《散装水泥螺旋卸船机》行业标准解读

　　摘要

　　2021年4月1日，首个针对螺旋卸船机产品的推荐性建材行业标准JC/T 2575-2020《散装水泥螺旋卸船机》实施。为了使生产企业、检测机构、经销商、运输企业、安装单位、终端用户等各方能够准确理解和掌握该行业标准，以便使散装水泥螺旋卸船机(以下简称“螺旋卸船机”)产品质量尽快达到标准要求，从而提高螺旋卸船机行业整体水平，特对JC/T 2575文件进行解读。

　　关键词：螺旋卸船机;标准

　　标准制订背景

　　1974年，瑞典BMH Marine公司设计和制造了世界上第一台螺旋卸船机(Siwertell连续式卸船机)。它安装在荷兰的一个河港，用于从驳船上卸散粮，卸船能力200t/h。该公司至今仍有250台以上螺旋卸船机在全世界50多个国家的港口投入使用。目前，该公司螺旋卸船机包括移动式、车载式、轨道式等多种机型，最大规格为1500t/h。

　　20世纪90年代初期，在一个提供全套港口设备项目的过程中，德国IBAU HAMBURG公司开发了一台螺旋卸船机。自此，通过技术的不断发展，该公司已经成为螺旋卸船机最主要的供货商之一。目前，该公司能提供200t/h～1500t/h能力的包括移动式、轮胎式、轨道式等多种机型的螺旋卸船机。

　　2004年，杭州奥拓机电股份有限公司(以下简称“奥拓股份”)在国内率先自主研发的螺旋卸船机产品顺利进入工程应用，标志着在时隔30年后中国一举打破了西方发达国家对螺旋卸船机技术和产品的长期垄断。至今，奥拓股份已有360台以上各种机型螺旋卸船机在全球近10个国家的港口投入使用。

　　自2011年以来，我国水泥年产量一直在20亿吨以上高位运行，其中散装水泥使用量持续在10亿吨以上，大部分通过水路大动脉进入江、河、海等沿线发达地区使用。卸船机作为水泥中转站和码头的关键设备，在流通环节中起着举足轻重的作用。由于螺旋卸船机具有高效、节能、环保等明显优势，自有了中国制造以来发展迅猛，至2020年国内已有螺旋卸船机制造单位和供应商近30家，且大型化趋势明显。由于相关设备生产企业技术水平参差不齐，而此前尚无国际、国家、行业和团体标准，因此急需制订相关标准，以规范企业行为，使行业健康、有序、稳定发展。

　　为此，2016年行业标准立项，2020年《散装水泥螺旋卸船机》行业标准正式颁布。

　　适用范围和性质

　　JC/T 2575规定了螺旋卸船机的术语和定义、分类、标记和基本参数、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。

　　JC/T 2575适用于卸载散装水泥的螺旋卸船机，其他粉状物料的机械螺旋卸船可参照使用。

　　两个重要术语和定义

　　散装水泥螺旋卸船机screw ship unloader for bulk cement

　　由取料器、垂直和水平等多关节管式螺旋输送机及水平回转承台组成，安装在固定或移动基座上对货船上装载的散装水泥进行连续取料并输送至后续输送装置接收口的卸船机械设备。

　　值得注意的是，这里指的散装水泥螺旋卸船机必须由取料器、垂直和水平等多关节管式螺旋输送机及水平回转承台组成，且是连续取料并连续输送的。就是说一些简易的产品未被纳入本术语和定义中。安装在固定或移动基座上的含义可以从第4章的分类得到进一步理解。

　　剩余料层厚度remaining layer thickness

　　卸船机正常作业状态下，无法取到的舱底散装水泥料层厚度。

　　剩余料层厚度是卸船机的一个重要指标，它体现了卸船机的主要技术性能。剩余料层厚度越大，则后续清仓工作量越大。应注意的是，剩余料层厚度与被卸物料的特性有关，随着料层厚度的降低，相应地螺旋卸船机的效率将下降，当料层厚度下降到一定程度后螺旋卸船机的效率将急剧下降，因此经验证后确定了本标准的剩余料层厚度参数值。

　　分类、标记和基本参数

　　1.分类。目前，市场上螺旋卸船机的型式较多，除基本型外衍生出较多型式，最常见的是固定式、车载式、轮胎拖移式、轨道移动式、驳船移动式、机动船移动式等，经归纳规定了固定式(A)、移动式(B)、车载式(C)和船载式(D)等四种类型。

　　2.标记。标记是按产品名称、卸船机代号、分类代号、卸船能力和标准号的顺序依次标记的。详见JC/T 2575示例。

　　3.基本参数。经广泛调研，根据市场成熟度情况，列入了体现螺旋卸船机主要性能的七项基本参数。

　　(1)卸船能力：分12档，最小200t/h，最大3000t/h，当单机不能满足卸船能力要求时可考虑选用多机作业。

　　(2)剩余料层厚度：该参数与取料器的结构以及与垂直螺旋输送机之间的匹配有关;随着卸船能力的递增其参数值由小增大，最小0.3m，最大0.55m，参数值越大，则清仓工作量越大。

　　(3)单位电耗：该参数体现了产品的经济性，螺旋卸船机的电耗一般为0.5kW?h/t~0.9kW?h/t(含国内外)，国内大部分企业能控制在0.7kW?h/t，为体现标准的先进性，本标准规定≤0.7kW?h/t。

　　(4)取料关节回转角、垂直螺旋摆动角、水平螺旋仰俯角、承台水平回转角：这四个参数充分体现了螺旋卸船机对不同船型、货舱的适用性，四个参数的良好组合，能确保螺旋卸船机操作自如，取料器无死角地到达货舱任意部位。

　　对产品的要求

　　JC/T 2575的要求部分，首先提出了基本要求，为使螺旋卸船机发挥最佳效率，特别对产品的环境条件、工作条件作了规定，这在其他标准中是不多见的。

　　另外，主要从下列几方面做了规定：

　　1.整机要求

　　鉴于有些螺旋卸船机在作业过程中粉尘污染严重，故规定了整机宜配置粉尘收集装置，并要求集灰回收至物料输送系统中，对污染物排放浓度也作了规定。

　　整机在卸船输送过程中，应保证取料、转运、出料等各环节的流畅，无异物状态下不应发生堵转或自动停机，以加强取料、转运、出料等各环节细节上特别是结构的设计，提高动力匹配合理性和自动化程度。

　　整机从取料口到卸料口应全封闭输送，从结构上杜绝了跑冒滴漏。

　　整机应装设预防油污染装置，避免对港口的油污染。

　　两台或两台以上的螺旋卸船机运行在同一轨道上时，应装设防碰撞装置，避免螺旋卸船机之间碰撞事故的发生。

　　整机应设置轨道清扫器，避免运行受阻及脱轨事故的发生。

　　整机应设置轨道专用接地靴，确保可靠接地。

　　整机应分开设置动力电缆、控制电缆卷筒，宜采用磁滞式电机驱动，确保电缆收放的可靠性;同时，确保各电缆所受拉力始终处于许可值范围内，避免对电缆产生损伤。

　　整机宜设置能向各转动副自动或人工加注润滑油、脂的润滑系统，应以自动润滑为主、人工集中润滑为辅，确保整机的良好运行状态。

　　整机应设置总开关，便于接通或切断整机电源。

　　对整机电机的能效等级作了最低要求的规定。节能降耗是国家永恒的政策，必须执行。

　　2.主要零部件要求

　　对车轮的构造公差和运行公差作出了规定。偏离该规定一般会导致风险增大或寿命缩短。

　　对车轮材料作了最低要求的规定，确保车轮材料的力学性能。

　　对车轮踏面和轮缘热处理效果作了最低要求的规定，对车轮铸钢件、锻钢件的无损检测作了规定，确保车轮制造质量。

　　对车轮要求是双轮缘型，并要求设置制动装置，确保车轮在轨道上运行的平稳性和可靠性。

　　对门座材料作了最低要求的规定，确保门座材料的力学性能。

　　对门座焊接结构设计、材料、坡口、热切割、焊接接头的内部质量作了规定，确保门座焊接质量和整机力学性能。

　　对门座焊接件的直线度和平面度及未注尺寸极限偏差作了规定，确保门座焊接结构尺寸精度和外观质量。

　　对门座要求至少设置一对锚定装置，确保必要时对螺旋卸船机的稳定锚固。

　　对门座要求在行走方向的前后两端各设置二处防风拉索，确保必要时对螺旋卸船机的辅助防风固定。

　　对门座规定应装设缓冲器或缓冲装置，并对缓冲行程作了最低要求的规定，确保意外碰撞发生时能吸收撞击产生的冲击力。

　　对回转支承的质量作了规定。回转支承是工程机械、矿山机械、港口机械、建筑机械等具有相对回转运动机械必不可少的重要部件，其质量决定了螺旋卸船机上装部分的整体安全。

　　要求回转机构设置位置保护限定开关，确保螺旋卸船机上装部分在限定范围内作回转运动。

　　对回转承台钢结构材料作了最低要求的规定，确保回转承台钢结构材料的力学性能。

　　对取料器的取料能力要求可调，且取料能力不应小于垂直螺旋输送机的输送能力;明确水平螺旋输送机的输送能力应大于垂直螺旋输送机的输送能力。整机工作效率决定于垂直螺旋输送机的能力和工况，因此以垂直螺旋输送机为中心来匹配其他部件的输送能力。

　　对取料器外管、螺旋叶片的材料作了最低要求的规定，确保取料器材料的力学性能。

　　对垂直螺旋输送机螺旋和水平螺旋输送机叶片和外管材料作了最低要求的规定，确保叶片和外管材料的力学性能。

　　对垂直螺旋输送机、水平螺旋输送机螺旋管轴轴头材料和热处理作了最低要求的规定，确保轴头材料的力学性能和制造质量。

　　对垂直螺旋输送机、水平螺旋输送机螺旋管轴材料作了最低要求的规定，确保管轴材料的力学性能。

　　对液压系统和液压元件作了规定，确保液压系统和液压元件的安全及质量。

　　对液压油的固体颗粒污染等级作了最低要求的规定，确保液压油的质量。

　　明确液压系统应具有液位监测、液压油温度监测、工作压力监测功能，超限时能发出警报。通过监测液压系统的运行状况，确保螺旋卸船机的运行安全。

　　对润滑系统作了规定，确保润滑系统的质量。

　　明确人工加注润滑点位置设置应能方便进行加油操作，确保人工加注润滑油、脂时的安全和可操作性。

　　明确润滑系统应具有工作压力监测功能，超限时能发出警报。通过监测润滑系统的运行状况，确保螺旋卸船机运动部件的正常运行。

　　对气动系统作了规定，确保气动系统的安全性、连续性、可操作性、经济性和寿命。

　　明确气动系统应具有工作压力监测功能，超限时能发出警报。通过监测气动系统的运行状况，确保螺旋卸船机运动部件的正常运行。

　　对低压成套开关设备和控制设备作了规定。规范额定电压交流不高于1000V、直流不高于1500V的成套设备，带外壳或不带外壳的固定式或移动式成套设备，与发电、输电、配电和电能转换的设备及控制电能消耗的设备所配套使用的成套设备，为特殊使用条件而设计的成套设备如船舶、车辆使用的成套设备等的质量和安全。

　　对高压配电装置作了规定，确保3kV~110kV高压配电装置设计可靠、技术先进、经济合理、便于检修和维护。

　　对高压开关设备和控制设备作了规定，确保3kV以上高压开关设备和控制设备的质量和安全。

　　对船载式螺旋卸船机的电动机、电力电缆、控制和仪器回路用电缆作了规定。对船用设备特别作了规定，确保电气设备的质量和安全。

　　对照明系统、照度及应急照明作了具体的规定，确保夜间操作的安全性。

　　对电控设备的接地标志、接地电阻、绝缘电阻、电气和电子元件的防护等级作了最低要求的规定，确保接地、绝缘和防护的可靠性。

　　对配置有冷却油泵的减速机，明确应有冷却油压力与温度检测，并应构成联锁保护关系，确保对减速机的冷却效果。

　　明确输送设备之间应有超负荷或堵料报警联锁停机功能，确保输送设备的正常运转。

　　对高低压开关柜，明确应采用整体防护型，柜内应设防冷凝加热器、检修插座及与柜门联锁的照明灯。加强防护功能，预防冷凝，预留必要的检修插座，照明灯与柜门联锁便于检修维护。

　　明确移动式螺旋卸船机行走机构与电缆卷筒、制动装置、轨道位置限位开关、防撞开关之间，应构成联锁保护关系，确保螺旋卸船机移动和停止状态各机构配合一致，安全可靠。

　　明确螺旋卸船机应设置有线操控器和无线操控器，适应操作员的操作习惯和方便操作。

　　明确有线操控器和无线操控器应能选择状态，所选状态下应能正常工作，确保能选状态且所选状态能正常操作。

　　明确有线操控器应配置摇杆、按钮、指示灯，具有对螺旋卸船机各主要设备启动、停止、操控的功能，确保有线操控器对螺旋卸船机主要功能的操控。

　　明确有线操控器线缆长度应能满足操作员围绕船体舱口行走观察的需要，确保操作员能在最佳观察点执行操控。

　　明确无线操控器应采用能连续供电时间不小于12h的电池供电，能在螺旋卸船机周围100m的范围内自由移动而信号不受干扰，确保正常连续操控螺旋卸船机。

　　明确卸船能力为1000t/h及以上的螺旋卸船机宜设置司机室。1000t/h及以上的螺旋卸船机所卸货船相对体型庞大，给操作员观察船舱带来了较大难度，设置司机室更人性化。

　　对司机室的设置与配置作了规定，确保司机室的安全性、可靠性、舒适性、可操作性、可视性。

　　明确应配置风速仪，并对风速仪的设置部位和应具备的功能作了规定，确保准确检测工作状态的风速。

　　3.控制系统要求

　　明确螺旋卸船机应配置控制系统，确保对螺旋卸船机的准确控制。

　　要求控制系统能实现各机械部件运行的联锁保护，确保螺旋卸船机的安全运行。

　　要求控制系统配置人机操作界面，能显示机器运行各部件实时状态信号，有完整的动作事件记录，能调取、查阅故障信息记录，能记录过程模拟量的变化曲线，确保螺旋卸船机具有良好的操作性能、实时掌握各状态，能事后查询、分析、判断故障，有利于优化操作程序。

　　4.装配和安装要求

　　对整机安装作了规定，规范安装行为，确保整机质量。

　　　　要求取料器、垂直和水平螺旋输送机在出厂前进行预装配，确保重要部件出厂质量。

　　要求垂直和水平螺旋输送机预装配前，螺旋管轴应经动平衡试验与平衡校正，避免垂直和水平螺旋输送机振动参数超标。

　　要求回转支承与回转承台、立柱之间在出厂前进行预装配，并打上相应标记，确保回转承台总成的现场安装质量，特别应注意回转支承“S”点位置。

　　对液压系统、润滑系统、气动系统管道的安装清洗作了规定，确保管道内部的清洁度。

　　要求电控设备在出厂前进行组装和调试，确保电控设备在出厂前合格。

　　要求螺旋卸船机采用高强螺栓，并作了最低要求的规定，确保螺栓联接部位的可靠性。

　　5.外观质量要求

　　对主要加工表面和焊接件表面质量作出了规定，确保零部件的表面质量。

　　对涂漆防锈作出规定，确保涂装质量。

　　对各结合面边缘的整齐度、固定销外露长度作了规定，使外观整齐划一，提高产品美感。

　　6.安全要求

　　对操控器、司机室、电控柜设置急停装置作了规定，确保急停功能的实现，避免产生和减小对人的各种危险、对机械或正在进行中的工作损害。

　　对机械电气设备安全作了规定，确保机械电气设备的安全。

　　对防雷接地系统作了具体的规定，确保防雷的安全。

　　对液压系统规定了需设置液压安全锁定装置和液压与电气联锁装置，确保液压系统故障时不发生意外事故。

　　对整机上人部位规定需设置符合要求的钢梯、平台、栏杆;对固定承台以上部位钢梯、平台，规定设置安全联锁装置和报警装置，确保人身安全。

　　对偶合器、联轴器、开式齿轮副等旋转零部件规定设置防护装置，以免发生人身事故。

　　要求整机安全标志齐全，文字或图案清晰，固定牢固、位置明显;要求整机防护装置、消防设施、严禁人员触碰的部位涂安全色，以警示操作工和相关人员注意安全。

　　要求整机工作位置噪声不大于80dB(A)，以减小对操作工的噪声污染。

　　要求配置应急电源或应急动力源，确保当主电源断电时，应急油泵能及时启动，把螺旋卸船机臂架提升到安全的位置。

　　6.空载试运转要求

　　要求螺旋卸船机进行0.5h的空载试运行，轴承温升不大于30K。轴承温升指标，能反映轴承质量、安装质量、润滑情况，便于针对性解决问题。

　　要求垂直和水平螺旋输送机中间支承轴承处的垂直和水平振动速度不大于4.5mm/s。螺旋管轴的动平衡试验与平衡校正是确保振动速度符合要求的关键手段。

　　要求液压管路、润滑管路、气动管路无干扰。良好的设计和安装，可以避免螺旋卸船机各部件运转中液压管路、润滑管路、气动管路的干扰。

　　要求液压系统、气动系统、润滑系统进行压力试验，无渗漏，确保螺旋卸船机各部件运转到位、正常、耐久、环保。

　　7.负载试运转要求

　　要求电动机运转电流不超过额定电流，多驱动装置正常运转时多电机工作正常，确保螺旋卸船机正常运行。

　　要求液压系统连续工作时，油箱油温不大于65℃，确保液压系统连续工作状态的稳定。

　　要求轴承温升不大于50K，轴承最高温度不大于85℃。轴承温度和温升指标，能反映轴承质量、安装质量、润滑情况，便于针对性解决问题。

　　要求螺旋卸船机回转、摆动、仰俯运动正常无爬行现象，螺旋运转平稳，整机无异常振动、冲击、异响。运转中爬行、不平稳、异常振动、冲击、异响，会对系统和整机产生重大影响。

　　试验方法

　　该章对要求逐条规定了相应的试验方法。 该标准特别对基本参数的试验方法作了规定，详见JC/T 2575。

　　检测规则

　　由于该产品具有零部件尺寸较大、需要在现场总装的特点，因此检验分类与一般产品不同，分为出厂检验、现场检验和型式检验，就是说有多项检验项目需在现场完成检验。

　　标志、包装、运输和贮存

　　该章规定了螺旋卸船机标志、包装、运输、贮存的相应要求。

　　近年来，随着全球经济一体化，与电力、建材、钢铁、化肥、粮食等行业关联的运输量迅猛增长，港口装卸设备及后续仓储中转物流系统需求量随之增长，且大型化趋势明显。随着工艺技术的发展和技术装备的进步，螺旋卸船机的安装和运输方式也呈现多样化态势，故特别在运输方面规定了可分成若干大部件散装发运、整机吊装或整机滚装发运。

　　几种卸船机的比较

　　在标准的研制过程中，编制组进行了大量的调研，对几种典型干散料卸船机的技术指标进行了比较(详见典型粉状物料卸船机技术指标比较表)。

　　综上，螺旋卸船机兼具了高效、节能、环保的特点，且可靠性高、自重轻、对物料适应性较强、清舱量小、自动化程度高、无物料损失。因此，值得进一步推广选用。

　　结 语

　　随着国家“碳达峰、碳中和”决策的落实和“一带一路”战略的深入推进，螺旋卸船机将彰显其优势，特别是在老旧码头的迭代升级和沿海大型干散料码头的建设中将发挥其不可替代的作用。行业相关企业和机构应尽快充分理解和执行JC/T 2575标准。（杭州奥拓机电股份有限公司 王海亮 袁 东）

　　作者简介

　　王海亮：男，汉族，1986年2月出生，大学专科学历，杭州奥拓机电有限公司研发中心工程师。从事散装水泥螺旋卸船机和干散物料智能中转站工作13年余，在散装水泥螺旋卸船机和干散物料智能中转站市场推广应用领域有较丰富的实践经验。

　　袁东：男，汉族，1990出生，大学本科，工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。

典型粉状物料卸船机技术指标比较表