摘要

　　2021年4月1日，首個針對螺旋卸船機產品的推薦性建材行業標準JC/T 2575-2020《散裝水泥螺旋卸船機》實施。為了使生產企業、檢測機構、經銷商、運輸企業、安裝單位、終端用戶等各方能夠準確理解和掌握該行業標準，以便使散裝水泥螺旋卸船機(以下簡稱“螺旋卸船機”)產品質量盡快達到標準要求，從而提高螺旋卸船機行業整體水平，特對JC/T 2575文件進行解讀。

　　關鍵詞：螺旋卸船機;標準

　　標準制訂背景

　　1974年，瑞典BMH Marine公司設計和制造了世界上第一臺螺旋卸船機(Siwertell連續式卸船機)。它安裝在荷蘭的一個河港，用于從駁船上卸散糧，卸船能力200t/h。該公司至今仍有250臺以上螺旋卸船機在全世界50多個國家的港口投入使用。目前，該公司螺旋卸船機包括移動式、車載式、軌道式等多種機型，最大規格為1500t/h。

　　20世紀90年代初期，在一個提供全套港口設備項目的過程中，德國IBAU HAMBURG公司開發了一臺螺旋卸船機。自此，通過技術的不斷發展，該公司已經成為螺旋卸船機最主要的供貨商之一。目前，該公司能提供200t/h～1500t/h能力的包括移動式、輪胎式、軌道式等多種機型的螺旋卸船機。

　　2004年，杭州奧拓機電股份有限公司(以下簡稱“奧拓股份”)在國內率先自主研發的螺旋卸船機產品順利進入工程應用，標志著在時隔30年后中國一舉打破了西方發達國家對螺旋卸船機技術和產品的長期壟斷。至今，奧拓股份已有360臺以上各種機型螺旋卸船機在全球近10個國家的港口投入使用。

　　自2011年以來，我國水泥年產量一直在20億噸以上高位運行，其中散裝水泥使用量持續在10億噸以上，大部分通過水路大動脈進入江、河、海等沿線發達地區使用。卸船機作為水泥中轉站和碼頭的關鍵設備，在流通環節中起著舉足輕重的作用。由于螺旋卸船機具有高效、節能、環保等明顯優勢，自有了中國制造以來發展迅猛，至2020年國內已有螺旋卸船機制造單位和供應商近30家，且大型化趨勢明顯。由于相關設備生產企業技術水平參差不齊，而此前尚無國際、國家、行業和團體標準，因此急需制訂相關標準，以規范企業行為，使行業健康、有序、穩定發展。

　　為此，2016年行業標準立項，2020年《散裝水泥螺旋卸船機》行業標準正式頒布。

　　適用范圍和性質

　　JC/T 2575規定了螺旋卸船機的術語和定義、分類、標記和基本參數、技術要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸和貯存。

　　JC/T 2575適用于卸載散裝水泥的螺旋卸船機，其他粉狀物料的機械螺旋卸船可參照使用。

　　兩個重要術語和定義

　　散裝水泥螺旋卸船機screw ship unloader for bulk cement

　　由取料器、垂直和水平等多關節管式螺旋輸送機及水平回轉承臺組成，安裝在固定或移動基座上對貨船上裝載的散裝水泥進行連續取料并輸送至后續輸送裝置接收口的卸船機械設備。

　　值得注意的是，這里指的散裝水泥螺旋卸船機必須由取料器、垂直和水平等多關節管式螺旋輸送機及水平回轉承臺組成，且是連續取料并連續輸送的。就是說一些簡易的產品未被納入本術語和定義中。安裝在固定或移動基座上的含義可以從第4章的分類得到進一步理解。

　　剩余料層厚度remaining layer thickness

　　卸船機正常作業狀態下，無法取到的艙底散裝水泥料層厚度。

　　剩余料層厚度是卸船機的一個重要指標，它體現了卸船機的主要技術性能。剩余料層厚度越大，則后續清倉工作量越大。應注意的是，剩余料層厚度與被卸物料的特性有關，隨著料層厚度的降低，相應地螺旋卸船機的效率將下降，當料層厚度下降到一定程度后螺旋卸船機的效率將急劇下降，因此經驗證后確定了本標準的剩余料層厚度參數值。

　　分類、標記和基本參數

　　1.分類。目前，市場上螺旋卸船機的型式較多，除基本型外衍生出較多型式，最常見的是固定式、車載式、輪胎拖移式、軌道移動式、駁船移動式、機動船移動式等，經歸納規定了固定式(A)、移動式(B)、車載式(C)和船載式(D)等四種類型。

　　2.標記。標記是按產品名稱、卸船機代號、分類代號、卸船能力和標準號的順序依次標記的。詳見JC/T 2575示例。

　　3.基本參數。經廣泛調研，根據市場成熟度情況，列入了體現螺旋卸船機主要性能的七項基本參數。

　　(1)卸船能力：分12檔，最小200t/h，最大3000t/h，當單機不能滿足卸船能力要求時可考慮選用多機作業。

　　(2)剩余料層厚度：該參數與取料器的結構以及與垂直螺旋輸送機之間的匹配有關;隨著卸船能力的遞增其參數值由小增大，最小0.3m，最大0.55m，參數值越大，則清倉工作量越大。

　　(3)單位電耗：該參數體現了產品的經濟性，螺旋卸船機的電耗一般為0.5kW?h/t~0.9kW?h/t(含國內外)，國內大部分企業能控制在0.7kW?h/t，為體現標準的先進性，本標準規定≤0.7kW?h/t。

　　(4)取料關節回轉角、垂直螺旋擺動角、水平螺旋仰俯角、承臺水平回轉角：這四個參數充分體現了螺旋卸船機對不同船型、貨艙的適用性，四個參數的良好組合，能確保螺旋卸船機操作自如，取料器無死角地到達貨艙任意部位。

　　對產品的要求

　　JC/T 2575的要求部分，首先提出了基本要求，為使螺旋卸船機發揮最佳效率，特別對產品的環境條件、工作條件作了規定，這在其他標準中是不多見的。

　　另外，主要從下列幾方面做了規定：

　　1.整機要求

　　鑒于有些螺旋卸船機在作業過程中粉塵污染嚴重，故規定了整機宜配置粉塵收集裝置，并要求集灰回收至物料輸送系統中，對污染物排放濃度也作了規定。

　　整機在卸船輸送過程中，應保證取料、轉運、出料等各環節的流暢，無異物狀態下不應發生堵轉或自動停機，以加強取料、轉運、出料等各環節細節上特別是結構的設計，提高動力匹配合理性和自動化程度。

　　整機從取料口到卸料口應全封閉輸送，從結構上杜絕了跑冒滴漏。

　　整機應裝設預防油污染裝置，避免對港口的油污染。

　　兩臺或兩臺以上的螺旋卸船機運行在同一軌道上時，應裝設防碰撞裝置，避免螺旋卸船機之間碰撞事故的發生。

　　整機應設置軌道清掃器，避免運行受阻及脫軌事故的發生。

　　整機應設置軌道專用接地靴，確保可靠接地。

　　整機應分開設置動力電纜、控制電纜卷筒，宜采用磁滯式電機驅動，確保電纜收放的可靠性;同時，確保各電纜所受拉力始終處于許可值范圍內，避免對電纜產生損傷。

　　整機宜設置能向各轉動副自動或人工加注潤滑油、脂的潤滑系統，應以自動潤滑為主、人工集中潤滑為輔，確保整機的良好運行狀態。

　　整機應設置總開關，便于接通或切斷整機電源。

　　對整機電機的能效等級作了最低要求的規定。節能降耗是國家永恒的政策，必須執行。

　　2.主要零部件要求

　　對車輪的構造公差和運行公差作出了規定。偏離該規定一般會導致風險增大或壽命縮短。

　　對車輪材料作了最低要求的規定，確保車輪材料的力學性能。

　　對車輪踏面和輪緣熱處理效果作了最低要求的規定，對車輪鑄鋼件、鍛鋼件的無損檢測作了規定，確保車輪制造質量。

　　對車輪要求是雙輪緣型，并要求設置制動裝置，確保車輪在軌道上運行的平穩性和可靠性。

　　對門座材料作了最低要求的規定，確保門座材料的力學性能。

　　對門座焊接結構設計、材料、坡口、熱切割、焊接接頭的內部質量作了規定，確保門座焊接質量和整機力學性能。

　　對門座焊接件的直線度和平面度及未注尺寸極限偏差作了規定，確保門座焊接結構尺寸精度和外觀質量。

　　對門座要求至少設置一對錨定裝置，確保必要時對螺旋卸船機的穩定錨固。

　　對門座要求在行走方向的前后兩端各設置二處防風拉索，確保必要時對螺旋卸船機的輔助防風固定。

　　對門座規定應裝設緩沖器或緩沖裝置，并對緩沖行程作了最低要求的規定，確保意外碰撞發生時能吸收撞擊產生的沖擊力。

　　對回轉支承的質量作了規定。回轉支承是工程機械、礦山機械、港口機械、建筑機械等具有相對回轉運動機械必不可少的重要部件，其質量決定了螺旋卸船機上裝部分的整體安全。

　　要求回轉機構設置位置保護限定開關，確保螺旋卸船機上裝部分在限定范圍內作回轉運動。

　　對回轉承臺鋼結構材料作了最低要求的規定，確保回轉承臺鋼結構材料的力學性能。

　　對取料器的取料能力要求可調，且取料能力不應小于垂直螺旋輸送機的輸送能力;明確水平螺旋輸送機的輸送能力應大于垂直螺旋輸送機的輸送能力。整機工作效率決定于垂直螺旋輸送機的能力和工況，因此以垂直螺旋輸送機為中心來匹配其他部件的輸送能力。

　　對取料器外管、螺旋葉片的材料作了最低要求的規定，確保取料器材料的力學性能。

　　對垂直螺旋輸送機螺旋和水平螺旋輸送機葉片和外管材料作了最低要求的規定，確保葉片和外管材料的力學性能。

　　對垂直螺旋輸送機、水平螺旋輸送機螺旋管軸軸頭材料和熱處理作了最低要求的規定，確保軸頭材料的力學性能和制造質量。

　　對垂直螺旋輸送機、水平螺旋輸送機螺旋管軸材料作了最低要求的規定，確保管軸材料的力學性能。

　　對液壓系統和液壓元件作了規定，確保液壓系統和液壓元件的安全及質量。

　　對液壓油的固體顆粒污染等級作了最低要求的規定，確保液壓油的質量。

　　明確液壓系統應具有液位監測、液壓油溫度監測、工作壓力監測功能，超限時能發出警報。通過監測液壓系統的運行狀況，確保螺旋卸船機的運行安全。

　　對潤滑系統作了規定，確保潤滑系統的質量。

　　明確人工加注潤滑點位置設置應能方便進行加油操作，確保人工加注潤滑油、脂時的安全和可操作性。

　　明確潤滑系統應具有工作壓力監測功能，超限時能發出警報。通過監測潤滑系統的運行狀況，確保螺旋卸船機運動部件的正常運行。

　　對氣動系統作了規定，確保氣動系統的安全性、連續性、可操作性、經濟性和壽命。

　　明確氣動系統應具有工作壓力監測功能，超限時能發出警報。通過監測氣動系統的運行狀況，確保螺旋卸船機運動部件的正常運行。

　　對低壓成套開關設備和控制設備作了規定。規范額定電壓交流不高于1000V、直流不高于1500V的成套設備，帶外殼或不帶外殼的固定式或移動式成套設備，與發電、輸電、配電和電能轉換的設備及控制電能消耗的設備所配套使用的成套設備，為特殊使用條件而設計的成套設備如船舶、車輛使用的成套設備等的質量和安全。

　　對高壓配電裝置作了規定，確保3kV~110kV高壓配電裝置設計可靠、技術先進、經濟合理、便于檢修和維護。

　　對高壓開關設備和控制設備作了規定，確保3kV以上高壓開關設備和控制設備的質量和安全。

　　對船載式螺旋卸船機的電動機、電力電纜、控制和儀器回路用電纜作了規定。對船用設備特別作了規定，確保電氣設備的質量和安全。

　　對照明系統、照度及應急照明作了具體的規定，確保夜間操作的安全性。

　　對電控設備的接地標志、接地電阻、絕緣電阻、電氣和電子元件的防護等級作了最低要求的規定，確保接地、絕緣和防護的可靠性。

　　對配置有冷卻油泵的減速機，明確應有冷卻油壓力與溫度檢測，并應構成聯鎖保護關系，確保對減速機的冷卻效果。

　　明確輸送設備之間應有超負荷或堵料報警聯鎖停機功能，確保輸送設備的正常運轉。

　　對高低壓開關柜，明確應采用整體防護型，柜內應設防冷凝加熱器、檢修插座及與柜門聯鎖的照明燈。加強防護功能，預防冷凝，預留必要的檢修插座，照明燈與柜門聯鎖便于檢修維護。

　　明確移動式螺旋卸船機行走機構與電纜卷筒、制動裝置、軌道位置限位開關、防撞開關之間，應構成聯鎖保護關系，確保螺旋卸船機移動和停止狀態各機構配合一致，安全可靠。

　　明確螺旋卸船機應設置有線操控器和無線操控器，適應操作員的操作習慣和方便操作。

　　明確有線操控器和無線操控器應能選擇狀態，所選狀態下應能正常工作，確保能選狀態且所選狀態能正常操作。

　　明確有線操控器應配置搖桿、按鈕、指示燈，具有對螺旋卸船機各主要設備啟動、停止、操控的功能，確保有線操控器對螺旋卸船機主要功能的操控。

　　明確有線操控器線纜長度應能滿足操作員圍繞船體艙口行走觀察的需要，確保操作員能在最佳觀察點執行操控。

　　明確無線操控器應采用能連續供電時間不小于12h的電池供電，能在螺旋卸船機周圍100m的范圍內自由移動而信號不受干擾，確保正常連續操控螺旋卸船機。

　　明確卸船能力為1000t/h及以上的螺旋卸船機宜設置司機室。1000t/h及以上的螺旋卸船機所卸貨船相對體型龐大，給操作員觀察船艙帶來了較大難度，設置司機室更人性化。

　　對司機室的設置與配置作了規定，確保司機室的安全性、可靠性、舒適性、可操作性、可視性。

　　明確應配置風速儀，并對風速儀的設置部位和應具備的功能作了規定，確保準確檢測工作狀態的風速。

　　3.控制系統要求

　　明確螺旋卸船機應配置控制系統，確保對螺旋卸船機的準確控制。

　　要求控制系統能實現各機械部件運行的聯鎖保護，確保螺旋卸船機的安全運行。

　　要求控制系統配置人機操作界面，能顯示機器運行各部件實時狀態信號，有完整的動作事件記錄，能調取、查閱故障信息記錄，能記錄過程模擬量的變化曲線，確保螺旋卸船機具有良好的操作性能、實時掌握各狀態，能事后查詢、分析、判斷故障，有利于優化操作程序。

　　4.裝配和安裝要求

　　對整機安裝作了規定，規范安裝行為，確保整機質量。

　　　　要求取料器、垂直和水平螺旋輸送機在出廠前進行預裝配，確保重要部件出廠質量。

　　要求垂直和水平螺旋輸送機預裝配前，螺旋管軸應經動平衡試驗與平衡校正，避免垂直和水平螺旋輸送機振動參數超標。

　　要求回轉支承與回轉承臺、立柱之間在出廠前進行預裝配，并打上相應標記，確保回轉承臺總成的現場安裝質量，特別應注意回轉支承“S”點位置。

　　對液壓系統、潤滑系統、氣動系統管道的安裝清洗作了規定，確保管道內部的清潔度。

　　要求電控設備在出廠前進行組裝和調試，確保電控設備在出廠前合格。

　　要求螺旋卸船機采用高強螺栓，并作了最低要求的規定，確保螺栓聯接部位的可靠性。

　　5.外觀質量要求

　　對主要加工表面和焊接件表面質量作出了規定，確保零部件的表面質量。

　　對涂漆防銹作出規定，確保涂裝質量。

　　對各結合面邊緣的整齊度、固定銷外露長度作了規定，使外觀整齊劃一，提高產品美感。

　　6.安全要求

　　對操控器、司機室、電控柜設置急停裝置作了規定，確保急停功能的實現，避免產生和減小對人的各種危險、對機械或正在進行中的工作損害。

　　對機械電氣設備安全作了規定，確保機械電氣設備的安全。

　　對防雷接地系統作了具體的規定，確保防雷的安全。

　　對液壓系統規定了需設置液壓安全鎖定裝置和液壓與電氣聯鎖裝置，確保液壓系統故障時不發生意外事故。

　　對整機上人部位規定需設置符合要求的鋼梯、平臺、欄桿;對固定承臺以上部位鋼梯、平臺，規定設置安全聯鎖裝置和報警裝置，確保人身安全。

　　對偶合器、聯軸器、開式齒輪副等旋轉零部件規定設置防護裝置，以免發生人身事故。

　　要求整機安全標志齊全，文字或圖案清晰，固定牢固、位置明顯;要求整機防護裝置、消防設施、嚴禁人員觸碰的部位涂安全色，以警示操作工和相關人員注意安全。

　　要求整機工作位置噪聲不大于80dB(A)，以減小對操作工的噪聲污染。

　　要求配置應急電源或應急動力源，確保當主電源斷電時，應急油泵能及時啟動，把螺旋卸船機臂架提升到安全的位置。

　　6.空載試運轉要求

　　要求螺旋卸船機進行0.5h的空載試運行，軸承溫升不大于30K。軸承溫升指標，能反映軸承質量、安裝質量、潤滑情況，便于針對性解決問題。

　　要求垂直和水平螺旋輸送機中間支承軸承處的垂直和水平振動速度不大于4.5mm/s。螺旋管軸的動平衡試驗與平衡校正是確保振動速度符合要求的關鍵手段。

　　要求液壓管路、潤滑管路、氣動管路無干擾。良好的設計和安裝，可以避免螺旋卸船機各部件運轉中液壓管路、潤滑管路、氣動管路的干擾。

　　要求液壓系統、氣動系統、潤滑系統進行壓力試驗，無滲漏，確保螺旋卸船機各部件運轉到位、正常、耐久、環保。

　　7.負載試運轉要求

　　要求電動機運轉電流不超過額定電流，多驅動裝置正常運轉時多電機工作正常，確保螺旋卸船機正常運行。

　　要求液壓系統連續工作時，油箱油溫不大于65℃，確保液壓系統連續工作狀態的穩定。

　　要求軸承溫升不大于50K，軸承最高溫度不大于85℃。軸承溫度和溫升指標，能反映軸承質量、安裝質量、潤滑情況，便于針對性解決問題。

　　要求螺旋卸船機回轉、擺動、仰俯運動正常無爬行現象，螺旋運轉平穩，整機無異常振動、沖擊、異響。運轉中爬行、不平穩、異常振動、沖擊、異響，會對系統和整機產生重大影響。

　　試驗方法

　　該章對要求逐條規定了相應的試驗方法。 該標準特別對基本參數的試驗方法作了規定，詳見JC/T 2575。

　　檢測規則

　　由于該產品具有零部件尺寸較大、需要在現場總裝的特點，因此檢驗分類與一般產品不同，分為出廠檢驗、現場檢驗和型式檢驗，就是說有多項檢驗項目需在現場完成檢驗。

　　標志、包裝、運輸和貯存

　　該章規定了螺旋卸船機標志、包裝、運輸、貯存的相應要求。

　　近年來，隨著全球經濟一體化，與電力、建材、鋼鐵、化肥、糧食等行業關聯的運輸量迅猛增長，港口裝卸設備及后續倉儲中轉物流系統需求量隨之增長，且大型化趨勢明顯。隨著工藝技術的發展和技術裝備的進步，螺旋卸船機的安裝和運輸方式也呈現多樣化態勢，故特別在運輸方面規定了可分成若干大部件散裝發運、整機吊裝或整機滾裝發運。

　　幾種卸船機的比較

　　在標準的研制過程中，編制組進行了大量的調研，對幾種典型干散料卸船機的技術指標進行了比較(詳見典型粉狀物料卸船機技術指標比較表)。

　　綜上，螺旋卸船機兼具了高效、節能、環保的特點，且可靠性高、自重輕、對物料適應性較強、清艙量小、自動化程度高、無物料損失。因此，值得進一步推廣選用。

　　結 語

　　隨著國家“碳達峰、碳中和”決策的落實和“一帶一路”戰略的深入推進，螺旋卸船機將彰顯其優勢，特別是在老舊碼頭的迭代升級和沿海大型干散料碼頭的建設中將發揮其不可替代的作用。行業相關企業和機構應盡快充分理解和執行JC/T 2575標準。（杭州奧拓機電股份有限公司 王海亮 袁 東）

　　作者簡介

　　王海亮：男，漢族，1986年2月出生，大學專科學歷，杭州奧拓機電有限公司研發中心工程師。從事散裝水泥螺旋卸船機和干散物料智能中轉站工作13年余，在散裝水泥螺旋卸船機和干散物料智能中轉站市場推廣應用領域有較豐富的實踐經驗。

　　袁東：男，漢族，1990出生，大學本科，工程師，研究方向：機械設計制造及其自動化。

典型粉狀物料卸船機技術指標比較表