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。
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。未來幾年港口機(jī)械設(shè)備市場將會(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、長壽命、低能耗、環(huán)保型方向發(fā)展。
國外集裝箱起重機(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。
德國西門子公司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。如糧食碼頭的糧倉給料，煤碼頭的料場中斗輪取料機(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)場操作。而采用現(xiàn)場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)場工作人員的身心健康，另一方面由于惡劣的工作條件和長時(shí)間的貨物裝載，極易引起工人疲勞，造成裝船過程中的事故。此外由于人工裝船，操作過程中會(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，未來裝船機(jī)的一個(gè)最大的發(fā)展趨勢為自動(dòng)化程度會(huì)越來越高。
國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、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?，為達(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、操作簡便、舒適等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的貨場裝卸搬運(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)械與堆場間用拖掛車來作水平運(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10km/h?？蛰d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)站及堆場內(nèi)的集裝箱空箱的堆垛和轉(zhuǎn)運(yùn)，是岸橋、場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)約場地等特點(diǎn)。近幾年來，隨著國內(nèi)物流業(yè)的飛速發(fā)展，各集裝箱貨場及中轉(zhuǎn)站的集裝箱數(shù)量大幅增加，出現(xiàn)場地狹小緊張的問題，擴(kuò)大場地受費(fèi)用和地皮限制，因此各貨場及中轉(zhuǎn)站均考慮向高度發(fā)展。各集裝箱堆高機(jī)生產(chǎn)廠通過改進(jìn)其工作機(jī)構(gòu)中的門架裝置來滿足用戶要求，現(xiàn)在市場已有起升高度達(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)市場前景看好。以倉儲(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。
隨著國際化進(jìn)程的加快，產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為中國企業(yè)邁向國際市場的一道門檻。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)行測量，當(dāng)測得潛在危險(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)。集裝箱吊具按有無動(dòng)力源可以分為無動(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)操作過程無須使用輔助元件，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長型雙吊式吊具可能在2005年投入市場。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。
毫無疑問，這種由電腦遙控的雙吊式吊具將越來越普遍地使用于世界各地的國際集裝箱碼頭上，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)場宣稱，公司加快進(jìn)軍海上重型裝備市場的舉措已引起海內(nèi)外普遍關(guān)注，韓國三星重工購買過一臺(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)（通稱場橋）是大型專業(yè)化集裝箱堆場的專用機(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，同樣也適用于集裝箱專用堆場。
場橋用柴油機(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)跨距的場橋。起升高度可保證起吊一個(gè)長40英尺高9’6”的集裝箱，越過四層(或五到六層)堆箱。
場橋支承在4輪、8輪或16輪的大型無內(nèi)胎輪胎上。輪數(shù)是根據(jù)場地輪壓的要求而設(shè)計(jì)的。大車行走機(jī)構(gòu)可以是四輪或兩輪驅(qū)動(dòng)。為防止場橋之間以及場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。