论港口大型叉车新型属具的应用

论港口大型叉车新型属具的应用

刘明光1 ,孙成刚2

1山东港口日照港股份一公司   山东日照  276800

2山东港口日照港股份三公司   山东日照  276800

摘要：精品钢卷、ESP钢卷是港口装卸中较为常见的货物，具有重量轻，包装易破碎的特点。普通32吨海斯特叉车在进行精品卷钢、ESP卷钢作业时，一次只能叉取一件货物，集货效率、填杆效率较为低下，而且还存在着设备功率浪费等缺点。通过使用新型双串杆属具，不仅可以实现叉车精品卷钢作业效率的提升，还在一定程度上节省了燃油消耗，减少了设备出勤。也为后续属具的改进和研发提供新思路。

关键词：精品卷钢   ESP卷钢   双串杆属具   效率  叉车

1 背景

伴随经济全球化、货种结构多样化和科技发展高速化，日照港吞吐量逐年攀升。2018年，港口坚持以安全为中心，全面提升装卸质量和效率，而新型叉车双串杆属具的研究将极大影响精品卷钢、ESP卷钢的作业能力、经济效益等各个方面，如何提高叉车现场作业效率，是大家共同关心的问题，传统的32海斯特吨叉车在进行精品卷钢、ESP卷钢作业时，还存在以下不足：

1. 精品卷钢、ESP卷钢同为卷钢类货物，重量一般都在10吨以内，32吨海斯特叉车普通串杆一次只能叉取一件货物，卸车效率较慢，而且存在严重的功率浪费现象。

2.精品钢卷为贵重货物，外包装易破碎。原32吨海斯特叉车串杆外部无任何防护措施，在进行精品钢作业时，容易对货物内圈造成损伤。

3.精品钢卷、ESP钢卷在进行装船作业时，门机吊货进舱为一钩两件，而叉车一次只能叉取一件货物进行填杆作业，效率较慢。

2 总体思路

为解决32吨海斯特叉车在卷钢类货物作业时效率低下、存在功率浪费等问题，我们计划将作业效率提升50%，既一次可以叉取两件货物。经过市场调查，市场上有可以叉取两件货物的串杆，但起重负荷与串杆长度与港口实际情况不相匹配。为了提高32吨海斯特叉车卷钢类货物的装卸效率，我们利用两个废旧串杆设计制作了一个双串杆属具，通过科学的设计部件，可以在完成卷钢类货物作业的基础上，实现一件属具同时叉取两件货物，提高作业效率，降低作业成本。

3 项目主要技术内容

3.1 材料选择过程的研究

我们为了节约成本，做到最大程度上的修旧利废，决定利用2台废旧的16吨串杆进行改造。经过载荷试验，废旧16吨串杆依旧能够满足现场精品钢的作业要求。在不破坏原串杆力矩的条件下通过对其两侧不受力的衬板进行等分切割，最后将切割后的2个串杆加挂在分叉油缸导轨上，从而形成双串杆。

3.2 对双串杆焊缝强度的研究

双串杆改造后，每个串杆形成约100mm的线性对接焊缝，对接焊缝拉力σ=F/Lδ ，焊缝剪切力Q=F/Lδ 。双串杆的原制作材料为厚度10mm的Q235A钢材，所以其许用应力为167MPa.

由公式  σ＝F/Lδ1≤[σˊ吨]  得  F＝Lδ1[σˊ吨]

已知 L＝100mm=10cm   δ1 =10mm=1cm  

σˊ吨 =167MPa=1670Kgf/cm2

则：F＝10×1×1670＝16700Kgf

所以，该焊缝最大能承受16700公斤的拉力，约为16.7吨，符合现场使用要求。

3.3 对双串杆属具的完善

制作双串杆完成后，我们原打算利用废旧皮带机胶带对串杆进行包裹处理，通过货物与串杆软接触的方式来提高叉车作业质量。但是，我们经过与其他串杆对比后发现，使用聚氨酯弹性体作为包胶护套原材料的串杆，耐磨性能非常突出，测试结果一般在0.03～0.20mm3/m范围内，约为橡胶的3～5倍。 新串杆与普通串杆叉挂方式的对比，使用橡胶皮材料，摩擦系数为0.75，抗冲击性能效果一般；采用聚氨酯材料，摩擦系数为0.81，抗冲击性能效果优于橡胶材料。通过分析作业摩擦消耗量，橡胶材料为3×10-5cm3/万吨，聚氨酯材料为1.1×10-5 cm3/万吨。

通过分析可以得出：实际作业中，由于精品卷钢，ESP卷钢重量在5-10吨之间，在进行装卸作业时会与串杆产生较大的摩擦力，而普通的皮带防护则刚性有余而弹性不足，不能适应现场的冲击防护要求和弹性伸缩要求。因此，选用聚氨酯防护套进行串杆防护，既可以满足现场生产要求，又能延长护套使用寿命，从而达到提高货运质量的目的。

3.4 通过改变双串杆属具叉挂方式，提高现场更换速度

普通串杆的叉挂方式为穿轴式。叉车在现场还担负着钢板，前沿抓斗等作业类型，这些作业需要使用的工属具为叉刀，若要进行卷钢类货物作业，叉车需要将叉刀换成串杆方可进行作业。普通串杆在更换时，需要对准基轴孔，人工拔出销轴，再将叉刀退出，换成串杆，然后再对准基轴孔，将拔出的销轴复位。此过程较为复杂，而且销轴与基轴孔为余量只有1mm的间隙配合，人工拔出时极为费力。为此，我们对串杆的叉挂方式进行了重新研究，最终采用半锁扣挂点式连接，直接将双串杆挂在货架导轨上并与分叉油缸相连接。挂点式串杆与普通穿轴式串杆方式的对比，普通穿轴式，自重1.4吨，更换时间50分钟，熟练程度不同时间有所差距，同时需要机修人员配合，一般两到三人，其抗拉强度为345Mpa；挂点式双串杆，自重1.6吨，更换时间10分钟，司机可独立操作，抗拉强度345Mpa。

通过分析对比可以看出，两种叉挂方式抗拉强度相同，但挂点式双串杆现场更换速度要更快。

4 项目实施效果及应用

2017年6月，我们在场地上进行了32吨海斯特叉车双串杆卸车实验。通过实验，改造后的串杆完全可以满足16吨以下ESP卷及精品钢卷的作业，而且一次可以叉取两件货物，可以有效避免32吨叉车的功率浪费现象，作业效率提高50%以上。

2017年7月，我们将设计制作的32吨叉车双串杆属具应用在下舱叉车上，进行填杆实验并取得成功。在进行ESP卷钢填杆作业时，门机一钩可以吊两件ESP卷钢入舱，而之前的叉车填杆一次只能叉取一件货物。双串杆投入使用后，舱内使用32吨的叉车一次可以叉取两件ESP卷钢，填杆效率可以提高50%。

2018年9月，约有6万吨精品卷钢、ESP卷钢的装车、填杆作业，是由32吨叉车双串杆属具完成的。此属具的应用，提高了叉车卷钢类货物的装卸效率、降低了运营成本、减少了船舶在港停泊时间。

2019年至2020年陆续集港山钢精品卷，该新型属具在装卸作业中得以应用，极大的促进了作业效率。

5 结束语

    该项目通过论证并在现场改造后在32吨海斯特成功得到应用，充分表明了新型32吨海斯特叉车使用挂式双串杆属具的优越，在提高效率的同时，还能做到燃油的节省，体现了经济高效，节能减排的效果。该属具在港口卷钢类货物的作业中具有良好的推广前景，为后续叉车属具的研发和改良提供了新思路、新方法。

参考文献

[1]范崇洛主编 机械加工工艺学 东南大学出版社  2009年

[2]胡兆国主编 机械基础 西南交大出版社  2007年

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[4]冯辛安主编 机械制造装备设计 机械工业出版设  2004年

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