抓斗卸船机的能力

抓斗卸船机的能力newmaker抓斗卸船机的卸船能力是关系到设备供需双方利益的重要参数。在合同签订时当事双方应当慎重决定卸船能力的定义、参数的大小、测定的方式方法，避免到设备验收时出现合同纠纷。因此，有必要在合同条款中对上述问题详细列出其意义、方法。为设备最终的验收创造良好的条件。1卸船能力的基本概念抓斗卸船机应当包括以下几个能力的概念：1.1最大卸船能力Qm：在规定的船型、规定的物料特性的条件下，最高潮汐、满舱位、抓斗在最小外伸时抓取物料时的卸船能力。（不做考核）。1.2额定卸船能力Qr:在规定的船型条件下、规定的物料特性的条件下，中等潮汐、中等舱位、抓斗在平均外伸时抓取物料时的卸船能力。（考核与验收的必要条件，后续地面皮带机等设备的设计依据）。1.3平均卸船能力Qa:在规定的船型条件下、规定的物料特性的条件下，扣除因非卸船机的系统故障所用时间，卸船时间包括清舱时间时，卸船机所卸物料与所用时间的比值。（不做考核）。在上述各个能力之间通常有如下关系：平均能力与额定能力的关系Qa=（0.5-0.6）Qr（1）；平均能力与额定能力的关系涉及到清舱时间。额定能力与最大能力的关系Qr=（0.8-0.95）Qm（2）；额定能力与最大能力的关系涉及到船型的大小，如果船型较大，则二者数值差较大，反之，较小。当舱口和船型较小时可认为Qr=Qm（3）；2影响抓斗卸船机能力的因素抓斗卸船机的卸船能力相对其它设备来讲比较复杂，涉及到诸多因素会影响到最终的结果。其主要因素应当包括如下几个方面：2.1抓斗抓取物料的容积，即抓斗的斗容。在其它参数不变的条件下斗容越大，其卸船能力越大。在实际设计中要十分慎重设计抓斗的斗容，过大的斗容会使卸船机的起重量超载。斗容的计算应当包括料斗上部凸起部分的物料。其凸起部分的物料的侧面安息角可按35-40度设计。2.2物料的密度，即物料的比重。单位用吨/立方米表示。在同一抓斗的条件下，抓取物料的比重越大，其卸船能力越大。在通常使用时不允许使用如抓取煤炭的抓斗抓取铁矿石，因为在抓取铁矿石时会使起重量严重超载，不同物料应当设计不同的抓斗，以适应不同的物料。如在卸煤炭时使用针对煤炭设计的抓斗，在卸铁矿石时使用针对铁矿石设计的抓斗。2.3抓斗工作循环周期，即抓斗工作一个循环的时间。在抓斗斗容参数和物料密度一定的条件下，循环时间越短其卸船能力越大。在实际工作时，循环周期的时间是一个变化的数值。如：潮汐的变化，舱内物料满舱、半舱的变化，抓取外伸远的物料和抓取外伸近出的物料等都会影响到抓斗工作循环周期。为计算方便，一般在设计时确定一个平均循环周期，即在中等潮汐，物料在中等舱位，针对某一种船型的循环周期。2.4船型的影响，主要是指不同船型舱口大小和单个船舱底部长宽的大小对卸船能力的影响。如果舱口过小，在卸船机实际工作时抓斗就较容易碰击舱口。为避免这一现象，就必须降低小车的速度和起升与下降的速度，这包括在手动操作和半自动操作状态。由于降低了速度，必然会加长工作循环周期。舱底面积的大小对卸船能力的影响主要表现在当抓斗抓取取料时如果面积较小，抓斗的下落位置在同一舱内的变动位置移动量较小，容易产生抓斗在较小的范围内抓料，使局部挖一个坑，并会产生抓斗落下时偏斜，继续抓料时抓斗抓取的物料量变少，抓斗抓不满物料。从而影响效率。2.5控制的设定和操作者的熟练程度对卸船能力的影响：在采用PLC控制时各个不同位置的速度控制、速度变化规律会直接影响到整机的生产效率。一般抓斗卸船机的过程为：抓斗闭合->闭合绳与起升绳同时起升->闭合绳与起升绳起升-小车运行->小车运行->开斗卸料-小车运行->小车运行返回->小车返回与抓斗下落->抓斗下落。在同一个循环中抓斗起升和降落、小车运行、抓斗开闭都有同时运行的时间。即使在整个循环工作时间里有许多复合运动，以提高设备的卸船效率。同一循环的不同时间内的运动设定是通过PLC控制实现，因此控制的设定会影响到设备的效率。对操作者来讲，在首次使用抓斗卸船机时都具有一定的紧张心理，其原因是抓斗卸船机抓斗和小车机构的运行速度太快，许多新手在最初的操作时发生过撞坏船上设备的经历。因此，影响到设备应有速度的发挥，使设备的卸船效率有所降低。2.6清舱时间的的影响。抓斗卸船机在基本卸完物料时需要对舱地的少量物料进行清理。在实际操作时投入的人力多少、设备的多少、人力的工作效率都会对整个卸船周期产生影响，并直接影响到设备的平均卸船能力。3抓斗卸船机额定能力的测定方法抓斗卸船机在实际验收时其具体卸船能力因受多方面因素影响，应当对额定能力进行验收，对最大能力和平均能力不做验收。3.1测量抓斗抓取物料的密度：制作一个1立方米的容器，装满物料，秤量物料重量，计算出其实际密度q。3.2测量抓斗连续抓取五斗的物料重量：抓斗连续抓取5斗物料，运输到经过计量部门检定的计量工具上去秤量，计算出5斗物料的总重，并计算出平均每斗的物料重量P。3.3测量平均一个循环的工作周期：在合同规定的船型条件下测量在中等潮汐位置，中等舱位位置，一个工作循环时的工作周期，单位为秒t。3.4计算抓斗卸船机的实际卸船能力根据已经测量和计算的上述参数计算卸船能力为：Q=Px3600/t，如果所测定的物料密度与合同规定的密度有偏差应当进行折算。抓斗卸船机的卸船能力是设备最重要的技术指标之一。对设备的参数选型、设备的设计都会产生极大的影响。为此，在设备选型和设备设计中应当严格明确，并确定合理的设计与验收的方式方法。抓斗卸船机的卸船能力的大小除会直接影响到设备起重量参数外，还会直接影响到设备的制造成本和采购成本。抓斗起重机四绳抓斗差动控制系统王健明四绳抓斗作为搬运散料的吊具,可配用于不同的抓斗起重机。但由于要求的生产率不同，抓斗起重机的起升速度不同，因此四绳抓斗的控制系统也不一样。例如港口卸船用的抓斗卸船机要求的生产率为每小时500t,因此起升速度大于75m/min,多采用直流电动机驱动和PC控制。对工业生产中量大面广的诸如水泥、煤炭和矿砂等散料搬运场合，其生产率不很高，一般起升速度小于75m/min，以采用交流电动机驱动为宜。原控制系统的缺点:图1非差动控制的电气传动系统1.支持电动机也。2.支持卷简3.闭合卷简4•闭台电动机M205.闭合机构电阻R2U6,抓斗7.支持机构电阻R20用交流电动机驱动的四绳抓斗传动系统（图1），有以下主要缺点:抓斗工作的协调主要靠司机的熟练程度，由于支持与闭合机构之间没有固定的联系，在抓斗工作时司机劳动强度大，容易疲劳，易产生误操作。在抓斗沉抓之后，起升的瞬间，司机稍有疏忽会造成闭合电动机单独受力，闭合电动机容易过载，甚至烧毁。抓斗上升和下降极限位置不易控制，下降时抓斗易与料堆强烈碰撞。抓斗穿钢丝绳时，司机和钳工协调困难，极易出现工伤事故。由于开斗下降速度快，抓斗停止料堆上时，闭合绳容易从滑轮组中跳出，致使闭合绳过早的报废。为实现合适的抓斗工况，司机经常点动操作或打回车，电器元件或电动机经常处于过渡过程，降低了元件的使用寿命。差动控制及其效益四绳抓斗采用差动开关控制之后，可将支持机构和闭合机构的信号联系起来，能用单手柄联动台进行联动控制，实现工作半自动化。该差动控制系统于1992年6月由大连市科委组织通过了鉴定，鉴定意见如下：（1） 四绳抓斗差动控制系统系我国抓斗起重机电控系统中的新开发系统，技术成熟，功能完善，具有“自动沉抓”提高生产率，抓满后能自动起升。操作简便，司机劳动强度低，提升和开闭两电动机负载均衡，可避免开闭电动机的过载烧毁，延长开闭钢丝绳寿命，对抓斗实现有效的保护，避免抓斗摔坏。此外还增加了更换钢丝绳的操作装置，便于维修。经工业运行证明有显著的经济效益和社会效益。（2） 该控制系统填补了国内空白，能替代进口，在继电一接触器控制系统中，具有当代国际同类系统产品的先进水平。该系统虽然成本有所增加，但其社会效益显著提高，除可明显减轻司机的劳动强度外，每台起重机（以本溪水泥厂10t抓斗起重机为例）平均每年可为用户节约更换电动机和钢丝绳等费用2.5万元以上。可见，差动开关控制系统的推广与应用前景是十分乐观的。差动开关的控制原理差动控制系统的框图见图2,差动开关的结构简图见图3。

图？斐硒控制系统框图S41、S4?—限位fl■美$90-卷油丹是Y1I）.Y20—液压推打心叮，爵旺一附加电阻S3差动开关简困L和支持机构连接的轴L凸轮片NI.阪的空心轴3凸轮片N扎明的安心轴4.凸册片N5.K&的空心轴土励空心搐4相连的大告•枪6.小齿轮7.是动疵谑器外完女熊传册％小击抡1。一和墓功装直外先祁姓的亦西轮IL与闭合抓佝相连的轴（1）机械部分①支持机构在支持轴上有齿轮6和齿轮9（图3）,齿轮6和齿轮5相啮合，带动空心轴4旋转，速比为4：1。②闭合机构闭合轴11通过差动机构带动轴3以及空心轴2（图3）。当支持机构和闭合机构专塑像同时，差动减速器输出轴3转速为零。当闭合机构单独工作时，轴3只能转动3/4圈。（2）电气部分①和支持机构有关的凸轮片N5、N6,其相应控制的触点为b2和bl（见图4）。<2E50*60*6。。凸址序号辫H2时附N5mi m mH 31 H抓斗打开12 32 _：52<4I毗抓耳闭合:黑耳h-%桃g~l・4I6122b2O 4顷】63bl圈4釜幼开美凸轮角及其内•部莲线b2控制下极限位置，bl控制下极限位置。②和闭合机构有关的凸轮片有N1、N2、N3和N4。N1凸轮片控制触点b11,其作用是党抓斗完全闭合式打开；N2凸轮片控制触点b20，其作用是当抓斗要闭合时触点闭合，控制支持绳和自动起升；N3凸轮片控制触点b22,其作用是当抓斗慢速开斗下降时，防止闭合绳跳槽N4凸轮片控制触点b21，其作用是当抓斗完全打开时触点打开。图4为差动开关凸轮片及其内部连线，途中所示是抓斗闭合并在最高位置时差动开关的工作状态。差动开关支持轴和闭合轴转速相同时，差动装置输出为零。由于差动开关按行程原则进行工作，支持机构和闭合机构的制动器应调整得一致，制动弹簧的拉力调整到额定值的90%左右。如果制动器抱闸太松，差动开关触头的工作点改变，会使工作失调。抓斗各工况的控制采用差动开关后，由于增加了转子回路电阻，使电动机可以工作在正、反向电动状态和反接制动状态，利用附加电阻可以调整支持绳在沉抓时不致太松，闭合绳在开斗下降时保持抓斗处于张开状态。

H35电动由L的瓦械捷性I加械效率1何3）q%—以院裴■舔速百分做矗示的屯动#L鞍继M魅一版统定转鼬智分很我示的电耕L转地电动机的机械特性见图5,对联动台的手柄位置，相应电动机工作状态以及转子回路电阻器的切换，分析如下。图11单手柄联动台手柄位置⑴抓斗开斗工作状况闭合电动机处于反向电动状态，使抓斗张开，三相转子电阻中的u4、v4、w4以下各段被短接。当抓斗张开到极限位置时，差动开关b21触点被打开，控制电路断电，自动停止。.联动台手柄应放到抓斗张开位置。此时支持电动机不工作，见图6b。子侧绶卫摭斗开4与酣斗工祝〔I』闭就电的丸工州it.子侧绶卫摭斗开4与酣斗工祝〔I』闭就电的丸工州it.惑 檎】开斗寸站功*「匚4=1-宙一第1如盼于电旭小蝶Mr心一黄二程嚣于电JU出我（图中略J*，|-7—显三邪整亍电茁.出些t囹中噌L下闵此虹1峙3小4r：S砒心（j2 一M ._vlu?u4\i?nti7c2 u2u7u6i,5l-Ii；?li1L.E、l6L-jt'JI-j粉⑵抓斗闭合工作状况闭合电动机处于正向电动状态，转子电阻u4、v4和w4以下各段均短接。当抓斗闭合到极限位置时，差动开关b11触点被打开，闭合电路断电，闭斗工作自动停止。支持电动机此时不工作。手柄应放到抓斗闭合位置，见图6a。⑶抓斗开斗慢速下降闭合电动机已处于开斗极限位置，但由于是在下降运行，当支持机构和闭合机构速度不一致时，抓斗会有闭合的趋势，离开极限位置。为保证抓斗打开，b21又重新闭合，使电动机处于反向电动状态，故用虚线表示定子接线（图7b），直到抓斗又重新开到极限位置，b21打开，自动停止。在慢速下降时，这种动作可能要重复几次。支持机构电动机处于反接制动状态，转子回路中将附加电阻短接，即u7、v7、w7以下电阻短接。下降速度为额定速度的20%〜30%。手柄放到开斗慢速下降第一挡。⑷闭斗慢速下降闭合电动机和支持电动机均处于反接制动状态。这样可以保证抓斗处于闭合状态，而支持电动机处于反接制动时，又可获得低速。此时手柄应放到闭斗慢速下降第一挡，见图7a。中伯位置抵引开斗-与同.牛懂_适下野3｝闭斗授逢3辎也动也■工住注感由】升母泾建卞廊⑸开斗快速下降闭合电动机和支持电动机处于再生发电制动状态，两个机构同时运行。转子回路除软化电阻之外，u3、v3、w3以下各段电阻均短接。手柄应放置在开斗下降快速挡上，见图8b。

•手也危而K3耕斗并斗与同斗快姓下降修1简斗呆益下降41•手也危而K3耕斗并斗与同斗快姓下降修1简斗呆益下降41企札工作状鑫WJ并斗快健t洋电姑机工伴靴志Illv?同1'5两l：7u2I'lv?u-fm?utv7v-2lZm7viM回u3ull：为;tM师M心ul'、—TFMt⑹闭斗快速下降闭合电动机和支持电动机均处于再生发电制动状态，转子回路除软化电阻之外，u3、v3和w3以下各段电阻均被短接。手柄应放置在闭斗快速下降挡上，见图8a。⑺开斗慢速上升闭合电动机为保证抓斗处于开斗状态，应将转子电阻全部串入，对抓斗的开闭不产生影响，只跟随支持电动机上升。支持电动机为正向电动状态，转子回路反向制动电阻即u6、v6和w6以下短接，见图9b支持电动机为正向电动状态，转子回路反向制动电阻即u6、v6和w6以下短接，见图9b。涝9 盘巴芹应与薄西慢,上扑0）凋斗啜憩上弁屯功机工作状态岛J天4慢逸_1.斤电珈机」,作状态wu5WitJulu2u^u3u4liJuI MJ—◎O-44#1 '能外1ulu3n£uSubu7u2iHu3触uiLibulliZ⑻闭斗慢速上升支持机构和闭合机构电动机均工作在正向电动状态，转子回路电阻u6、v6和w6以下各段均短接，即把反接电阻和附加电阻短接。起升速度大约为额定速度的20%〜30%，见图9a。⑼开斗快速上升支持机构和闭合机构电动机均工作在正向电动状态，转子回路除软化电阻之外，其余全部短接，见图10b。学柄吨鼎图扣 邻4开斗与闭斗快速上弁〔必闭斗快速上升电磷机工作状态(b)JF4快卷上刃电网机一工作花奄(10)闭斗快速上升闭合机构和支持机构电动机均工作在正向电动状态，转子回路除软化电阻之外全部短接，见图10a。(11)抓斗沉抓和自动起升当抓斗抓取物料时，为了提高抓满率，必须使支持绳随抓斗抓取物料下降，同时又要抓斗闭斗后起升时支持绳受力。解决的办法是使支持电动机处于深度的反接制动状态，使钢丝绳自重对卷筒的力矩和电动机上升力矩相平衡，实际上要梢大于电动机的力矩。为获得这种状态，支持电动机转子回路应串有大阻值电阻，即把附加电阻串入，使电动机的特性变得相当软，如图5电动机的机械特性曲线中的第1条曲线。为了更好地理解沉抓和自动起升，应先了解闭斗慢速起升和快速起升的机理。闭斗慢速上升的操作有两种可能的状态，一是打开的抓斗在起升高度的任何位置(极限位置除外)，主令控制器的操纵杆由零位经过闭合放到起升第1挡上。此时闭合电动机定子正向接触器接通，转子回路立即将附加电阻和反接电阻切除，开始加速。经过二级延时控制，切除加速电阻，抓斗即将闭合。此时差动开关b20触点闭合，切断后二级转子加速接触器的控制电源，使转子仍保持附加电阻和反接电阻外的全部加速电阻。而支持电动机正向接触器接通，转子回路在抓斗闭合期间串入全部电阻，使支持电动机处于深度反接制动状态。当抓斗闭合时，支持绳自重使支持电动机往下降方向缓慢转动，在抓斗闭合前受b20触点的控制，使附加电阻和反接电阻切除。闭合电动机、支持电动机均处于正向电动状态，转速约为额定速度的20%〜30%。二是如果抓斗开斗放在料堆上，操纵手柄放到闭斗起升第1挡，工作程序和上述一样。由于支持电动机转子回路串有全部电阻，能够实现沉抓，但抓斗闭合力不够，抓斗可能不完全闭合，b20触点因此也可能不闭合，所以抓斗就停在料堆上。闭斗慢速起升电动机工作状态见图9a。手柄打到闭斗快速上升挡，由于主令控制器使加速继电器吸合，将b20触点切断的控制电源接通，使闭合机构和支持机构转子回路除常串电阻外，全部短接。于是无论是闭合机构电动机或是支持机构电动机均处于正向电动状态，转速接近额定转速。电动机工作状态见图10a。沉抓和自动起升是上述两种工况（慢速上升和快速上升）的连续执行，因此要求抓斗开斗放在料堆上实现沉抓与自动上升，必须使主令控制器的操纵杆从零位经闭斗放到起升第2挡上。此外，b20处点的调整也是非常重要的。如果抓斗未进入闭合状态，b20闭合过早，会是抓斗在为闭合情况下起升。如果抓斗已闭合，b20闭合过晚，会使闭合的抓斗处于上升等待状态，容易使支持绳突然受力，甚至抻断。经过正确调整差动开关b20触点的工作位置，使主斗闭合后随即起升，四根绳受力均匀，工作柔和协调。为了防止开斗快速下降和物料撞击，应在接近物料前，将主令控制器手柄放到下降慢速挡，当慢速接近料堆时，如果抓斗继续下降，闭合绳将松弛，b22触点断开，是闭合机构制动器断电，防止闭合绳从滑轮组中跳出。闭斗快降！！升斗快降

闭斗慢降、，•开斗慢降

抓斗团舍羔，抓斗打开

闭斗慢升*•开斗慢升

闭斗快升・,开斗快升1¥图II.单于柄联动ffT-柄救.牝配合差动开关，两个机构的主令控制器用一个守彬操作，手柄运动轨迹为H型（见图11），具有工作挡位清楚，不需要点动，操作力小，在固定导槽中运动可防止误操作等优点。此外还设有一个手动控制按钮盒，供抓斗穿钢丝绳使用，非常方便。综上所述，四绳抓斗采用差动控制根除了起升瞬间支持绳不出力的缺陷，避免烧毁闭合电动机，而又操作简便，实现了半自动控制，可提高生产率，增加社会效益与经济效益。

钳式抓斗的技术优势南通港通州港务公司陈莲秀钳式抓斗是上海海运学院发明的，于1984年由我港试制成功并开始投入内河煤沙卸船生产。钳式抓斗是具有1：2的抓取比的煤、沙新型抓斗，经不断改进正日臻完善。钳式抓斗为双索轻型抓斗，如图1所示。图1钳式抓斗表1为3t钳式抓斗、3t撑杆式抓斗的几何参数、抓取参数方面的数据对照表，表2为3t钳式抓斗三种抓取比、耐用性对比表，图2为这两种抓斗的挖取曲线。图23t钳式及撑杆式抓斗的抓取曲线

1-3t钳式抓斗II-3t撑杆式抓斗表13tMti顷斗.It杆it#4-几何W«目3tttlt3ttt料式主要几何分敷4-KCm)1.耳1.86昧刑It■)3.302.53"4-»(m)2.302.M-7JVlKL)~66林倍车—23―童:t)]1.518*24*的）枚M分蒙虹730.10.42*20.6450.343X2*酒-d睇*的挪取#方地）306。0.030.02-P# Ct1.5^2t/4~~1250t/4~4001660.5F.。t/斗1256300.25*-0.Bt/4402000-0.t/4-2080会斗缴i斗）noI076丧2祐式鼻斗侑机，比马*用牲珂！■（衰11 iwfc1:2.321：21：1.7松一只撮外的摞（顶电）15 30 35十疔初E"抓颤通0.M0.020.02击千吨甲析0碍繁知船号P680 710M0从这几个图表可见:1） 钳式抓斗的抓取比为1：2,撑杆式抓斗的抓取比为1：1,即钳式抓斗比撑杆式抓斗