技術(shù)知識(shí)
現(xiàn)代化港口碼頭最常見的八大重型機(jī)械
2016-12-07 15:50:49
據(jù)相關(guān)消息，在上海自貿(mào)區(qū)之后，第二批自貿(mào)區(qū)會(huì)簽審核將于12月啟動(dòng)，明年5-6月份有望正式落地。天津和廣東的方案有望最先進(jìn)入國(guó)家各部委的會(huì)簽程序。自貿(mào)區(qū)對(duì)港提供了難得的機(jī)遇，從單一的港口裝卸向多元化的港口服務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展將成為新的趨勢(shì)。
目前信息化技術(shù)已被應(yīng)用到港口生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從港口企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)調(diào)度、碼頭操作、業(yè)務(wù)管理、安全監(jiān)管，到外部EDI數(shù)據(jù)交換、物流平臺(tái)、口岸平臺(tái)建設(shè)等各個(gè)方面。未來(lái)幾年港口機(jī)械設(shè)備市場(chǎng)將會(huì)迅速擴(kuò)大，下面盤點(diǎn)一下目前港口碼頭最常見的機(jī)械設(shè)備。
岸邊集裝箱起重機(jī)
岸邊集裝箱起重機(jī)(簡(jiǎn)稱岸橋)是集裝箱船與碼頭前沿之間裝卸集裝箱的主要設(shè)備。個(gè)別碼頭還利用岸橋的大跨距和大后伸距直接進(jìn)行堆場(chǎng)作業(yè)。岸橋的裝卸能力和速度直接決定碼頭作業(yè)生產(chǎn)率，因此岸橋是港口集裝箱裝卸的主力設(shè)備。岸橋伴隨著集裝箱運(yùn)輸船舶大型化的蓬勃發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步而在不斷更新?lián)Q代，科技含量越來(lái)越高，正朝著大型化、高速化、自動(dòng)化和智能化，以及高可靠性、長(zhǎng)壽命、低能耗、環(huán)保型方向發(fā)展。
國(guó)外集裝箱起重機(jī)已基本走向標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和系列化。目前在役的岸邊集裝箱起重機(jī)有幾十臺(tái)，由Nelcon、Mitsubishi、Kone、Noell、Morris、Reggiane-Paceco、SumitimoHI、Mitsul-Paceco和Mitsubishi等公司所生產(chǎn)，其中Nelcon公司產(chǎn)品最多。
國(guó)外幾家公司對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)控制技術(shù)也都很重視，有的還申請(qǐng)了專利文獻(xiàn)，如三菱重工業(yè)株式會(huì)社的“裝卸用起重機(jī)中的集裝箱位置檢測(cè)方法及裝置、及集裝箱著地、摞放控制方法”的專利(專利號(hào)：EP1333003A1；申請(qǐng)日：2000.10.27)。在通過(guò)處理從設(shè)置在吊具上的CCD等的攝像裝置獲得的對(duì)象集裝箱的圖像數(shù)據(jù)，可以高精度確實(shí)地進(jìn)行對(duì)象集裝箱與懸吊集裝箱的相對(duì)位置檢測(cè)。
德國(guó)西門子公司SIEMENSAG(DE)的專利(專利號(hào)：DE10107048；申請(qǐng)日：20010213)。涉及了一種集裝箱起重機(jī)裝卸的方法，也適用于集裝箱船。在起重機(jī)駕駛室中采用帶有監(jiān)視器的PC機(jī)，通過(guò)觸摸屏操作，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的值能使起重機(jī)自動(dòng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
裝船機(jī)
裝船機(jī)是用于散料碼頭裝船時(shí)使用的大型散料機(jī)械。一般裝船機(jī)由臂架皮帶機(jī)，過(guò)渡皮帶機(jī)，伸縮溜筒、尾車、走行裝置、門架、塔架、俯仰裝置、回轉(zhuǎn)裝置等組成，如圖一所示。大型港口散料裝船設(shè)備，在能源、電力、冶金、港口等行業(yè)特別是一些大宗散料集散中心的高速、穩(wěn)定、集效、滾動(dòng)式發(fā)展中，發(fā)揮著重要作用。裝船機(jī)通常是連續(xù)裝船作業(yè)。因此，必須有與之配套的設(shè)備提供連續(xù)的物料流使裝船機(jī)可連續(xù)裝船。如糧食碼頭的糧倉(cāng)給料，煤碼頭的料場(chǎng)中斗輪取料機(jī)的連續(xù)給料等。
干散貨碼頭由于裝卸的貨物具有不同特征，另外船舶的類型也較多，再加上散貨粉塵的影響時(shí)作業(yè)環(huán)境比較惡劣，對(duì)檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)有較苛刻的要求，因此目前散貨裝船系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低，基本上靠人工現(xiàn)場(chǎng)操作。而采用現(xiàn)場(chǎng)人工操作一方面由于散貨碼頭惡劣的工作條件（高溫、高粉塵、高噪聲等）會(huì)危害現(xiàn)場(chǎng)工作人員的身心健康，另一方面由于惡劣的工作條件和長(zhǎng)時(shí)間的貨物裝載，極易引起工人疲勞，造成裝船過(guò)程中的事故。此外由于人工裝船，操作過(guò)程中會(huì)不規(guī)范不科學(xué)，如為避免碰撞，將溜筒懸于船艙之上，造成粉塵飛揚(yáng)和貨物損失。由于泊位是碼頭稀缺資源，因此散貨碼頭裝船過(guò)程成為制約散貨物流的瓶頸之一，迫切需要自動(dòng)化裝船系統(tǒng)，因此，未來(lái)裝船機(jī)的一個(gè)最大的發(fā)展趨勢(shì)為自動(dòng)化程度會(huì)越來(lái)越高。
國(guó)外公司擁有自己的控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，電氣PLC控制系統(tǒng)的軟硬件采用著名公司的產(chǎn)品。采用PLC控制可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送功能，在電氣室、司機(jī)室和系統(tǒng)中央控制室內(nèi)顯示工作狀態(tài)、裝卸船數(shù)據(jù)、故障信息等，實(shí)現(xiàn)裝卸船系統(tǒng)的信息管理。各機(jī)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需求，提出交流變頻、直流、液壓控制方案，供用戶選擇。我國(guó)的制造廠家，控制系統(tǒng)的核心技術(shù)和系統(tǒng)的軟硬件基本依靠國(guó)外公司。
卸船機(jī)
卸船機(jī)是碼頭前沿的重大接卸設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的工作效率起著重要的作用，因此各大港口均按碼頭?？孔畲蟠停瑸檫_(dá)到系統(tǒng)最大生產(chǎn)率，選用高效、可靠的卸船機(jī)。目前，我國(guó)煤炭、礦石碼頭的卸船機(jī)大部分采用抓斗式卸船機(jī)。
橋式抓斗卸船機(jī)由起升機(jī)構(gòu)/開閉機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、大車行走機(jī)構(gòu)、落料回收裝置、臂架掛鉤與金屬結(jié)構(gòu)、電氣與控制系統(tǒng)設(shè)備等構(gòu)成。作業(yè)時(shí)抓斗從船艙內(nèi)抓取物料提升至料斗上方放料，物料經(jīng)振動(dòng)給料器送至下方碼頭帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。
橋式抓斗卸船機(jī)完成一個(gè)抓斗工作循環(huán)動(dòng)作需要三個(gè)主要工作機(jī)構(gòu)，既抓斗起升/下降機(jī)構(gòu)，抓斗閉合/打開機(jī)構(gòu)，小車行走機(jī)構(gòu)。橋式卸船機(jī)的核心部分即為抓斗小車行走機(jī)構(gòu)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，抓斗小車經(jīng)歷了自行小車、鋼絲繩牽引式小車發(fā)展，近幾年又發(fā)展到了四卷筒單小車牽引式。
橋式抓斗卸船機(jī)與連續(xù)卸船機(jī)相比，通常認(rèn)為最大的缺點(diǎn)是不利于環(huán)境保護(hù)。最近幾年，通過(guò)在取料點(diǎn)、機(jī)上物料轉(zhuǎn)載點(diǎn)、受料漏斗以及抓斗上采取多種防污染措施，抓斗卸船機(jī)的環(huán)境污染已可以得到有效控制。除此之外，橋式抓斗卸船機(jī)的技術(shù)新進(jìn)展主要體現(xiàn)在小車結(jié)構(gòu)型式上。
集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)
集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)是一種用以完成集裝箱裝卸、堆碼和水平運(yùn)輸作業(yè)的集裝箱裝卸搬運(yùn)機(jī)械。它具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、作業(yè)效率高、安全可靠、操作簡(jiǎn)便、舒適等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的貨場(chǎng)裝卸搬運(yùn)機(jī)械。
集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)主要分為單臂架和雙臂架結(jié)構(gòu)形式，單臂架集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)其臂架為兩級(jí)伸縮式單起重臂，臂架由兩只俯仰液壓缸支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，操作靈活。是目前應(yīng)用最多的集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)形式。雙臂架集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)采用雙起重臂，每個(gè)臂架分別由一只俯仰液壓缸支撐，兩組臂架可分別動(dòng)作，也可同步動(dòng)作，臂架載荷分布合理，吊具工作穩(wěn)定性提高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)動(dòng)性差。目前較少應(yīng)用。
集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的起重量根據(jù)額定起重量和吊具的重量來(lái)確定。額定起重量一般按所吊運(yùn)的集裝箱最大總重量確定，對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)40h集裝箱的最大重量取30.5t。目前，各廠家生產(chǎn)的起吊40h的正面吊運(yùn)機(jī)，其吊具重量約為10t。
集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)的運(yùn)行距離一般在40—50m以內(nèi)較為合理。如距離太遠(yuǎn)，則應(yīng)在前沿機(jī)械與堆場(chǎng)間用拖掛車來(lái)作水平運(yùn)輸。集裝箱正面吊運(yùn)車在滿載時(shí)只允許低速行駛，因集裝箱正面吊運(yùn)機(jī)自重較大，在吊運(yùn)40t時(shí)，整機(jī)總重達(dá)110t，如行駛速度過(guò)快，則對(duì)爬坡、制動(dòng)、整機(jī)穩(wěn)定性以及發(fā)動(dòng)機(jī)功率都有較大影響，故滿載時(shí)最高速度一般不超過(guò)10km/h。空載時(shí)可高速行駛，一般為25km/h左右。
集裝箱空箱堆高機(jī)
集裝箱空箱堆高機(jī)是集裝箱運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備，堆高機(jī)廣泛用于港口、碼頭、鐵路公路中轉(zhuǎn)站及堆場(chǎng)內(nèi)的集裝箱空箱的堆垛和轉(zhuǎn)運(yùn)，是岸橋、場(chǎng)橋及正面吊的配套產(chǎn)品，具有堆碼層數(shù)高，堆垛和搬運(yùn)速度快，作業(yè)效率高，機(jī)動(dòng)靈活、節(jié)約場(chǎng)地等特點(diǎn)。近幾年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)物流業(yè)的飛速發(fā)展，各集裝箱貨場(chǎng)及中轉(zhuǎn)站的集裝箱數(shù)量大幅增加，出現(xiàn)場(chǎng)地狹小緊張的問題，擴(kuò)大場(chǎng)地受費(fèi)用和地皮限制，因此各貨場(chǎng)及中轉(zhuǎn)站均考慮向高度發(fā)展。各集裝箱堆高機(jī)生產(chǎn)廠通過(guò)改進(jìn)其工作機(jī)構(gòu)中的門架裝置來(lái)滿足用戶要求，現(xiàn)在市場(chǎng)已有起升高度達(dá)到20m、堆碼9層、門架高度13m的空箱堆高機(jī)。
堆高主要由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車架系統(tǒng)、門架系統(tǒng)、吊具系統(tǒng)、駕駛室和操作系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等部分組成。堆高機(jī)工作時(shí)，吊具鎖銷鎖住集裝箱，舉升液壓缸伸縮并帶動(dòng)鏈條使集裝箱沿門架上下移動(dòng)；傾斜液壓缸的伸縮實(shí)現(xiàn)門架前傾后仰；柴油機(jī)輸出動(dòng)力經(jīng)行走傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)整車行走，從而實(shí)現(xiàn)集裝箱的搬運(yùn)和堆碼作業(yè)。
目前來(lái)看，高可靠性、性能優(yōu)越的產(chǎn)品，以及裝備先進(jìn)電子技術(shù)的機(jī)電一體化叉車—堆高機(jī)市場(chǎng)前景看好。以倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展為依托，發(fā)展新品種，特別是前移式叉車和堆垛車產(chǎn)品。計(jì)算器技術(shù)在電動(dòng)叉車上逐步得到推廣應(yīng)用，并納人信息化控制。無(wú)人駕駛叉車將適用于有毒或特殊環(huán)境的需要，具有較大發(fā)展空間。
隨著國(guó)際化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為中國(guó)企業(yè)邁向國(guó)際市場(chǎng)的一道門檻。叉車方、尖外表正被流線圓弧形外觀所取代，改善了司機(jī)的視野，提高操作安全性。如：豐田7系列叉車裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)（SAS），SAS采用一系列電子傳感器對(duì)叉車負(fù)荷、運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向角等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)得潛在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，SAS即開始工作，以提高叉車橫向穩(wěn)定性，從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。
集裝箱吊具
集裝箱吊具是集裝箱裝卸轉(zhuǎn)運(yùn)的大型專用機(jī)具。適合貨運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)、水運(yùn)港口和碼頭，因其為專用設(shè)備所以具有可靠性高、運(yùn)行平穩(wěn)、作業(yè)效率高等特點(diǎn)。是起重設(shè)備重要的輔助機(jī)具。
集裝箱吊具通常與岸邊集裝箱起重機(jī)、輪胎式集裝箱門式起重機(jī)、軌道式集裝箱門式起重機(jī)、集裝箱跨式運(yùn)輸車和門座起重機(jī)等裝卸設(shè)備配合使用。它具有與集裝箱箱體相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)鎖與箱體的箱角件連接進(jìn)行起吊作業(yè)。集裝箱吊具按有無(wú)動(dòng)力源可以分為無(wú)動(dòng)力吊具和有動(dòng)力吊具。
集裝箱吊具采用半自動(dòng)或自動(dòng)彈性拉鎖控制的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，吊具的整個(gè)操作過(guò)程無(wú)須使用輔助元件，屬于純機(jī)械作業(yè)的機(jī)構(gòu)，吊具承載橫梁的轉(zhuǎn)鎖由彈性拉鎖帶動(dòng)齒條移動(dòng)驅(qū)動(dòng)鎖頭的開閉，使吊具的操作方便。提高了集裝箱的裝卸作業(yè)效率。
由Stinnes公司研制的可以同時(shí)吊裝兩只40英尺或45英尺集裝箱的STS長(zhǎng)型雙吊式吊具可能在2005年投入市場(chǎng)。這種吊具不同于傳統(tǒng)的箱子兩端相接式，而是并肩式起吊；不僅可以吊裝甲板集裝箱，也可以吊裝艙內(nèi)集裝箱；可以同時(shí)起吊兩只不同規(guī)格集裝箱，其高低相差最大可以達(dá)到70厘米；吊裝速度快，平均每吊耗時(shí)60秒～80秒。
毫無(wú)疑問，這種由電腦遙控的雙吊式吊具將越來(lái)越普遍地使用于世界各地的國(guó)際集裝箱碼頭上，該吊具不使用液壓油驅(qū)動(dòng)，可以避免液壓油意外溢流造成的環(huán)境污染事故，而且節(jié)約能源，其市場(chǎng)發(fā)展空間難以估量。
浮吊機(jī)
載有起重機(jī)的浮動(dòng)平臺(tái)，它可以在港口內(nèi)移至任何需要的地方，或是靠泊，或是移到錨地使貨物轉(zhuǎn)船。浮吊通?？梢云鸬醭刎浳?。主要用于大件貨物的裝卸。船上有起重設(shè)備，吊臂有固定式和旋轉(zhuǎn)式的。起重量一般從數(shù)百噸至數(shù)千噸。也可用作港口工程船。
起重船一般分成兩大類，一類是起重臂能夠360度回轉(zhuǎn)的，另一類是吊臂固定在船上的一個(gè)方向，整個(gè)船靠拖輪拖帶轉(zhuǎn)向，或是靠船向各個(gè)方向拋錨，通過(guò)牽拉不同方向的錨鏈，而實(shí)施重物回轉(zhuǎn)的。前者的結(jié)構(gòu)和機(jī)械構(gòu)造非常復(fù)雜，而且起重能力也比較小。起重船又稱為浮吊船。用于水上起重、吊裝作業(yè)、一般為非自航，也有自航的。起重船上裝有吊機(jī)。作業(yè)頻繁的起重船通常為自航式，其起重機(jī)可旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)踔靥卮蠹r(shí)，可用兩個(gè)起重船合并作業(yè)。
浮吊的幾個(gè)世界之最世界上最大的浮吊是荷蘭Heerma公司的Thialf和意大利Saipem公司Saipem7000浮吊，起重能力均為14200噸：
荷蘭Heerma公司的Thialf是目前全球最大的半潛式起重船(Semi—submersiblecranevesse1：SSCV)，它于1985年建成，原來(lái)的名子為McDermortsDB一102，其雙吊起重能力達(dá)到了14200噸，為當(dāng)前全球之最。
振華港機(jī)邁開開拓海上重工設(shè)備市場(chǎng)的堅(jiān)定步伐。由該公司自主研發(fā)制造的目前世界上起重量最大的7500噸全回轉(zhuǎn)自航浮吊，于2008年5月7日，在長(zhǎng)興島基地正式交付海洋石油工程股份有限公司。振華港機(jī)總裁管彤賢在現(xiàn)場(chǎng)宣稱，公司加快進(jìn)軍海上重型裝備市場(chǎng)的舉措已引起海內(nèi)外普遍關(guān)注，韓國(guó)三星重工購(gòu)買過(guò)一臺(tái)8000噸浮吊。
輪胎式集裝箱門式起重機(jī)
輪胎式集裝箱門式起重機(jī)（通稱場(chǎng)橋）是大型專業(yè)化集裝箱堆場(chǎng)的專用機(jī)械，裝卸標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。它不僅適用于集裝箱碼頭的堆場(chǎng)，同樣也適用于集裝箱專用堆場(chǎng)。
場(chǎng)橋用柴油機(jī)交流發(fā)電機(jī)組供電，采用數(shù)字式變頻調(diào)速，可在集裝箱場(chǎng)地內(nèi)作兩個(gè)方向移動(dòng)。配有能起吊20英尺，40英尺集裝箱的伸縮吊具。場(chǎng)橋的吊具，多采用固定式導(dǎo)板。為減少吊具的搖擺，裝有機(jī)械減搖裝置．為了對(duì)箱方便，裝有吊具小角度回轉(zhuǎn)裝置，為了能轉(zhuǎn)換場(chǎng)地作業(yè)．設(shè)有00～900的直角轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。一般情況下，場(chǎng)橋跨距已標(biāo)準(zhǔn)化為23.47米(六行加走道)，也可供應(yīng)非標(biāo)跨距的場(chǎng)橋。起升高度可保證起吊一個(gè)長(zhǎng)40英尺高9’6”的集裝箱，越過(guò)四層(或五到六層)堆箱。
場(chǎng)橋支承在4輪、8輪或16輪的大型無(wú)內(nèi)胎輪胎上。輪數(shù)是根據(jù)場(chǎng)地輪壓的要求而設(shè)計(jì)的。大車行走機(jī)構(gòu)可以是四輪或兩輪驅(qū)動(dòng)。為防止場(chǎng)橋之間以及場(chǎng)橋與集裝箱之間的相互碰撞，設(shè)有手動(dòng)糾偏系統(tǒng)以及大車四角防碰裝置。
小車運(yùn)行機(jī)械可采用齒條式或雙軸、單軸驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)。在小車架下設(shè)有駕駛室，司機(jī)在駕駛室里操縱整臺(tái)起重機(jī)運(yùn)行。
場(chǎng)橋采用交流或直流調(diào)速系統(tǒng)，具有很好的調(diào)速和恒功率控制，能根據(jù)箱內(nèi)重量不同自動(dòng)調(diào)節(jié)升降速度。