現代化港口碼頭常見的八大重型機械

2021-05-27

　　據相關消息，在上海自貿區之后，第二批自貿區會簽審核將于12月啟動，明年5-6月份有望正式落地。天津和廣東的方案有望進入國家各部委的會簽程序。自貿區對港提供了難得的機遇，從單一的港口裝卸向多元化的港口服務轉型發展將成為新的趨勢。目前信息化技術已被應用到港口生產的各個環節，從港口企業內部的生產調度、碼頭操作、業務管理、安全監管，到外部EDI數據交換、物流平臺、口岸平臺建設等各個方面。未來幾年港口機械設備市場將會迅速擴大，下面盤點一下目前港口碼頭常見的機械設備。
　　岸邊集裝箱起重機
　　岸邊集裝箱起重機(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備。個別碼頭還利用岸橋的大跨距和大后伸距直接進行堆場作業。岸橋的裝卸能力和速度直接決定碼頭作業生產率，因此岸橋是港口集裝箱裝卸的主力設備。岸橋伴隨著集裝箱運輸船舶大型化的蓬勃發展和技術進步而在不斷更新換代，科技含量越來越高，正朝著大型化、高速化、自動化和智能化，以及高可靠性、長壽命、低能耗、環保型方向發展。
　　國外集裝箱起重機已基本走向標準化、自動化和系列化。目前在役的岸邊集裝箱起重機有幾十臺，由Nelcon、Mitsubishi、Kone、Noell、Morris、Reggiane-Paceco、SumitimoHI、Mitsul-Paceco和Mitsubishi等公司所生產，其中Nelcon公司產品多。
　　國外幾家公司對岸邊集裝箱起重機控制技術也都很重視，有的還申請了專利文獻，如三菱重工業株式會社的“裝卸用起重機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：EP1333003A1；申請日：2000.10.27)。在通過處理從設置在吊具上的CCD等的攝像裝置獲得的對象集裝箱的圖像數據，可以高精度確實地進行對象集裝箱與懸吊集裝箱的相對位置檢測。
　　德國西門子公司SIEMENSAG(DE)的專利(專利號：DE10107048；申請日：20010213)。涉及了一種集裝箱起重機裝卸的方法，也適用于集裝箱船。在起重機駕駛室中采用帶有監視器的PC機，通過觸摸屏操作，根據預先設定的值能使起重機自動達到預期目標。
　　裝船機
　　裝船機是用于散料碼頭裝船時使用的大型散料機械。一般裝船機由臂架皮帶機，過渡皮帶機，伸縮溜筒、尾車、走行裝置、門架、塔架、俯仰裝置、回轉裝置等組成，如圖一所示。大型港口散料裝船設備，在能源、電力、冶金、港口等行業特別是一些大宗散料集散中心的高速、穩定、集效、滾動式發展中，發揮著重要作用。裝船機通常是連續裝船作業。因此，必須有與之配套的設備提供連續的物料流使裝船機可連續裝船。如糧食碼頭的糧倉給料，煤碼頭的料場中斗輪取料機的連續給料等。
　　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作業環境比較惡劣，對檢測設備和技術有較苛刻的要求，因此目前散貨裝船系統自動化程度較低，基本上靠人工現場操作。而采用現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）會危害現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，操作過程中會不規范不科學，如為避免碰撞，將溜筒懸于船艙之上，造成粉塵飛揚和貨物損失。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，迫切需要自動化裝船系統，因此，未來裝船機的一個大的發展趨勢為自動化程度會越來越高。
　　國外公司擁有自己的控制系統的核心技術，電氣PLC控制系統的軟硬件采用公司的產品。采用PLC控制可實現設備的控制、數據監測、數據處理、數據傳送功能，在電氣室、司機室和系統中央控制室內顯示工作狀態、裝卸船數據、故障信息等，實現裝卸船系統的信息管理。各機構可根據實際需求，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，控制系統的核心技術和系統的軟硬件基本依靠國外公司。
　　卸船機
　　卸船機是碼頭前沿的重大接卸設備，對系統的工作效率起著重要的作用，因此各大港口均按碼頭停靠大船型，為達到系統大生產率，選用、可靠的卸船機。目前，我國煤炭、礦石碼頭的卸船機大部分采用抓斗式卸船機。
　　橋式抓斗卸船機由起升機構/開閉機構、小車牽引機構、俯仰機構、大車行走機構、落料回收裝置、臂架掛鉤與金屬結構、電氣與控制系統設備等構成。作業時抓斗從船艙內抓取物料提升至料斗上方放料，物料經振動給料器送至下方碼頭帶式輸送機系統。
　　橋式抓斗卸船機完成一個抓斗工作循環動作需要三個主要工作機構，既抓斗起升/下降機構，抓斗閉合/打開機構，小車行走機構。橋式卸船機的核心部分即為抓斗小車行走機構，經過幾十年的發展，抓斗小車經歷了自行小車、鋼絲繩牽引式小車發展，近幾年又發展到了四卷筒單小車牽引式。
　　橋式抓斗卸船機與連續卸船機相比，通常認為大的缺點是不利于環境保護。近幾年，通過在取料點、機上物料轉載點、受料漏斗以及抓斗上采取多種防污染措施，抓斗卸船機的環境污染已可以得到有效控制。除此之外，橋式抓斗卸船機的技術新進展主要體現在小車結構型式上。
　　集裝箱正面吊運機是一種用以完成集裝箱裝卸、堆碼和水平運輸作業的集裝箱裝卸搬運機械。它具有機動性強、作業效率高、安全可靠、操作簡便、舒適等優點，是一種比較理想的貨場裝卸搬運機械。
　　集裝箱正面吊運機主要分為單臂架和雙臂架結構形式，單臂架集裝箱正面吊運機其臂架為兩級伸縮式單起重臂，臂架由兩只俯仰液壓缸支撐，結構簡單，制造方便，操作靈活。是目前應用多的集裝箱正面吊運機形式。雙臂架集裝箱正面吊運機采用雙起重臂，每個臂架分別由一只俯仰液壓缸支撐，兩組臂架可分別動作，也可同步動作，臂架載荷分布合理，吊具工作穩定性提高，但結構復雜，機動性差。目前較少應用。
　　集裝箱正面吊運機的起重量根據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的集裝箱大總重量確定，對于國際標準40h集裝箱的大重量取30.5t。目前，各廠家生產的起吊40h的正面吊運機，其吊具重量約為10t。
　　集裝箱正面吊運機的運行距離一般在40—50m以內較為合理。如距離太遠，則應在前沿機械與堆場間用拖掛車來作水平運輸。集裝箱正面吊運車在滿載時只允許低速行駛，因集裝箱正面吊運機自重較大，在吊運40t時，整機總重達110t，如行駛速度過快，則對爬坡、制動、整機穩定性以及發動機功率都有較大影響，故滿載時高速度一般不超過10km/h。空載時可高速行駛，一般為25km/h左右。
　　集裝箱空箱堆高機是集裝箱運輸的關鍵設備，堆高機廣泛用于港口、碼頭、鐵路公路中轉站及堆場內的集裝箱空箱的堆垛和轉運，是岸橋、場橋及正面吊的配套產品，具有堆碼層數高，堆垛和搬運速度快，作業效率高，機動靈活、節約場地等特點。近幾年來，隨著國內物流業的飛速發展，各集裝箱貨場及中轉站的集裝箱數量大幅增加，出現場地狹小緊張的問題，擴大場地受費用和地皮限制，因此各貨場及中轉站均考慮向高度發展。各集裝箱堆高機生產廠通過改進其工作機構中的門架裝置來滿足用戶要求，現在市場已有起升高度達到20m、堆碼9層、門架高度13m的空箱堆高機。
　　堆高主要由動力傳動系統、轉向系統、車架系統、門架系統、吊具系統、駕駛室和操作系統、空調系統、電氣系統以及液壓系統等部分組成。堆高機工作時，吊具鎖銷鎖住集裝箱，舉升液壓缸伸縮并帶動鏈條使集裝箱沿門架上下移動；傾斜液壓缸的伸縮實現門架前傾后仰；柴油機輸出動力經行走傳動系統驅動整車行走，從而實現集裝箱的搬運和堆碼作業。
　　目前來看，高可靠性、性能優越的產品，以及裝備電子技術的機電一體化叉車—堆高機市場前景看好。以倉儲發展為依托，發展新品種，特別是前移式叉車和堆垛車產品。計算器技術在電動叉車上逐步得到推廣應用，并納人信息化控制。無人駕駛叉車將適用于有毒或特殊環境的需要，具有較大發展空間。
　　隨著國際化進程的加快，產品的安全性已經成為中國企業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，改善了司機的視野，提高操作安全性。如：豐田7系列叉車裝有主動穩定系統（SAS），SAS采用一系列電子傳感器對叉車負荷、運行速度、轉向角等參數進行測量，當測得潛在危險狀態時，SAS即開始工作，以提高叉車橫向穩定性，從而達到安全作業的目的。
　　集裝箱吊具是集裝箱裝卸轉運的大型專用機具。適合貨運倉儲、水運港口和碼頭，因其為專用設備所以具有可靠性高、運行平穩、作業效率高等特點。是起重設備重要的輔助機具。
　　集裝箱吊具通常與岸邊集裝箱起重機、輪胎式集裝箱門式起重機、軌道式集裝箱門式起重機、集裝箱跨式運輸車和門座起重機等裝卸設備配合使用。它具有與集裝箱箱體相適應的結構，通過轉鎖與箱體的箱角件連接進行起吊作業。集裝箱吊具按有無動力源可以分為無動力吊具和有動力吊具。
　　集裝箱吊具采用半自動或自動彈性拉鎖控制的結構設計，吊具的整個操作過程無須使用輔助元件，屬于純機械作業的機構，吊具承載橫梁的轉鎖由彈性拉鎖帶動齒條移動驅動鎖頭的開閉，使吊具的操作方便。提高了集裝箱的裝卸作業效率。
　　由Stinnes公司研制的可以同時吊裝兩只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，也可以吊裝艙內集裝箱；可以同時起吊兩只不同規格集裝箱，其高低相差大可以達到70厘米；吊裝速度快，平均每吊耗時60秒～80秒。
　　載有起重機的浮動平臺，它可以在港口內移至任何需要的地方，或是靠泊，或是移到錨地使貨物轉船。浮吊通常可以起吊超重貨物。主要用于大件貨物的裝卸。船上有起重設備，吊臂有固定式和旋轉式的。起重量一般從數百噸至數千噸。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度回轉的，另一類是吊臂固定在船上的一個方向，整個船靠拖輪拖帶轉向，或是靠船向各個方向拋錨，通過牽拉不同方向的錨鏈，而實施重物回轉的。前者的結構和機械構造非常復雜，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、一般為非自航，也有自航的。起重船上裝有吊機。作業頻繁的起重船通常為自航式，其起重機可旋轉，當吊重特大件時，可用兩個起重船合并作業。
　　浮吊的幾個世界之世界上大的浮吊是荷蘭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，其雙吊起重能力達到了14200噸，為當前全球之。
　　輪胎式集裝箱門式起重機（通稱場橋）是大型專業化集裝箱堆場的專用機械，裝卸標準集裝箱。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。
　　場橋用柴油機交流發電機組供電，采用數字式變頻調速，可在集裝箱場地內作兩個方向移動。配有能起吊20英尺，40英尺集裝箱的伸縮吊具。場橋的吊具，多采用固定式導板。為減少吊具的搖擺，裝有機械減搖裝置．為了對箱方便，裝有吊具小角度回轉裝置，為了能轉換場地作業．設有00～900的直角轉向機構。一般情況下，場橋跨距已標準化為23.47米(六行加走道)，也可供應非標跨距的場橋。起升高度可保證起吊一個長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輪的大型無內胎輪胎上。輪數是根據場地輪壓的要求而設計的。大車行走機構可以是四輪或兩輪驅動。為防止場橋之間以及場橋與集裝箱之間的相互碰撞，設有手動糾偏系統以及大車四角防碰裝置。
　　場橋采用交流或直流調速系統，具有很好的調速和恒功率控制，能根據箱內重量不同自動調節升降速度。