可以明显看出卸船机水平轮外置的两轮之间的轮距比卸船机水平轮内置的大（3M左右），由于轮距的增大，当小车偏斜时，水平轮便更早的与轨道接触，更有效的限制小车偏斜，且根据杠杆原理得：

M=F×L

M-小车水平侧向力F-水平轮与轨道支承力L-力臂（小车一侧水平轮的轮距）

因此随着轮距L的增大，小车水平轮与轨道的支承力F便会降低，大大改善了水平轮与轨道的使用性能，延长了水平轮与轨道的使用寿命，这也是内置式水平轮及轨道的缺陷率比外置式水平轮高的主要原因。

5、得出结论：

差动牵引式卸船机小车运行过程中偏斜是随机的，为了限制小车偏斜，主要发挥作用的是水平轮，而小车张紧系统则保证了小车平稳运行，保证小车两侧平衡，并一定程度上减轻小车水平轮对轨道的侧向挤压力，因此张紧绳的张紧力显得非常重要，另外，小车一侧两水平轮间轮距增大设计也能大大降低水平轮与轨道相互挤压力，改善水平轮与轨道的使用性能。

6、通过原因分析建议采取以下措施：

（1）对1、2号卸船机托绳小车张紧液压系统压力低位及高位发讯值根据卸船机机械手册要求重新设置，低位发讯值设置为8.5MPa，低位发讯值设置为10.5MPa。

（2）加强对托绳小车的保养维护，包括定期检查蓄能器充气压力并定期补压、检查液压油缸密封性能等，提高液压系统保压性能。

（3）对1、2号卸船机水平轮安装位置参照3、4、5、6号卸船机进行技改。

三、结束语

不同地区由于经济发展水平存在差异，对能源的需求程度也会存在差异，而资源的需求和分布之间所存在的差异就能有效促进跨区域运输的发展。桥式抓斗卸船机是跨区域运输中装卸货物的主要设备之一，其工作性能的稳定对促进跨区域运输业的发展有着很大的作用。在作业时，由于受到多种因素的影响，桥式抓斗卸船机经常会出现各种故障，从而为货物运输带来了很大障碍。掌握故障出现的主要原因，采取相应的措施，就能提升设备的运行效率，保证货物的安全运输。

参考文献：

[1]杨建飞.桥式抓斗卸船机的常见故障及其改进措施[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015，（08）：250.

[2]简健志，魏小刚.桥式抓斗卸船机变频控制系统常见故障处理[J].设备管理与维修，2011，（S1）：133-135.

[3]梁海涛.桥式抓斗卸船机的常见故障及改进措施[J].工业设计，2011，（07）：176.