岸边集装箱起重机

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岸边集装箱起重机(Query-side Container Crane)

目录

什么是岸边集装箱起重机

  岸边集装箱起重机集装箱码头前沿装卸集装箱船舶的专用起重机,主要应用专用集装箱吊具完成集装箱装卸船作业。为适应个别集装箱船舶上的重件装卸,一些岸边集装箱起重机备有重件吊钩,亦有少数港口的岸边集装箱起重机具有集装箱和抓斗装卸两种功能。[1]

  岸边集装箱起重机由前后两片门框和拉杆构成的门架和支承在门架上的桥架组成,行走小车沿着桥架上的轨道用专用吊具吊运集装箱,进行装卸船作业。门架可沿着与岸线平行的轨道行走,以便调整作业位置和对准箱位。为了便于船舶靠离码头,桥架伸出码头外面的部分可以俯仰。对于高速型岸边集装箱起重机,还装有吊具减摇装置。[2]

岸边集装箱起重机

岸边集装箱起重机的主要特点[2]

  1.起升机构

  桥式抓斗卸船机通常是满载工作的,但岸边集装箱起重机起升机构的载荷变化很大。由于目前集装箱的载货量一般只有额定载货量的50%~60%,如起重机的额定起重量按30.5t设计,起吊20ft集装箱时,即使按最大总重量也只达到起重机额定起重量的67%。为了提高装卸效率,要求起升速度随载荷的大小而变化,如起吊额定载荷的速度为一定,则要求起吊的载荷小于额定载荷时,起升速度应成反比例增加,一般空载速度为重载速度的2倍甚至2.5倍。

  2.小车运行和减摇机构

  集装箱起重机的小车运行距离较长,运行速度也较高,当小车启动和制动时,货物会在小车运行方向上摇摆。小车运行速度越高,摇摆越严重,从而影响装卸效率和作业安全。因此,必须装设减摇装置。

  3.大车运行机构

  在装卸集装箱船时,由于需要经常移动大车对正船上的箱位,并不致碰撞邻近的集装箱或船舶的上层建筑,因而要求大车运行机构具有较好的调速、微动和制动性能,所以通常采用直流电动机驱动。

  4.驱动和供电方式

  为满足岸边集装箱起重机的工作要求,取得良好的调速性能,一般采用直流无级调速系统,各机构采用直流电动机驱动。直流电源的供电方式有三种:第一种是交流电动机一直流发电机方式,这种方式用得较多,它工作比较可靠,供电电压基本上不受电网电压波动的影响,比较稳定。缺点是机组自重大,价格高,噪声也较大。第二种是可控硅整流方式,它的电效率高,调速性能好,机组重量轻,占地面积小,维修方便,但要求电网容量较大,电压波动小。此外,对维修的技术水平要求高。第三种是柴油机一直流发电机的供电方式,它不受外界电源的影响,提高了集装箱起重机的机动性,特别适用于供电不方便的码头,并可节省供电设施的投资,但这种机组噪声很大,柴油机的维修也较复杂。

岸边集装箱起重机的金属结构[2]

  岸边集装箱起重机的金属结构有海侧和陆侧门框,门框之间的连接横梁、斜撑杆,门框制成的中梁和后伸梁,海侧梯形架和支撑梯形架的斜撑杆,前拉杆和中梁铰点共同支撑的可以俯仰运动的前伸梁等结构部件组成。岸边集装箱起重机金属结构还包括运行小车结构,机器房结构和扶梯平台走道结构。

岸边集装箱起重机的分类[3]

岸边集装箱起重机
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岸边集装箱起重机

  岸边集装箱起重机的分类有多种方式,按单次起吊集装箱数目分,有单箱式岸边集装箱起重机和双箱式岸边集装箱起重机;按起重机门架型式分,有H型门架岸边集装箱起重机和A型门架岸边集装箱起重机。

  最常用的是按起重机小车的结构型式分类:

  1.全绳索小车岸边集装箱起重机

  起升机构与小车运行机构均布置在固定桥架上的机器房内,通过绳索牵引小车运行的岸边集装箱起重机。

  2.半绳索小车岸边集装箱起重机

  小车运行机构布置在小车上,起升机构布置在固定的机器房内的岸边集装箱起重机。

  3.自行式小车岸边集装箱起重机

  起升机构与小车运行机构都装在小车上的岸边集装箱起重机。

  上述三种型式中,半绳索牵引小车式应用最多。因为控制方便,省去小车牵引的钢丝绳,大大减少维修工作量,降低装卸成本。自行小车式钢丝绳最少,但整机自重偏大,而且由于起升电动机的功率越来越大,需要大截面的移动电缆供电,十分困难,且成本高,因此较少采用。全绳索牵引式小车的重量最轻,然而钢丝绳最长,维修困难,只是在码头允许负荷较小的情况下才考虑使用。

岸边集装箱起重机的主要性能参数[2]

  主要技术参数的确定岸边集装箱起重机的主要参数与集装箱的箱型、船型、码头结构和装卸要求等有关。

岸边集装箱起重机
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岸边集装箱起重机

  1.起重量

  岸边集装箱起重机的起重量习惯上取额定起重量与吊具的重量之和,即额定起重量不包括集装箱吊具在内。因此,额定起重量一般按所起吊的集装箱的最大总重量来决定,对于国际标准40ft集装箱按其最大总重量取30.5t。目前世界各国岸边集装箱起重机普遍采用伸缩式吊具,其重量一般约为10t。随着结构的不断改进,有的伸缩吊具的重量已减轻到8~8.5t。据统计,目前世界上拥有的各种岸边集装箱起重机中,70%以上的起重量取40.5t或37.5t。

  2.尺寸参数

  包括起升高度、外伸距、内伸距、轨距、基距、门架净空高度等。起升高度应根据船舶型深、吃水、潮差和船上集装箱的装载情况来定,要求在轻载高水位时,能装卸三层集装箱并能堆高到四层;在满载低水位时,能吊到舱底最下一层集装箱。按3\times10^4t级船型和码头前沿水位差为2m的条件,根据上述要求,计算所得的起升高度约为37m,故目前世界各国设计制造的岸边集装箱起重机的起升高度,大都取为轨面以上25m,轨面以下12m。

  外伸距是指岸边集装箱起重机海侧轨道中心线向外至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。其确定系根据船宽并考虑在甲板上堆放四层集装箱、在船舶横倾向外倾斜3°时,仍能吊走甲板上外舷侧最上层的集装箱。

  内伸距是指岸边集装箱起重机陆侧轨道中心线向内至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离。为了保证船舶装卸效率,在码头前沿水平搬运机械来不及搬运的情况下,内伸距就可起到某些缓冲作用。此外,考虑到起重机要把舱盖板吊放到内伸距范围下和起重机陆侧不同的供电方式对内伸距的要求,内伸距取7~11m。

  轨距的确定应使起重机具有足够的稳定性和考虑到由于轨距变化给起重机轮压带来的影响。同时,要考虑码头前沿的装卸工艺方式。通常,要求起重机轨距范围内能I临时堆放三列集装箱并允许跨运车能自由进出搬运这些集装箱。集装箱装卸一般不进行车船直接换装,故可不考虑铺设铁路线的尺寸要求。综上所述,轨距可取16m,宽轨型取26m。

  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,主要考虑能通过跨运车,并留出一定的安全间隙0.8~1m;堆码三层集装箱通过两层集装箱的跨运车的外形高度约为9m,则门架净空高度可取10m。

  基距是指同一轨道上两个主支承中心线之间的距离。门框内的空间应能通过40ft集装箱。大型舱盖板(14m×14m)并考虑到集装箱在装卸过程中可能产生的摆动,两边须留有一定的间隙,则门框内的有效宽度应约为16m。

  3.工作速度

  工作速度的选定应满足装卸生产率的要求并对各机构的工作速度进行合理的分配。提高升降和小车运行速度对缩短装卸工作循环时间意义较大,但在速度分配时还要尽量使之与电动机的容量规格相配合,并尽可能使机电设备配件通用化,以便于维修更换。此外,起重机工作速度的提高会增加吊具的摇摆。因此,应同时考虑减摇等相应的技术措施,否则效果不佳。岸边集装箱起重机各机构的工作速度:

  (1)起升速度:通常设计满载和空载两种速度,而且,空载起升速度高于满载速度一倍以上。例如普通型岸边集装箱起重机满载起升速度为35~40m/min,空载为70~90m/min;高速型满载起升速度为50m/min,空载为120m/min。高速型的岸边集装箱起重机,其相应的生产率为每小时30~35箱。

  (2)小车运行速度:岸边集装箱起重机的小车行走距离一般都在40m左右,小车行走时间约占整个工作循环时间的25%左右。因此,提高小车行走速度对缩短工作循环时间、提高生产率是很有意义的。但是,小车行走速度的提高将会增加吊具的摇摆和司机的疲劳,因此必须具有效果良好的减摇装置。普通型岸边集装箱起重机小车行走速度为120~125m/min,高速型约为150m/min。根据实际使用情况,小车行走速度在140m/min以上须装有吊具减摇装置。

  (3)大车行走速度:移动大车的目的是调整作业位置,因此,对大车行走速度并不要求很快,一般在25~45m/min即可。

  (4)臂架俯仰时间:臂架俯仰属于非工作性操作,在集装箱船停靠码头和装卸完毕离开码头时,岸边集装箱起重机需将臂架仰起来,让船通过。一般一个俯仰工作循环,即臂架起升和放下,取8~10min。

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参考文献

  1. 周学勤.配送中心管理与运作.吉林大学出版社,2009.01
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 梁金萍.物流设施与设备.河南科学技术出版社,2009.1
  3. 黎明森,黄有方.现代港口电气自动化工程技术手册.人民交通出版社,2005.7
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