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港口装卸２０１１年第２期（总第ｔ９６期）　废钢装卸效率影响因素的分析　中交第Ｚ－航务工程勘察设计院有限公司　雷　鹏　张文东　我国每年从国外进口大量的废钢，以弥补国内　时，采用工人下舱作业，不仅危险，而且效率低。为　提高效率和减少危险，应配置专用清舱机械清舱。　装载机清舱能力强，但废钢洒落难以避免，且装载机　资源的不足。其中相当一部分进口废钢需要从港口　通过，而废钢接卸历来是港口装卸的一个难题，平均　台时效率仅为３０～５０　ｔ／ｈ，且不安全因数多，导致很　多港口都不愿意接卸废钢。　影响港口废钢装卸效率的因素主要是装卸船设　备、堆场装车设备、废钢运输是否成组以及工属具。　下面对各种影响因素进行逐一分析。　轮胎常被扎破而影响清舱效率；全履带液压挖掘机　（可装吸盘、反铲和机械扒抓属具等）可有效解决这　一问题。　目前大多数港口都配备起重能力为１６　ｔ的设备　卸船。来港船舶船舱内废钢件的重量和规格不一，　长短参差不齐，这些废钢由于装船港与卸船港双方　未协调，出现船舱内废钢料混装，又经过海上长途运　１　装卸船设备　废钢卸船设备较常用的是门机，对于大型来港　散货船，采用桥式起重机卸船的效率更高。因为门　机为回转运动，工作时易相互干扰，而桥式起重机小　输的颠簸，使废钢条、块彼此间筛实，出现大、小块之　间，长条与块之间相互交叉、叠压和牵绕的现象，非　强大动力难以提起。对大块废钢，不得不先将其肢　解再装卸，因而影响卸船效率，故应选择２５　ｔ甚至　４０　ｔ起重量的设备。　近年来，液压抓钢机成为堆场废钢堆高及装车　的专用机械。将其用于水位差不大的５００～１　０００　ＤＷＴ泊位的船舶卸船作业，台时效率可达１５０　ｔ／ｈ，　比用门机卸船的台时效率高几倍。对于水位差不大　车为直线运动，相互无干扰。从理论上来说，同一泊　位配备桥式起重机的数量明显多于门机，将会提高　船时效率，从而提高卸船能力。虽然桥式起重机的　设备投资大于门机，但没有大的投入，就不会有大的　产出。　对于大型散货船，当舱口采用抓斗或吸盘装卸　到一定程度后，会出现所谓的“挖井留山”现象，此　束方法。　的小泊位，选用液压抓钢机对提高泊位的通过能力　５　结论　通过计算最大静摩擦力，并将其与侧向力相比　较，确定了有限元模型的约束施加方法，得出正确的　计算结果，为结构的合理设计奠定基础。　参考文献　４模型施加约束方案的确定　通过分析，首先应确定该结构产生的Ｘ．Ｚ方向　侧向力（Ｙ方向的已经由表１给出）。假定　、ｚ方　向的最大静摩擦力大于该结构产生的　、ｚ方向的　侧向力，对其Ｘ、Ｚ方向进行约束，经计算得支腿　、　ｚ方向的反力（见表２），可发现此时支腿的　、ｚ方　［１］　孙远韬．Ｐａｒｉｓ公式在结构裂纹诊断中的应用研究　［Ｄ］．武汉：武汉理工大学物流工程学院，２００５．　向的侧向反力均小于最大静摩擦力，所以应将支腿　自由度全部约束。　表２支腿Ｘ、Ｚ方向的反力　［２］　王轲，张福祥．复杂约束条件下的火箭炮中部结构有　限元分析［Ｊ］．弹箭与制导学报，２００２，２２（２）：５０～　５３．　［３］　孙新学，刘正华．约束对受力端盖刚度与强度的影响　［Ｊ］．机床与液压，２００４（２）：１１４—１１５．　［４］　张保成，赵振峰．约束条件对错拐曲轴有限元分析的　影响［Ｊ］．内燃机工程，２００４，２５（１）：５８—６１．　吴占稳：１０００１３，北京市朝阳区和平街西苑２号楼　收稿日期：２０１０—１０—０４　ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ：】０００—８９６９．２０１１．０２．００３　７　
Ｐｏｒｔ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　２０１１．Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１９６）　效果显著。　目前广泛采用高产量、现代化的冷态液压打包机。　打成包块以后的成品单块重量不大，可将其装入港　区购置或自制的货斗中，便于储存和运输，从而避免　运输不便、洒落等现象，提高工作效率。　２堆场装车设备　后方废钢堆场装车设备选取的正确与否对废钢　装车效果影响很大。以往废钢堆场装车多采用龙门　吊或单斗机装车，效率都不高，现国内已有厂家生产　４　工属具　装卸废钢的工属具较多，常见的有多颚板抓斗、　电动液压多瓣抓斗、弹性平衡异步多颚板抓斗。　高效率的固定液压抓钢机和履带式抓钢机，可通过　更换梅花抓斗、贝壳抓斗、钢坯抓具等完成不同类　型、不同形状的废钢的装车及堆高作业，可大大提高　堆场转运效率，且优越的机动灵活性能，可满足在各　种工况、场地和环境下的工作要求，具有随时转换场　地的优势。　二节臂式履带液压抓钢机，作业装置既可采用　普通多颚板抓斗抓货量少，生产效率低，因为颚　板不能异步运动，抓取形状不规则的废钢时易造成　颚板撑杆等部件经常损坏和物料洒漏。改用液压平　衡的异步多颚板废钢抓斗后使用效果仍不理想，其　原因是废钢装卸环境恶劣，废钢抓斗易碰撞，造成磨　损、油液泄漏，而且油缸、活塞柱会因变形而失去原　液压平衡的作用。　“弯动臂、弯斗杆”型式或“弯动臂、直斗杆”型式，最　大抓取半径达１５　ｍ左右。由于抓斗刚性连接在臂　架上，抓斗闭合时，臂架给其的下压力使抓斗深深嵌　人废钢中，因此，抓斗斗容利用率高。液压抓钢机作　弹性平衡异步多颚板废钢抓斗采用弹性平衡异　步结构，达到颚板异步动作，使各颚板受力均匀，减　少颚板反别，既可避免因颚板受力过大而造成铰点　损坏，又可将进入斗内的废钢挤紧，避免洒漏。另　业循环快，理论生产率可达到２００　ｔ／ｈ左右，配置较　少数量的履带抓钢机及单斗装载机，就能满足废钢　堆场的装车及堆高要求。液压抓钢机与轨道式门式　起重机生产能力的比较见表１。　表１液压抓钢机与传统轨道龙门吊生产能力的比较　外，由于弹性平衡异步机构体积较小，装在下层梁导　向槽内，避免了废钢碰撞变形的可能，能较好地适应　恶劣的工作环境。此抓斗在抓取废钢时，效率可比　４２（　普通抓斗提高２倍以上，且使用寿命显著提高。　电动液压多瓣抓斗主要适合抓取块状、颗粒状　和形状不规则的废钢。　以往，一般认为电磁吸盘卸废钢效率低，其实未　必。电磁吸盘有多种，其装卸废钢效率的高低主要　取决于废钢的种类是否与电磁吸盘匹配。装卸废钢　３　废钢运输是否成组　３．１货斗成组化　应选择椭圆形电磁吸盘。　在废钢装卸作业时，应根据废钢的品种规格而　ＧＢ　４２２３—２００４（（废钢铁》中的熔炼用废钢技术　要求中规定，废钢铁的单件外形尺寸不大于１　５００　ｍｍ，单件重量不大于１　５００　ｋｇ，因此，对于加工处理　后的块、条、板和破碎料型废钢，港区有能力、有条件　选择不同的装卸工属具。对形状不规则的废钢采用　电动液压多瓣抓斗，电动液压废钢抓斗怕碰怕摔，所　以对粉碎性轻薄料采用弹性平衡异步多颚板废钢抓　斗更好。卸船收尾时，采用椭圆形电磁吸盘，其吸附　能力较高。　将其分类成组化，装入港区购置或自制的货斗中，货　斗经牵引平板车运送到码头上，由门机或桥式起重　５　结语　通过以上分析可知，根据船型和废钢的种类采　机将其吊起装船，这样可大大提高装船效率。　３．２打包成组化　液压金属打包机打包的原料都是些轻薄料，如　薄板的废品、切边、冲压成型的边角料等，其体积密　度多在０．２—０．６　ｔ／ｍ　之间。打包压块是在专用的　用各种有针对性的设备和工属具，可解决废钢装卸　效率低的难题，提高泊位的通过能力和堆场的转运　效率，获得更好的经济效益和社会效益。　雷鹏：４３００７１，武汉市武昌区民主路５５５号　收稿日期：２０１０—１０—１２　ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ：１０００—８９６９．２０１１．０２．００４　压力机上经过多道压缩把松散料压成体积密度为　１．４～３．２　ｔ／ｍ　的长方形包块，以便于装运和冶炼。　打包可在约７００℃热态下进行，也可在冷态下进行。　８　

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