第五章 集装箱装卸专用机械

第五章集装箱装卸专用机械第一节集装箱吊具一、集装箱吊具的种类集装箱吊具——分不可伸缩的固定式吊具和伸缩吊具两种。1.固定式吊具（1）直接吊装式吊具：为20ft或40ft集装箱专用吊具，通过吊具上液压装置的转动旋锁装置直接与角配件连接或松脱。特点：结构简单、重量轻、只适用于起吊一定尺寸的集装箱。对不同尺寸的集装箱必须更换吊具。（2）吊梁式吊具（可更换吊具）将专门制作的吊梁悬挂在起升钢丝绳上。只需更换各种集装箱专用吊具（液压装置装在吊具上）即可吊各种不同尺寸集装箱。（3）主从式吊具由两种不同规格的吊具组合在一起并可快速装拆的组合式吊具。液压旋锁装置装在20ft吊具上，吊40ft集装箱时将40ft专用吊具作为从吊具附加在20ft主吊具上即可2.伸缩式吊具其吊架可伸缩，可适应不同规格的集装箱吊运，吊具的伸缩由司机操纵。变换时间矩，自重大，能实现快装快卸，用途广泛。二、集装箱吊具的主要部件1.连接装置（1）定轴旋锁装置旋锁相对于吊具旋转箱不能摆动，只能转动。（2）浮式旋锁装置旋锁可在旋转箱内摆动，以适应集装箱的制造误差和工作变形。2．导向装置吊具接近集装箱时起定位作用，常用导向板式，末端用钢板制成可上下转动180º的锥形包角。不工作时可翻转向上。3．悬挂及倾斜装置集装箱船出现纵倾或横倾时，要求吊具也能在前后左右方向允许有±5º的倾斜。一般通过液压缸伸缩或卷筒钢丝绳的收放来实现。4．操纵控制装置操纵装置：包括旋锁驱动装置、导向板驱动装置、吊具前后斜装置和吊具伸缩装置，都采用液压传动控制装置：在吊具的四个角配件处装有指示灯，只有四个角配件同时旋合时，指示灯才全亮，才允许吊运集装箱第二节岸边集装箱起重机由门架（前后两门框）+桥架+起重小车组成，进行装卸船作业结构特点：桥架伸出码头外面的部分可以俯仰，以便船舶靠离码头。对高速型岸边起重机还吊具装有减摇装置。一、岸边集装箱起重机的结构种类1、按门架结构形式分A形——对船舶上层建筑避性好，整机重量小。H形——高度低，制造拼装容易，实际中多用2、按前大梁结构形式分类前伸梁可俯仰或伸缩，以避让船舶或飞行器3、按行走小车牵引方式分类（1）自行小车式起升与小车运行机构均装在小车架上特点：小车可自行，结构较简单，钢丝绳磨损小，驾驶员视野好，前大梁仰起后，小车可继续作业，但小车自重较大。（2）全绳索牵引小车式起升机构和行走机构都设在机器房内，小车行走靠钢丝绳牵引。特点：小车自重小，牵引性能好，起动加速时不会打滑，但钢丝绳系统复杂，维修不便。（3）半绳索牵引小车式起升机构在机器房内，行走机构装在小车架上，取消小车牵引钢丝绳系统。特点：兼有自行小车式和全绳索牵引小车式的优点，缺点是钢丝绳易磨损。（4）导杆牵引小车式起升机构和行走机构都设在机器房内，但小车的行走机构用一套摆动导杆机构驱动。特点：小车自重小，行走速度高，起动加速性能好，不产生打滑，但结构尺寸大制造工艺要求高。二、主要技术参数的确定（一）起重量指额定起重量与吊具重量之和。即额定起重量不包括吊具重量。（二）尺寸参数1、起升高度与船舶型深、吃水、潮差、船上集装箱堆装情况有关。一般要求轻载高水位时能装卸三层并能堆高四层集装箱，满载低水位时能取到舱底的集装箱，按30000t级船型2m水位差计，取起升高度为轨道面以上25m，下放深度为12m。2、外伸距海侧轨道中心到吊具垂直中心线的距离。考虑甲板堆四层集装箱、外倾3°能取货，常用外伸距为35m。3、内伸距陆侧轨道中心向内至吊具垂直中心线间的距离。考虑内伸距对卸船集装箱的缓冲作用和承放舱盖板的要求，常取内伸距为7～11m。4、轨距主要考虑起重机稳定性和轮压对轨道的影响及码头前沿的装卸工艺要求。一般要求轨道内能放三列集装箱，并允许跨运车通过（集装箱一般不进行车船直接换装），轨道取为16m，宽轨型取26m。5、门架净空高度取决于门架下通过的流动搬运机械的外形高度要求能通过跨运车，并留有0.8m～1m的安全间隙。常取堆码三层或通过两层集装箱跨运车（9m），门架净空高度取10m。6、基距指同一轨道上两上主支承中心线间的距离。应能通过40ft集装箱和大型舱盖板。并考虑摆运而留有一定的间隙，多取16m。（三）效率参数1）起升速度：有满载和空载两种。空载高于满腔载起升速度两倍以上。如普通岸边集装箱起重满载起升速度取35～40m/min，空载速度为70～90m/min。2）小车运行速度：行走距离在40m左右。提高小车速度对作业效率影响最大，同时应设有良好的减摇装置和防止司机疲劳。常取120～150m/min。3）大车运行速度：属非工作机构，只用来调整作业位置，一般在25～45m/min。4）臂架俯仰时间：属非作业性操作，主要在起业前后让船舶通过，通常一个俯仰工作循环取8～10min.三、主要工作机构的特点1、起升机构多装起重中部或尾部的机房内。采用晶闸管直流恒功率调速系统。由于集装箱吊具多为四点悬挂，起升机构用两双联卷筒卷绕起升绳，并保持刚性同步。2、小车运行和减摇装置小车运行距离和运行速度较大，会引起重物摆动，必须加设减摇装置。通常的办法是调整小车架上的起升滑轮与吊具上的滑轮之间的距离，以加大起升绳的夹角，通过张力的变化来吸收摆动能量实现减摆。3、大车运行机构大车运行主要为了对正船上的货舱取货，要求具有调速、微动和制动性能4、驱动和供电方式一般多采用直流电动机调速系统，各机构采用直流电动机驱动第三节集装箱龙门起重机集装箱龙门起重机指专门用于集装箱堆场进行堆码和装卸作业的机械，有轮胎式和轨道式两种。一、轮胎式集装箱龙门起重机1、结构由前后两片门框和底梁组成门架，橡胶充气轮胎组成行走机构，小车沿门框上横梁上行走，进行堆码作业或装卸底盘车。多采用内燃机-电力驱动。2、回转和减摇装置吊具可在±5º的小范围内回转，以便吊具对正集装箱锁孔。因大、小车经常移动，必在前后、左右四个方向上设减摇装置。3、行走微动措施行走小车位置的变化或吊重的变化，轮胎充气压力不完全一致等，导致辆两侧轮胎变形量不同，出现走偏或蛇行。走偏或蛇行的防止措施：A．设走偏指示杆和行走限位报警器B．无线电感应轨迹自动控制装置4、小车运行机构分别驱动：两台电动机分别通过减速驱动左右车轮。集中驱动：一台电动机采用低速成共轴形式驱动左右车轮。特点：小车定位准确，恶劣气候不出现打滑5、轮胎龙门起重机的转向A．定轴转向：转弯半径大，适用于宽敞、设备台数少，使用不频繁的堆场。B．900直角转向：在每个支腿下安装一900转向装置。6、轮胎式龙门起重机的主要参数起重量由额定起重量和吊具重量决定跨距取决于跨下所需堆码的集装箱列数和底盘车的通道宽度。多按6列集装箱和1条底盘车考虑，取23.5m起升高度取决于起重机下所堆放的集装箱层数和高度。一般按堆放四层，通过三层考虑取11—12m运行速度有普通型和高速型两种二、轨道式集装箱龙门起重机1、结构两片双悬臂的门架由上、下横梁连接，门架通过大车运行机构沿地面固定的轨道运行。2、轨道式集装箱龙门起重机的配置为适应岸边集装箱起重机生产率的要求，一般采用一个泊位两台岸边机＋三台轨道机，其中两台供前方船舶装卸作业，一台供后方进箱和提箱用3、回转机构回转机构装在载重小车上第四节集装箱正面吊运机集装箱正面吊运机是一种多用途的流动式集装箱装卸搬运机械性能特点（与叉车比较）：机动性高稳定性好轮压小堆码层数高可隔箱作业、堆场利用率高组成：运行机构臂架伸缩机构变幅机构可回转、伸缩、转向的吊具一、集装箱正面吊运机的结构特点1、有可伸缩和左右回转180º的吊具悬挂在伸缩臂架上的吊具可绕轴线回转，且可左右移动各800mm，几乎可以在任何条件下在集装箱堆场进行作业。2、有能带载变幅的伸缩臂架集装箱的升降运动由臂架伸缩和变幅来共同完成，无专门起升机构，伸缩和变幅可同时进行，升降速度大，生产效率高。3、作业幅度大，能堆码多层集装箱及跨箱作业具有集装箱叉式装卸车和跨运车的共同特点，能吊装四到五个箱高，且可跨箱作业。4、具有多种保护装置，能保证作业安全●防倾覆保护●旋锁动作保护●高速保护●变速杆入档后，发动机不能启动●臂架最大仰角的限位保护●入档后再拉手制动，发动机即停止5、加装吊钩后，可吊装其他重大件货物能实现所谓集成吊运，即将集装箱连同公路运输的拖车一同吊装上火车。6、轮压低由于满载后整车的重心位置仍在前后轮之间的接近中心处，并有六个轮胎接地，因此轮压比叉车低。二、集装箱正面吊运机的结构类型1．单臂架集装箱正面吊运机1）起重臂为单箱式结构，用两个变幅油缸支撑2）吊运倾斜的集装箱时，用吊具与臂架间的摆动进行对位3）吊具与臂架是单支点连接，吊运装载重心偏移的集装箱要通过横移吊具保持平衡。吊机行走时，路面不平易导致摇摆4）双油缸驱动变幅，易出现油缸工作不同步，使臂架受扭2．双臂架集装箱正面吊运机主要特点：1）用两个小断面的臂架代替一个大断面臂架。两个臂架都可以伸缩，并由两个变幅油缸分别支撑，两个臂架可以分别动作，也可同步动作，其结构和液压控制系统比较复杂2）臂架与吊具是双支承连接，吊具稳定性较好，即使遇到集装箱装载偏心或路面不平的情况，也不会引起吊具摆动3）双臂架集装箱正面吊运机受力比较简单，变幅油缸不存在同步问题4）两臂架中间距离较大，驾驶室可放在中间，并可以适当提高其高度，使驾驶员视野较好5）为使吊具旋转较大的角度，在平衡架下再安装吊具旋转机构，整个吊具高度较大，降低了有效起升高度6）在吊运倾斜的集装箱时，可使两臂架采用不同的高度而使吊具就位，也可让两臂架伸出不同的长度来使集装箱转动一定的角度三、集装箱正面吊运机的主要技术参数1．起重量根据额定起重量和吊具的重量来确定。额定起重量一般按所吊运的集装箱最大总重量确定，2．起升高度即堆码高度，一般为四层箱高3．工作幅度通常能跨一排箱作业4．车身外形尺寸主要用于货场作业，要求能适应狭小的场地条件，对通过性能要求较高，需要控制车身宽度和长度。5．行走速度如距离太远，则应在前沿机械与堆场间用拖挂车来作水平运输。第五节其他集装箱装卸机械一．集装箱跨运车用于码头前沿和堆场水平搬运和堆码集装箱的专用机械。以门形车架跨在集装箱上，可堆码两、三层高。可对底盘车上的集装箱进行装卸1、集装箱跨运车的选用考虑起重量、装卸搬运效率、堆码和通过集装箱的层数、车身高度、转弯半径、稳定性等因素二、集装箱叉车和侧面集装箱叉车叉运方式A、从集装箱底部叉槽内举起搬运集装箱B、门架上装吊架、旋锁连接，从顶部起吊集装箱C、门架上装吊架、旋锁连接，从顶部起吊集装箱集装箱叉车的性能特点（1）考虑集装箱一般为满箱不满载，使起重量与各箱型最大总重量一致。（2）载荷中心距：货叉前壁到货物重心之间的距离。多取集装箱宽度的一半（3）为改善同机视线，司机室位置较高。（4）起升高度按堆码集装箱层数来确定。（5）叉车配有顶部起吊或侧部起吊的专用属具。（6）为对准集装箱叉槽，货叉可左右移动和侧移集装箱叉车的缺陷：（1）通道较宽、占用通道面积大，集装箱只能放两列，影响场地利用率。（2）满载时前轴负荷及轮压大，对路面承载能力要求高。（3）液压部件多，完好率低，维修费高。（4）前方视线差，对集装箱损坏率高。应用：用于集装箱吞吐量不大的普通综合性码头或堆场进行短距离搬运作业侧面式集装箱叉车可将门架和货叉移出，叉取集装箱收回，放置在货台上进行运输。也可装顶部起吊装置吊运集装箱。侧面式集装箱叉车特点：（1）横向尺寸及所需通道尺寸小（2）负荷中心在前后轮间，稳定性较好，轮压分布均匀。（3）结构控制复杂，视线差，装卸效率低（4）要求具有门架前后移动、货架侧移和货架左右摆动性能，为保证侧面叉取集装箱时的稳定性，在其一侧设有两液压支腿，支腿对路面的压力较大。三．集装箱牵引车和挂车（1）集装箱牵引车专门用于拖带集装箱挂车或半挂车（两者组合成车组）长距离运输集装箱的专用机械应用：主要用于港口码头、铁路货场和集装箱堆场间的运输。（2）集装箱挂车分半挂车和全挂车两种，以半挂车较常用（3）集装箱牵引车和半挂车的组成可装两个20ft或一个40ft集装箱，由车架、支腿、行走装置、制动装置和集装箱锁定装置组成