理论教育 无水港装卸设备优化方案

无水港装卸设备优化方案

时间:2023-06-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:无水港的装卸设备主要用于完成无水港的基本业务。从设备作业角度将无水港的装卸作业分为水平装卸设备和垂直装卸设备。目前在一些轮胎式龙门起重机上,为防止相互之间以及龙门起重机与集装箱之间的相互碰撞,设有手动纠偏系统以及大车四角防碰装置。

无水港装卸设备优化方案

无水港的装卸设备主要用于完成无水港的基本业务。从设备作业角度将无水港的装卸作业分为水平装卸设备和垂直装卸设备。

1.水平装卸设备

集装箱卡车是水平运输机械,承担货物平地移位作业,它分为牵引车(俗称拖头)和挂车两部分,俗称“集卡”。集卡作为水平运输机械,承担着无水港水平运输的主要作业。

(1)牵引车(Tractor)

集装箱牵引车,又称“拖头”,其本身不具备装货平台,必须和集装箱挂车(Trailer)连接在一起,才能拖带集装箱进行码头内或公路上的运输。

驾驶室的形式分:有平头式和长头式。

平头式牵引车的优点是驾驶室短,视线好;轴距和车身短,转弯半径小。缺点是由于发动机直接布置在驾驶员座位下面,驾驶员受到机器振动影响,舒适感较差,如图2-3a所示。长头式(又叫凸头式)牵引车(如图2-3b)所示。这种牵引车的发动机和前轮布置在驾驶室的前面,其优点是:驾驶员舒适感较好;发生撞车时,驾驶员较为安全;开启发动机罩修理发动机较方便。主要缺点是:驾驶室较长,因而整个车身长,回转半径较大。 目前车身短,回转半径小的平头式牵引车的应用日益增加。

图2-3 集装箱牵引车

(a)平头式牵引车; (b)长头式牵引车

按拖带挂车的方式分:半拖挂式、全拖挂式和双拖挂式。

半拖挂方式是用牵引车来拖带装载了集装箱的挂车,如图2-4a所示。由图可见,集装箱的重量由牵引车和挂车的车轴共同分担,故轴压力小;另外由于后车轴承受了部分集装箱的重量,故能得到较大的驱动力;这种拖挂车的全长较短,便于倒车和转向,安全可靠;挂车前端的底部装有支腿,便于甩挂运输。

图2-4 集装箱牵引车拖带挂车

(a)半拖车方式; (b)全拖车方式; (c)双联拖挂方式

全拖挂式是通过牵引力杆架与挂车连接,牵引车本身可作为普通载重货车使用,挂车亦可用支腿单独支承,如图2-4b所示。全挂车是仅次于半拖挂车的一种常用的拖带方式,操作比半拖挂车困难。

双拖挂方式是半拖挂方式后面再加上一个全挂车,实际上它是牵引车拖带两节底盘车,如图2-4c所示。这种拖挂方式在高速行进时,后面一节挂车会摆动前进,后退时操纵性能不好,故目前应用不广。

(2)跨运车

集装箱跨运车是一种应用于集装箱码头、集装箱中转站堆场和无水港的集装箱专用装卸机械,其作用是实现集装箱的水平运输、堆码及对集装箱半挂车进行装卸作业,是一种具有搬运、堆垛、换装等多功能的集装箱专用设备。其外形结构见图2-5。

图2-5 跨运车

在集装箱港口上,跨运车可以完成以下作业:

①集装箱运输工具装卸作业点与堆场作业点之间的装卸和搬运。

②前方堆场与后方堆场之间的装卸和搬运。

③后方堆场与货运站之间的装卸和搬运。

④对底盘车进行换装。

跨运车一般被认为是一种故障率较高的设备,在有些国家使用时,故障率高达30%~40%,由此造成维修费用上升。但是随着技术进步,以及操作管理得当,使跨运车在一些港口上使用得相当成功,如日本的集装箱港口有不少便采用跨运车方式。在比利时的集装箱港口上,采用运行24 h,保养6h的方式,可以使故障率降至5%~10%。在中国采用跨运车方式的很少。

跨运车是一种价格昂贵的集装箱专用机械,为了减少港口上跨运车的使用量,节省港口设备投资,降低装卸成本,目前有许多采用跨运车方式的港口从港口前沿到场地这一段搬运过程的操作改用场地运输车来拖带。这样,跨运车只负责在场上进行堆放作业。

2.垂直装卸设备

(1)龙门起重机

龙门起重机简称龙门吊,龙门吊系统工艺是荷兰阿姆斯特丹港建设口时最先采用的,又称“集装箱海上运输公司方式”。是一种在集装箱场地上进行集装箱堆垛和车辆装卸的机械。龙门起重机有轮胎式(又称无轨龙门吊或简称轮胎吊)和轨道式(又称有轨龙门吊或简称轨道吊)两种形式。这种工艺方式是把从集装箱船上卸下来的集装箱用场地底盘车等机械从船边运到场地,在场上采用轮胎式龙门吊或轨道式龙门吊进行堆装或对内陆车辆(公路集产或铁路货车)进行换装。(www.daowen.com)

目前国内用得比较多的就是轮胎式龙门起重机(Rubber-tired Gantry Crane,RTG),是集装箱码头堆场进行装卸、搬运、堆垛作业的专用机械,如图2-6所示。

图2-6 轮胎式龙门起重机

轮胎式龙门起重机由前后两片门框和底梁组成门架,支撑在橡胶轮胎上。装有集装箱吊具的行走小车沿着门框横梁上的轨道运行,配合底盘车进行集装箱的堆码和装卸作业。

轮胎式龙门起重机主要特点是机动灵活、通用性强。它不仅能前进、后退,而且还设有转向装置,通过轮子的90°旋转,能从一个箱区转移到另一个箱区进行作业。

轮胎式龙门起重机的主要参数有起重量、跨距、起升高度、轮压、工作速度等几项。

①起重量:轮胎式龙门起重机的起重量是根据额定起重量和吊具的自重来确定的。额定起重量一般是按所吊集装箱的最大总重量来确定。

②跨距:轮胎式龙门起重机的跨距是指两侧行走轮中心线之间的距离。跨距的大小取决于所需跨越的集装箱的列数和底盘车的通道宽度。根据集装箱堆场的布置,通常按跨六列集装箱加一条底盘车道考虑。

③起升高度:起升高度指吊具底部至地面的垂直距离,它取决于龙门起重机作业的堆码集装箱层数。如果堆场的集装箱堆高层数为4层,考虑起重机在作业时的方便,吊具需跨过集装箱,故吊具的最低点应能够高于5层集装箱的高度。 目前轮胎式龙门起重机的起升高度一般都在11~12m左右。

④轮压:轮胎式龙门起重机的轮压分为最大工作轮压和最大非工作轮压。轮数是根据场地轮压的要求而设计的,大车行走机构可以是四轮或两轮驱动。

最大工作轮压是指在工作速度为16m/s的情况下,起吊额定起重量时,每个轮胎所承受的最大压力。最大非工作轮压是指在非工作速度的情况下,不起吊集装箱,且风向垂直于起重机的大梁方向,每个轮胎所承受的最大压力。最大轮压是设计起重机行走路面承载能力的依据。

⑤工作速度:工作速度的大小一般根据装卸工作周期的要求确定。速度过低,会影响码头堆场的作业进度,但如果速度过高,则会使集装箱摆幅过大,影响作业的安全性。

目前在一些轮胎式龙门起重机上,为防止相互之间以及龙门起重机与集装箱之间的相互碰撞,设有手动纠偏系统以及大车四角防碰装置。安全设施方面,设有超负荷保护、柴油机超速保护、水温过高和机油压力过低等信号装置,风速指示仪、防台风锚定装置、紧急停止按钮以及各机构限位开关和信号指示等。另外还可选配DGPS (卫星自动定位系统)、ECMS、 RCMS(故障显示和与中控室联系系统)以及方便大车转向和减少轮胎磨损的大车顶升装置及配置登机电梯等设备。

(2)正面起重机

正面起重机(俗称正面吊)是一种目前在集装箱港口堆场上,得到越来越频繁使用的专用机械(图2-7)。虽然这种集装箱堆存设备由于运行方向与作业方向垂直而需要占据较宽的通道,但是它的堆箱层数较高,并且可以为多排集装箱作业。设备的灵活性又较强,因此普遍较受欢迎。采用正面吊可以堆存3~4层重箱,或7~9层空箱。因此,堆箱场地的利用率较高。 目前,正面吊主要还是作为集装箱堆场的辅助作业机械,但是确实是一种很有前景的集装箱装卸的专用设备。

图2-7 正面起重机

(3)集装箱叉车

集装箱叉车(又称叉式装卸车)是集装箱港口上常用的一种装卸设备,主要用于操作量不大的综合性港口上进行集装箱的装卸、堆垛、短距离的搬运和车辆的装卸作业,也可以用于集装箱堆场的辅助作业,它是一种多功能的机械,是集装箱码头和货场常用的装卸设备之一。它一般在门架前装有一个顶部起吊属具(吊具),借助转锁件与集装箱连接,从顶部起吊;也可以采用货叉插入集装箱底部叉槽内举升搬运集装箱。其性能应符合下列作业需要:

①起重量应保证能装卸作业所需的各种箱型;

②起升高度应符合堆垛层数的需要;

③负荷中心(货叉前壁至货物重心之间的距离)取集装箱宽度的1/2,即1220mm;

④为适应装卸集装箱的需要,除采用标准货叉外,还应有顶部起吊的专用吊具;

⑤为便于对准箱位,货架应能侧移和左右摆动。

图2-8 集装箱叉车

叉车搬运集装箱可以采用以下两种方式:

①吊运方式:采用顶部起吊的专用吊具吊运集装箱。

②叉运方式:利用集装箱底部的叉孔用货叉起运,一般这种方式主要是搬运20 ft的集装箱或空箱。

集装箱叉车按照构造形式分为正面集装箱叉车和侧面集装箱叉车。正面集装箱叉车是目前常用的形式。侧面集装箱叉车和普通侧面叉车类似,在装卸集装箱时,将门架和货叉向侧面移出,叉取集装箱后收回,将集装箱放置在货台上进行搬运;也可装设顶部起吊属具,进行起吊。与正面集装箱叉车比较,侧面集装箱叉车载箱行走时的横向尺寸要小得多,所要求的通道宽度也较窄(约4 m);载箱行走时的载荷中心在前后车轮之间,行走稳定性较好,轮压分配均匀。但是,侧面集装箱叉车的结构和操纵较为复杂,司机视线差,装卸效率较低。

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