一种干散货装船敞口自卸箱设计

张 楠

秦皇岛港股份有限公司杂货港务分公司

1 引言

某散杂货码头在进行散杂货装船作业时,有2种常规方案:通过自卸车直接将散杂货倒运至码头前沿再通过抓斗装船;采用集装斗倒运再通过钩头整体吊运装船。这2种作业模式存在3个主要问题:受集装斗容量及开闭方式的限制,进行倒运时会造成物料沿途洒落,对环境形成一定污染;使用现有集装斗装船时,为保证设备安全,实际单钩装货量只能达到12 t左右,装卸效率较低;使用现有集装斗装船时,需要作业人员现场进行单边摘钩,存在一定的安全隐患。针对上述问题,设计一种可自脱钩下开口式的敞口自卸箱。

2 敞口自卸箱设计

该敞口自卸箱由钢制框架、垂直侧板和端板、钢地板、两侧下翻板以及吊耳组成(见图1)。

1.重箱吊耳 2.空箱吊耳 3.下翻板 4.起脊底铺板 5.翻板滚轮 6.翻板闭合开关 7.滑轮图1 敞口自卸箱

根据敞口自卸箱技术规格,箱体整体符合载重要求。自卸箱上口为敞口形式,方便货物装载,下口设计为条件开启形式;重箱吊装时,下口闭合,卸货时,下口开启。在敞口自卸箱内部,按照货物自流角,设计起脊,最大起脊角度为35°,保证下翻板在打开时箱内货物在自重的作用下倒尽。自卸箱底部两侧下翻板通过1根通轴连接,在翻板两侧设定有限位装置,通过调整限位装置控制翻板打开角度以控制货物倾泻速度。另外在箱体两侧的翻板上,分别对称设计4个重箱吊耳和4个空箱吊耳。重箱吊耳在箱体靠下部位焊接安装,其结构为带斜面的钩体,在吊环重力的作用下,松动吊具,吊环能实现自脱钩;同时钩体与下底铺板之间留足脱钩空间,方便自动脱钩。空箱吊耳在重箱吊耳偏上部位,在重箱吊耳松脱后,门机起吊自卸箱达到卸货的目的,空箱吊耳有一定防脱功能。

为方便空箱在吊运至倒运车辆上时,自卸箱两侧翻板能有效闭合,在下翻板端部加装4个滚轮,在端部下翻板端中间,设计1个闭合开关。当下翻板闭合到位后能有效锁定,方便自卸箱在空箱状态时的叉运及倒运工作。另外该自卸箱设计有叉车插槽,方便叉车进行箱体的倒运工作。

3 辅助工属具设计

在实际作业过程中,该敞口自卸箱还需要配备敞口自卸箱专用吊具,专用吊具由2根支撑吊梁(见图2)和4副吊链组成,每根撑梁配2副吊链。

图2 敞口自卸箱专用支撑吊梁

敞口自卸箱支撑吊梁需满足以下要求。

(1)适用集装箱尺寸(长×宽×高)为:5 m×2.45 m×2.5 m。

(2)支撑梁额定负荷为30 t,安全系数4倍。

(3)支撑梁由无缝方管和吊耳组成,下吊点之间中心距为2.8 m,上吊点之间中心距为2.38 m。

(4)支撑梁包含2个吊耳,每个吊耳均为整体结构,单个吊耳高度不大于600 mm,加耐磨钢套。支撑梁上吊点孔径可与25 t美标高强弓形卸扣配合使用,下吊点孔径分别可与25 t、17 t美标高强弓形卸扣相配合使用。

敞口自卸箱专用吊链额定负载12 t,安全系数4倍。采用1根主链连接2根不等长支链的结构,主链与支链之间选择12 t高强度圆吊环进行连接(见图3)。主链为12 t-20×60-2.5 m高强度链条(两端带过渡环),支链分别为12 t-20×60-0.7 m 及12 t-20 × 60-1.1 m高强度链条,链条均带12 t高强度圆吊环。4条吊链组成一副吊具。

1.卸扣 2.链条图3 敞口自卸箱专用吊链

4 敞口自卸箱作业流程

进行干散货装船作业时,先在室内或封闭堆场通过装载机将散杂货由上口装入自卸箱,再通过倒运车辆将自卸箱倒运至码头前沿。门座起重机(以下简称门机)悬挂敞口自卸箱专用吊具,分别按照长短链将圆吊环挂在相应吊耳上。门机起吊自卸箱,重箱吊耳优先受力,下翻板关闭,门机将自卸箱和货物作为整体吊至船舱内。箱体落实到船舱底部后,门机吊钩继续下降,重箱吊耳吊链吊环因重力下落完成自动脱钩,待确认脱钩后门机再进行起升动作,此时空箱吊耳受力,自卸箱下翻板打开,箱体内货物在自重的作用下通过起脊底铺板落入船舱内,最后门机将空箱调运至倒运车辆上,一个作业循环完成。

5 结语

目前,已有70余个敞口自卸箱应用于环保要求较高的干散货装船作业码头。该敞口自卸箱适用于粉状、颗粒、不规则碎状等干散物料的装卸作业,在满足作业效率前提下,可减少倒运途中干散货的洒落起尘。设计专属辅助吊具,采用长钩闭合重载吊装,短钩开箱自动卸货的方式,可降低劳动强度并保证人员的安全。