摘要：基于傳統(tǒng)潤滑模式在橋式抓斗卸船機維護中的局限性，對湄洲灣港羅嶼作業(yè)區(qū)4臺橋式抓斗卸船機應用的分布式智能集中潤滑系統(tǒng)進行了研究，對智能集中潤滑系統(tǒng)的運行原理、操作方法及改進空間進行了深入分析，介紹了該系統(tǒng)在提升設備潤滑效率、降低維護成本方面的實際效果。

關鍵詞：橋式抓斗卸船機；分布式；智能集中潤滑；自動化

中圖分類號：U653.928+.1 文獻標志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）20-0050-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.20.011

0 引言

隨著全球貿易的蓬勃發(fā)展和物流行業(yè)的快速進步，港口作為連接海陸交通的樞紐，其作業(yè)效率與成本控制成為行業(yè)競爭的關鍵。橋式抓斗卸船機作為大型散貨碼頭的主力卸船工具，其健康狀態(tài)對于追求卸船效率的大型散貨港口有著重要意義。卸船機不僅長期處于海港碼頭前沿多鹽霧等易受侵蝕的環(huán)境中，各工作機構還經常面臨高速、重載等惡劣的工況，工作機構的重要軸承、關節(jié)鉸軸的健康狀態(tài)面臨巨大挑戰(zhàn)，對設備的運行造成額外的負擔。根據(jù)實踐經驗，橋式抓斗卸船機運轉過程中60%以上的機械故障源于潤滑不良[1]。為了使卸船機整機工作機構潤滑點得到及時、科學的潤滑，降低人工維護成本，提升設備管理效率，湄洲灣港羅嶼作業(yè)區(qū)在4臺3 000 t/h橋式抓斗卸船機上應用了分布式智能集中潤滑系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)潤滑模式的局限性

橋式抓斗卸船機的工作機構多，對應在單臺設備上一般有數(shù)百個潤滑點位，且比較分散，給巡檢維護帶來了極大的困難，勞動強度大。傳統(tǒng)的潤滑方式有采用人工手動潤滑及半自動潤滑，其存在的缺點主要有以下幾方面[2]：

1）效率較低，需要多人配合，安全性低。以鋼絲繩潤滑為例，為保證安全，需要降低設備的運行速度，在一人手動潤滑鋼絲繩的同時需要其他人員監(jiān)護并配合，人力資源需求大，同時也存在安全風險。

2）存在潤滑盲點。為確保潤滑到位及效果，理論上應在機構運轉時進行潤滑，但機構運行時潤滑難以保證潤滑人員的人身安全，因此以實際效果而論，傳統(tǒng)的潤滑方式會存在盲點及效果不佳的情況。

3）潤滑效果受潤滑維護人員的水平影響。傳統(tǒng)的人工潤滑及半自動潤滑是靠維護人員進行操作，而維護人員的操作水平、熟練度、責任心各不相同，最終潤滑的效果也無法有效保證。

4）與生產沖突。設備的潤滑周期根據(jù)設備的使用率來調整，生產繁忙時往往是設備故障的頻發(fā)期，而為了保證設備各主要功能正常，受人力影響，潤滑工作往往無法繼續(xù)，從而導致潤滑工作滯后，開始“拼設備”。

5）人工成本提高。人工成本的提高也進一步迫使管理人員探索新的潤滑方式。

2 羅嶼作業(yè)區(qū)卸船機智能集中潤滑方案及原理

為解決傳統(tǒng)潤滑模式存在的問題，湄洲灣港羅嶼作業(yè)區(qū)在1#～4#橋式抓斗卸船機上引入了分布式智能集中潤滑系統(tǒng)，并取得了顯著成效。所謂分布式智能集中潤滑系統(tǒng)即控制臺集中控制端部泵站給油，通過智能化終端控制系統(tǒng)集中管理各工作機構的自動給油維護工作，給油端通過管路、分配器分布在卸船機單機上各潤滑保養(yǎng)點，該系統(tǒng)大大減少了人工巡檢和維護的工作量，提高了潤滑效率[3]。同時，系統(tǒng)能夠確保潤滑點的及時、準確潤滑，避免了因潤滑不良導致的設備故障，降低維護成本。

根據(jù)卸船機的結構特點及各機構運動部件的潤滑要求，卸船機整機潤滑架構設計共設置3套獨立的智能潤滑系統(tǒng)，每套系統(tǒng)采用工業(yè)控制平板電腦和485總線采集控制模塊實現(xiàn)分布式采集和控制，能夠實現(xiàn)直接對潤滑點以及潤滑點組分配器定時定量加油，同時檢測重要潤滑點的工作狀況，產生詳細的日志記錄；司機室設置故障與低油位顯示、聲光報警及急停操作開關，操作司機可以第一時間操控系統(tǒng)和處理出現(xiàn)的問題。

單臺卸船機上設置3套智能潤滑系統(tǒng)，具體排布方案按工作機構分類如下：

1）大車行走機構智能潤滑系統(tǒng)：包括海陸兩側行走機構的車輪軸承、平衡梁鉸點軸承，每側48個潤滑點，前后接料板起落滑輪軸承等28個潤滑點，共計124個潤滑點。潤滑泵站安裝于大車行走機構陸側平衡梁處。

2）大梁塔架智能潤滑系統(tǒng)：包括機器房內的起升、開閉、小車、俯仰機構的潤滑及各托繩小車、肩梁、前大梁、塔架等處滑輪、托輥的潤滑，共計133個潤滑點。潤滑泵站安裝于后大梁左側處。

3）主小車智能潤滑系統(tǒng)：包括主小車架上起升、開閉4個大滑輪、4個水平輪、4個車輪、鋼絲繩托繩軸承等潤滑，共24個潤滑點。潤滑泵站安裝于主小車處。

上述單機潤滑點按接入方式統(tǒng)計如表1所示。

全套系統(tǒng)包含電控子系統(tǒng)和潤滑油脂供給子系統(tǒng)，電控子系統(tǒng)包含主控制柜和電磁閥箱，潤滑油脂供給子系統(tǒng)包含供油泵、供油管道、潤滑油控閥模組及少量分配器。主控制柜內主要包含高可靠性工業(yè)控制平板電腦、485總線采集控制模塊和油泵電機保護與控制系統(tǒng)以及蓄電系統(tǒng)。潤滑油控閥模組由電磁閥組、電磁閥動作感應限位、I/O模塊組成。電氣柜與電磁閥箱的I/O模塊通過485通信線進行通信，控制電磁閥的輸出，并通過電磁閥限位進行信號反饋。電磁閥動作，將油脂送至各分配器，在分配器上設有感應限位，用于對分配器狀態(tài)進行監(jiān)視。在油路上設有溢流閥及壓力傳感器，溢流閥用于卸荷、溢流，壓力傳感器采用模擬量信號，用于對油路的油壓進行監(jiān)視，并將信號傳送至I/O模塊，避免系統(tǒng)過壓，從而對系統(tǒng)進行電氣和機械的雙重保護。如果潤滑點堵塞導致壓力異常，或者分配器工作異常，異常信號將立即反饋至控制系統(tǒng)并發(fā)出報警信號。系統(tǒng)主要參數(shù)如表2所示。

以大車行走機構部分為例，系統(tǒng)原理示意如圖1所示。

3 智能集中潤滑系統(tǒng)操作方法

整個智能潤滑系統(tǒng)分為三種模式：Auto模式、Manual模式及維修模式。Auto模式為系統(tǒng)的默認工作模式，任何時候系統(tǒng)啟動首先進入Auto模式。Manual模式及維修模式為輔助模式，Manual模式是對Auto模式的補充，允許根據(jù)現(xiàn)場加油情況對指定加油點進行人工干預加油。維修模式用于手動排除故障時使用。同時，Auto模式下包含修復模式，能夠自動修復的故障在Auto模式下空閑時間自動修復。

3.1 Auto模式

智能潤滑系統(tǒng)默認狀態(tài)下為Auto模式，系統(tǒng)根據(jù)設備工況設定好默認參數(shù)后，無須人為干預，根據(jù)預設參數(shù)自動為各潤滑點往復注油。每個潤滑點的智能分配器均可單獨設置加油量。每個潤滑點的智能分配器潤滑周期與相對應的機構實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，設備每個工作機構正常工作時，系統(tǒng)可以同步進行潤滑。另外，系統(tǒng)還針對南方季節(jié)溫差的特點，為潤滑工作設計了兩套參數(shù)，預設了夏季和冬季模式，當環(huán)境溫度過低時，系統(tǒng)可自動切換冬季模式。

Auto模式下所有主要的加油信息均在控制臺畫面顯示，顯示內容包括當前選擇需要加油的點、閥限位信息、分配器限位信息、加油狀態(tài)信息、系統(tǒng)油壓信息及主要系統(tǒng)狀態(tài)信息。具體說明如圖2所示。

1：顯示當前工作狀態(tài)。沒有加油點時閃爍顯示“[系統(tǒng)]等待加油”，顏色白色；有加油點正在加油時閃爍顯示“[加油點名稱]正在加油”，顏色黃色；正在維修時閃爍顯示“[系統(tǒng)]正在修復中”，可在底部狀態(tài)窗口查詢修復點位情況。

2：指示閥限位的接通狀態(tài)。

3：以圖形方式顯示當前加油點的狀態(tài)信息，加油時相應的加油點閃爍顯示，加油成功顯示為白色，加油失敗顯示為黃色，如果當前加油點禁止加油顯示為青色。

4：指示分配器限位的接通狀態(tài)。

5：顯示當前在加油隊列中的加油點。

6：顯示當前系統(tǒng)的主要信息，正常綠色，不正常時紅色閃爍顯示；“油位正?！碧幍陀臀粫r顯示“低油位”，紅色閃爍；“電機正?！碧庪姍C過載時顯示“電機故障”，紅色閃爍；“壓力正?！碧幭到y(tǒng)壓力高時顯示“系統(tǒng)差壓”，系統(tǒng)壓力低時顯示“系統(tǒng)低壓”，紅色閃爍；“打油正?！碧幋嬖陂L期未打油的點時顯示“長期未打油”，紅色閃爍，具體未打油的點在維修模式窗口中查詢。

7：指示泵運行的狀態(tài)。

8：顯示當前系統(tǒng)壓力。

9：點擊相應的模塊區(qū)域，彈出當前模塊的加油點信息，Auto模式下只用于顯示。

3.2 Manual模式

Manual模式為自動模式的補充，可以在操作界面中從Auto模式窗口切換至Manual模式窗口。Manual模式主要是手動操控潤滑控制系統(tǒng)進行注油，Manual模式下任意潤滑點的智能分配器可單獨選擇，并手動設置任意潤滑點的智能分配器加油量及工作壓力，任意選擇單個或多個潤滑點的智能分配器進行潤滑。系統(tǒng)可對所有潤滑點的智能潤滑分配器進行一鍵選擇，全部潤滑點完成潤滑工作后自動返回到Auto模式。

3.3 維修模式

系統(tǒng)發(fā)生故障時，可在維修模式下查詢具體故障信息，并由維保人員對系統(tǒng)進行初步故障復位，如修復失敗，可能存在硬件方面的故障，需要人為介入維修。

4 結束語

以往港機設備采用傳統(tǒng)的人工手動潤滑模式，而本系統(tǒng)的應用，不僅大大節(jié)省了每年需投入的維護人工成本（約20萬元），同時也可以確保港機設備在作業(yè)的狀態(tài)下同步進行潤滑，既節(jié)省了保養(yǎng)時間，也提高了潤滑保養(yǎng)的實際效果。另外，因減少了手動操作，也提高了潤滑工作的安全性。

但從現(xiàn)場實踐經驗來看，本系統(tǒng)相對整機控制系統(tǒng)來說是一個獨立的系統(tǒng)，主機系統(tǒng)讀取潤滑系統(tǒng)的實時狀態(tài)存在困難，為港區(qū)設備的一體化監(jiān)控、維護、人機交互界面設置帶來些許不便。未來，隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術的不斷發(fā)展，智能集中潤滑系統(tǒng)有望實現(xiàn)更加精準、高效的潤滑管理，為港口物流行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

[參考文獻]

[1] 梁作學.智能潤滑系統(tǒng)在港口設備中的應用[J].中國水運（下半月），2016，16（1）：141-143.

[2] 周虹伯.港口智能潤滑設備健康管理系統(tǒng)[J].港口裝卸，2019（2）：50-51.

[3] 李巍偉，丁炳乙.智能潤滑系統(tǒng)在港口門座起重機中的應用[J].港口裝卸，2017（1）：25-27.

收稿日期：2024-05-27

作者簡介：卓曉君（1989—），男，福建福州人，工程師，主要從事港口機械管理、港口裝卸工藝審查等工作。