煤炭码头装卸工艺系统维修性预测

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

港口装卸工艺系统是港 口物流系统和港 口运营的核心技术，码头的设计、建设、改造、资源整合等都是围绕港 口装卸工艺进行。现代港 口的装卸工艺系统是-个复杂的物流系统，规模大、结构复杂 ，具有非线性、不确定性、状态变化的异步性和并发性、多输入与多输出、各种约束与人为规则、系统性能指标要求的综合性等特点，自动化水平越来越高，吞吐量越来越大，载荷量越来越大，设备成本越来越高，这些特点和发展趋势，对现代港口物流系统的可靠性提出了更高的要求。因此，在码头规划设计阶段对码头物流即装卸工艺系统的维修性进行分析和评估，及时修改维修性不足的工艺环节，对保证码头装卸工艺系统的可靠工作非常重要。本文通过对相似系统的可靠性维修数据进行整理，基于可转移原理，对所研究的装卸系统进行维修性预测与评估 J。

l 装卸系统维修性预测原理输出型煤炭码头的装卸系统是由机械设备组成的物流系统，同时也是-个复杂的机械系统，其主要由翻车机、带式输送机、装船机、堆料机、《起重运输机械》 2013 (5)堆取料机等设备组成。

机械系统维修预测是采用合理的维修性预测方法 ，对所研究的机械系统结构特征的维修性参量进行预测与评估，评价所设计机械系统是否满足规定的维修性指标要求，以及采用的维修方法是否能满足机械系统的工作需求，从而找出机械系统改进设计的方向。

维修性预测必须以机械系统维修时间的统计数据为基矗-般机械系统的故障率与维修时间受维修人员的作业时间、熟练程度、作业环境等因素的影响，变动较大。维修性评估是对可维修机械系统的维修时间数据，按数理统计理论和机械系统维修评估方法，求得维修I生评价指标的估计值。

- 般机械系统维修性预测主要指标为平均维修时间，得到系统总的平均维修时间即可对系统的维修性进行预测和评估 J。

对装卸系统进行维修性预测是基于-般机械系统的维修性预测原理，分析装卸系统的结构特征，考察装卸系统在-定的管理维修条件下 ，在规定的维修时间内，通过规定的维修程序和方法进行维修管理，装卸系统保持或恢复其规定功能的能力。装卸系统维修性预测指标为系统的年可工作时间，通过年可工作时间得到码头年吞吐能- 87 - 力，即可对装卸系统进行预测和评估。

通过对装卸系统进行维修性预i贝0，可知在现有的维修水平及设备管理水平下，对系统设备进行维护维修时，装卸系统的生产能力是否能够达到预期 目标。

2 装卸系统维修性预测模型1)装卸系统维修性预测基本思路装卸系统的维修性不仅受系统关键设备的影响，还受到码头设备管理水平以及设备维修保养投入的影响。装卸系统维修性预测模型建立的基本思路：以装卸系统生产线为单位，对生产线设备配备结构进行分析，结合机械设备的维修性参数，得到生产线可工作时间指标，综合考虑生产线的综合生产效率，得到码头年吞吐能力。

- 台机械设备通常有 2种状态：-种是发生功能故障的不可工作状态，另-种是正成工作状态。装卸系统通常由多个设备串联或并联组成，在以生产线为单位的研究过程中，首先要对生产设备的配备结构进行分析，确定生产线数，并计算装卸系统各种可能功能状态的可工作时间。装卸系统的功能状态因生产线数的不同而不同，如某煤炭码头有 4t条生产线，其装卸系统功能状态可描述为：1条线可工作状态，2条线可工作状态，3条线可工作状态，4条线可工作状态，4条线故障状态。

在建立装卸系统预测模型的过程 中，对于生产线的生产能力，理论上可将设备故障停机时间和设备维修保养停机时间之外的时间作为设备的可工作时间。对于串联系统，只要有-台设备发生故障或进行维修保养，则该生产线视为不可工作；对于并联系统，只有当所有设备都发生故障或进行维修保养时，生产线才视为不可工作状态。

得到装卸系统的功能状态及各状态的年可工作时间，再结合工作线的综合工作效率即可估算码头的年吞吐能力，判断港 口的生产能力是否能够达到预期 目标，以此作为改进生产工艺和设备维修管理及维修方式的依据。

2)装卸系统维修性预测步骤① 通过对相似装卸系统的设备生产可靠性数据进行统计分析，计算每个机械设备的平均维修时间及故障平均到达间隔；- 88 - ② 建立装卸系统仿真模型，确定只考虑设备故障时间情况下每个功能状态的年可工作时间；③ 通过对相似装卸系统的设备生产可靠性数据进行统计分析，得到关键设备平均年维修保养时间；④ 综合考虑设备故障停机时间和设备维修保养时间，得到设备各功能状态下的可工作时间；⑤ 确定生产线的生产能力，综合装船线和翻车线，得到码头理论吞吐能力。

3 某输出型煤炭码头装卸系统维修性预测煤炭码头的主要装卸设备和设施数量及其技术参数对码头的年吞吐量具有重要的影响，它也是仿真建模的重要依据。某港口煤炭码头装卸机械系统的关键机械设备包括翻车机、带式输送机、装船机、振动给料机以及布料机。根据机械系统维修性预测原理，基于调研收集的多个大型煤炭码头在 目前维修水平下装卸设备的可靠性数据，拟定某港 口煤炭码头翻车线各设备故障平均发生时间间隔及平均维修时间，见表 1。基于可靠性仿真模型及数据参数，建立维修预测模型。由于篇幅所限，本文未给出课题中所进行的基于设备事后维修时间的装卸系统仿真模型分析，仅讨论基于设备事后维修与事前维修对装卸系统生产能力的研究。

表 1 某港口翻车线机械设备可靠性数据故障平均发生 平均修复 序 号间隔/min 时间/minBF1O～BF13 23 905 40BH11-1-BF14-1 21 277 40BH11-2 37 500 30带式 BH12-2 24 692 40输送机 BHl3-2 21 053 40BH14-2 15 544 50BD11～BD14 19 544 50BD7～BD10 19 544 50布料机 CT1-CT8 5 000 90翻车机 CDl0-CDl3 4 512 111注：仿真模型数据取 自某筒仓码头 ，无需使用堆取料机，但需要使用筒仓布料机。

《起重运输机械》 2013(5) 根据码头装卸工艺系统每条生产线上设备配备量，可得到翻车线每年需要耗费的总维修保养时间 (不包括发生故障后的故障修复时间)，即3条线可工作的时间，如表4。

表 4 翻车线维修保养总时间翻车线设备名称 数量 维修保养时间/h翻车机 4 1 196带式输送机 16 2 3O4卸料小车 4 1 196汇总 4 696基于上述数据，并结合综合效率，对数据进行处理，可得到在现有维修保养水平下某港口煤炭码头翻车线的理论卸车能力，如表5。

表 5 某港口煤炭码头翻车线理论卸车能力- 年内仅 Ⅳ条线可同时工作 1年港口运营时间4 3 2 1 0 及卸车量累计时间 1 764. 2 6 078.6 73.7 2.5 1.0 7 920 /h理论卸车 3 175. 5 8 206.1 66.3 1.1 0 1.14×10 量/万 t由表5中数据可知，在现有水平下，翻车线的理论卸车量为 1.14亿 t>1亿 t，能够满足港口吞吐量 (1亿 t)的要求，即在现有维修水平下，翻车线机械系统的维修方法能够满足机械系统的工作需求。

5 某港口煤炭码头装船线维修预测评估与数据分析与翻车线相同，首先获取煤炭码头装卸系统可靠性仿真试验模型中的可靠性数据，如表6。

表 6 装船线系统可靠性试验数据仅 Ⅳ条线发生故障的累计时间/min 故障累计时间l 2 3 4 /min57 979 1 783 28 40 80 132- 90 - 根据码头装卸工艺系统每条生产线上设备配备量，可得到装船线每年需要耗费的总维修保养时间 (不包括发生故障后的故障修复时间)，即 3条线可工作的时间，如表7。

表7 装船线维修保养总时间装船线设备名称 数量 维修保养时间/h带式输送机 12 1 728装船机 720汇总 3 408由前面所得数据，结合综合效率对数据进行处理，可得在可靠性参数基准水平以及在现有维修保养水平下的某港口煤炭码头装船线的理论装船能力，如表8。

表8 某港口煤炭码头装船线理论装船能力- 年内仅 Ⅳ条线可同时工作 1年港 口运营时间4 3 2 1 O 及卸车量累计时间 3 514. 8 4 374.3 29.7 0.7 O.7 7 920/h理论装船 6 326. 7 5 905.3 26.7 0.2 0 1.23×10 量/万 t由表 8中数据可知，在现有水平下，装船线的理论装船量为 1.23亿 t>1亿 t，能够满足港 口吞吐量为 1亿 t的条件，即在现有维修水平下 ，装船线机械系统的维修方法能够满足机械系统的工作需求。

结合翻车线数据，翻车线理论进仓量为1.1亿t，装船线理论装船量为 1.23亿 t，由于港 口吞吐量同时受到翻车线和装船线的影响，其作业效率需相互匹配。这里可认为某港口煤炭码头理论吞吐量为 1.1亿 t>1亿 t，能够满足港口设计吞吐量为 1亿 t的条件，即某港口装卸机械系统能够满足规定的维修性指标，在 目前的维修水平下，能够满足工作需求。

6 结语鉴于港 口设备管理水平和维修保养投人对装卸《起重运输机械》 2013(5)大车纠偏系统在桥式起重机上的应用种法友 向