2.跨运车
跨运车是一种具有搬运、堆垛、换装等多功能的集装箱专用机械,跨运车方式又称“麦逊公司方式”。跨运车采用旋锁机构与集装箱结合或脱开;吊具能够升降,以适应装卸和堆码集装箱的需要。吊具也能够侧移、倾斜和微动以满足对位的需要。
(1)跨运车的主要功能
跨运车工艺系统在欧洲应用比较广泛。在集装箱码头,跨运车可以完成许多作业任务,比如集装箱装卸桥与前方堆场之间的装卸与搬运,前方堆场与后方堆场之间的装卸和搬运,后方堆场与货运站之间的装卸和搬运,对底盘车进行换装等。
跨运车一般被认为是一种故障率比较高的设备,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,使跨运车在一些码头上使用得相当成功,不过在我国,采用跨运车方式相对较少。
同时,跨运车是一种价格昂贵的集装箱专用机械,为了减少码头上跨运车的使用量,节省码头设备投资,降低装卸成本,目前有许多采用跨运车方式的码头从码头前沿到堆场这一段搬运过程的操作改用场地运输车来拖带。这样,跨运车就只负责在堆场上的堆垛作业了。
(2)跨运车的优点
跨运车的优点包括:
①由于集装箱从船上卸下时,采用落地方式接运,故不能象底盘车接运费方式那样要对准底盘车上的蘑菇头才能放箱,由此提高了集装箱装卸桥的工作效率。
②集装箱在堆场可重叠堆存,堆放层数根据箱种而不同,重箱最高可堆放三层,但从实际作业情况来看,一般出口集装箱堆两层,而进口集装箱因箱内货物不明通常只能堆一层,但与底盘车方式相比,还是节省了一定的堆场面积。
③跨运车是一种多用途机械,它以24千米/小时以上的速度在场地上进行各种作业,故向薄弱环节调配机械的灵活性较大。
④在码头每天作业量不平衡时,可根据作业量的大小随时自由地增减机数,而不会使装卸作业混乱。
(3)跨运车的缺点
跨运车的缺点包括:
①跨运车本身的价格比较贵,采用跨运车进行换装和搬运时可能会提高装卸成本。
②跨运车采用液压驱动,链条传动,容易损坏,故修理费用高,完好率低,这是跨运车方式中最突出的问题。
③跨运车的轮压比底盘车大,一般轮压以10吨计,故要求较厚的场地垫层。
④在进行“门到门”的内陆运输时,需要用跨运车再一次把集装箱装上底盘车,比底盘车方式多了一次操作。
3.底盘车
底盘车方式又称“海陆公司方式”,是由陆上拖车运输发展起来的。集装箱堆场上采用的底盘车方式是指将集装箱连同运输集装箱作业的底盘车一起存放在堆场上。这种集装箱的堆存方式机动性最大,随时可以有拖车将集装箱拖离堆场,而无需借助于其他机械设备。因此,底盘车方式比较适合于门到门的运输方式。目前,美国西海岸的主要港口较多使用这种方式。
(1)底盘车的优点
底盘车的优点包括:
①除铁路换装作业外,码头上所有作业只使用结构简单的底盘车,不需要其他辅助机械,因此装卸过程中发生机械故障而影响装卸作业的可能性很小。
②由于底盘车不能重叠堆放,集装箱处于随时提取的状态中,实现门到门运输十分方便。
③便于装卸桥实现往复装载式的作业方法。
④在装卸船舶时,码头上只需要使用场地牵引车就可以了,不需要其他搬运设备,故对场地结构的要求低,一般考虑轮压时以6吨计,对各种地面的适应性较强。
⑤运输速度快,即使集装箱堆场的位置离码头前沿较远,也不会影响集装箱船的装卸效率。
⑥装卸船舶作业时,码头上不需要有作业人员的协助。
⑦吊箱次数少,集装箱损坏率低。
⑧便于与货主交接,减少交接时的差错。
(2)底盘车的缺点
底盘车的缺点包括:
①全部集装箱都放在底盘车上,不能堆装,故需要巨大的堆场面积。
②每一个集装箱需要一台底盘车,故需要备有大量的底盘车,因此初始投资费用很高。
③作业时一般内陆运输入员直接把车辆拖进场地内,如堆场发生事故时,通常难以明确事故责任。
④如果一个码头上有两个以上的船公司使用时,各公司所提供的底盘车混杂在一起,在业务上将产生困难。
⑤每个集装箱用装卸桥卸到底盘车上时,都需要对位,故装卸桥的作业效率不高。
4.集装箱叉车
集装箱叉车是集装箱码头上常用的一种装卸机械,主要用于在吞吐量不大的综合性码头上进行集装箱的堆垛、短距离搬运和车辆的装卸作业,也有用于大型集装箱码头堆场的辅助作业,它是一种多功能的机械。叉车搬运集装箱一般采用两种方式:一种是吊运方式,即采用顶部起吊的专用吊具吊运集装箱;另一种是叉运方式,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20ft的集装箱或空箱。任何一种方式的集装箱叉车都应符合以下作业需要:
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荷载中心(货叉前臂至货物重心之间的距离)取集装箱宽度的一半,即1220毫米;④为了便于对准箱位,货架应能侧移和左右摆动。
5.正面吊
正面吊是一种目前在集装箱码头堆场上得到越来越频繁使用的专用机械。虽然这种集装箱堆场设备由于其运行方向与作业方向垂直而需要占据较宽的通道,但是它堆箱的层数较高,并且可以为多排集装箱作业,设备的灵活性较强,因此很受码头堆场的欢迎。采用正面吊可以堆存3~4层重箱,或7~9层空箱,因此堆场场地的利用率较高。
目前,正面吊主要还是作为集装箱堆场的辅助作业机械,但其确实是一种很有前景的集装箱装卸专用设备。
9.2 散货码头主要设备
9.2.1 散货装船机械
1.固定式装船机
固定式装船机械是一种整机不能沿码头岸线移动的装船机型。为了适应装船的需要,扩大物料的抛撒面,这类机型的悬臂可作旋转、俯仰和伸缩的动作,所以这种装船机也称为悬臂转动式皮带装船机。有的装船机的悬臂还可作摆动,因而也陈之为摆动式装船机。由于这类装船机的性能全面,装船效率高,对码头的承载能力要求低,可节约码头的建造费用,因此成为国内外煤炭和矿石码头的主要装船机型之一。
(1)固定转盘式装船机
这是一种我国长江中下游煤炭和矿石出口码头上传统的、应用效果较好的装船机械。固定转盘式装船机可作200°旋转,悬臂的伸缩距离为7米以上;并可以作上下20°~60°的俯仰,以适应装载1000~5000吨级的驳船。
该系统的装船作业如下:从锚地送到码头前的空驳系缆后,机头对正舱口,顺次由前到后开动皮带机,将堆场或卸车线的物料,经过一系列中间皮带机传递到悬臂皮带机,通过溜筒装入舱内,装船过程中为满足船舶平衡和驳船强度方面的要求,悬臂要经过几次水平方向的摆动和伸缩,将物料均匀地分配到各舱内。
这种装船机的装船效率较高,在装载重量小的驳船时,驳船容易过载。因此,在装船过程中要注意驳船吃水的变化。当驳船装满后由拖船或绞盘将重驳拖出,并再次送入空驳。在低水位时,应该将悬臂降下,使投送物料的高度降低,避免物料的冲击和粉尘的飞扬。在高水位时,为避免悬臂碰撞驳船的上层建筑和拖船的桅杆,在驳船靠离时,应将悬臂转向一边。
(2)摆动式装船机
这种装船机由绕中心转动的桥架装置和桥架上前后移动的臂架装置所构成。桥架借助于前端回转台车,沿栈桥上的轨道运行和桥架本身绕后端墩柱的支承中心回转而摆动,而整机不沿码头线移动。装船机的臂架装置是由伸缩架前端设有臂架的构架所组成,内设皮带机,伸缩架下有轨轮,可沿桥架上的轨道移动。悬臂的俯仰和伸缩架的前后移动,是分别通过各自的绞车和钢丝绳的牵引来实现的。摆动式装船机按前端栈桥轨道的形式不同,分为两种:一种是弧线式装船机,另一种是直线式装船机。
弧线式装船机的前端栈桥轨道呈弧线形,装船机的前端回转台车的中心与后端墩柱中心距离不变,物料靠来回摆动的装船悬臂内的皮带机装船。这种装船机所需码头岸线的长度和码头前沿皮带输送机的长度比移动式装船机明显减少,因而可节省码头建设费用。同时对船型的实用性也较转盘式装船机好,装船效率高,所以被大型的煤炭或矿石码头采用。
直线式装船机又是一种整机不沿码头岸线移动的固定式装船机。它与弧线式装船机的主要区别是:装船机的前端栈桥的轨道呈直线形,也就是装船机的桥架沿支线轨道摆动。这种装船机具有其独特的优点,如它采用大跨距的回转桥架,由于前端有支承轨道,所以避免了巨大的悬臂倾覆作用,有利于加大回转半径,在较小的伸缩变幅的情况下,完成船舶舱口的覆盖面积。这样就可以采用单机头,充分发挥皮带机高效率的特点;水工建筑也只受竖向载荷,使水工建筑的投资减少。但这种装船机的臂架支点的结构很复杂,不仅要能旋转,而且要能伸缩,并要求这些动作同步进行,所以直线式装船机的技术要求较高。直线式装船机一般适用15万吨级以上的大型散货码头,这种装船机在我国也有采用。
2.移动式装船机
移动式装船机是一种整机可沿泊位前沿轨道全长行走的装船机械。这类装船机性能完善,可适应在各种煤炭和矿石码头的任一船舱装载,但构造比较复杂。为了供料,需要沿码头设置高架栈桥和皮带机,配备可与装船机一起移动的卸料车和供料皮带机等设备,因此对码头结构强度的要求较高。
移动式装船机具有灵活、机动、工作面大、对船型变化的适应性强的优点,所以是国内外煤炭、矿石码头最常用的一种装船机械。选用这种装船机进行装船一般都采用定船移机工艺。
9.2.2 散货卸船机械
散货卸船机械按机械工作特点分,可分为间歇型卸船机和连续型卸船机两类。间歇型散货卸船机主要有船吊、带斗门机、装卸桥等,其特点是利用抓斗抓取物料卸船,因为在抓斗卸船的工作循环周期中有一个空返回程,因此称为间歇型卸船机。散货卸船机除可用作煤炭、矿石卸船外,还可作为散粮、散盐、沙等散装货卸船之用。抓斗卸船随主机的不同,分为双索抓斗和船吊抓斗两种形式。
1.散货卸船抓斗
(1)双索抓斗
双索抓斗是一种专为各种起重机配置的散货装卸吊具。所谓双索抓斗,即抓斗上有两根钢丝绳分别栓在起重机的两个卷筒上,其中一根钢丝绳固定在抓斗的上承梁上,称为支持绳,其作用是承受抓斗重量,另一根钢丝绳绕过下承梁的滑轮后,也固定在头部,称为开闭绳,其作用为开闭抓斗。
当抓斗下落到货堆上时,开闭绳和支持绳皆松,抓斗张开,准备抓货。然后开闭绳渐紧,抓斗抓货,抓斗慢慢关闭,抓获结束。开闭绳和支持绳皆紧,抓斗上升,卸船机吊臂旋转至卸货点。支持绳紧,开闭绳松,抓斗张开,卸货结束,吊臂旋转至货堆,抓斗下降。开闭绳和支持绳皆松,准备抓货,重复卸货循环。由此可见,借助起重机吊臂的旋转功能,双索抓斗开闭自如,可任意完成船舶的卸货任务。
(2)船吊抓斗
船吊抓斗是一种专门与双杆船吊配套使用的双索抓斗。船员抓斗与岸机配置的双索抓斗是有区别的,这是因为船舶吊杆在装卸作业过程中不能变幅旋转,所以船吊抓斗的开闭索除了完成抓斗开闭动作外,还在抓斗变换货位时起定位作用,但如将起重机的双索抓斗用于船吊时,其关闭索在回空时会将抓斗关闭,也没有定位功能,不能使抓斗迅速落入货堆上抓取货物,所以起重机用的双索抓斗不能用于船吊。
双吊杆船舶吊杆卸货时,抓斗以张开的形式落于货堆上,支持索处于松弛状态,方形环自由平落在上横梁上,此时提升开闭索关闭抓斗,锥形球碰不到方形环上的疏齿。在卸货点因支持索受力,方形环处于翘起状态,当开闭索卸货时,锥形球的尖头可滑过方形环的疏齿的下方,当回行拉紧开闭索时,由于锥形球卡在疏齿内而不会把抓斗关闭。由此完成卸货的循环。
2.间歇型卸船机械
(1)船舶吊杆
船舶吊杆的工作特点有以下几点:
①为了装卸作业的安全,船舶吊杆工作时,抓斗起升高度不能太高;
②船舶吊杆的起重量较小,卸货效率较低;
③清仓量大;
④在采用船舶吊杆抓斗卸船方式时,不需要在码头上配备卸船机械,因此可节约码头的建设费用,同时港口的装卸成本也可降低。
(2)带斗门机
这是一种在门机的门架下设置可伸缩漏斗的散货卸船专用机械,带斗门机的工作特点是:卸船效率高,这是由于一方面门架下的漏斗可根据抓斗行程调节伸缩,使抓斗带货运行的行程缩短;另一方面是因为带斗门机的起升、变幅速度比普通门机高40%~50%,从而提高了装卸效率。带斗门机适用于船型不超过5万吨级的中型散货船进口码头,卸船效率在700吨/小时以下。世界上最大的带斗门机卸船效率可达1050吨/小时。
(3)装卸桥
装卸桥也称桥式卸船机,是国外大型散货码头最主要的卸船机械,一般适用于5万吨级以上的散货专用船,卸船效率在700吨/小时以上。装卸桥抓斗的行程路线简单,起重量大,同时装卸桥还可以承受较大的动量载荷,所以其装卸小车的工作速度比较快,抓斗的工作周期大为缩短,从而提高卸船的效率。装卸桥在国外大型散货码头得到了普遍使用。
3.连续型卸船机
链斗式卸船机和斗轮卸船机是两种常见的散货连续型卸船机。这两种卸船机主要由垂直提升的斗式提升机和水平输送的皮带机两大部件组成。
(1)链斗式卸船机
链斗式卸船机的工作过程如下:物料由链斗提升机提取,卸到回转转盘附近的料槽内,由臂架皮带机送进大车中的中心料斗,再经过下面的双料斗直接卸到汽车或火车内,或者流到皮带机火车上,经坑道皮带机转库场堆存。链斗式卸船机主要的优点有: