装卸工艺主要内容.doc

港口装卸工艺与设计Cargo Handling Technology of Ports第一章 港口装卸工艺概论1.1 港口生产概述1.1.1港口的发展及其功能1）港口的定义：港口是一个由水上设施和陆上设施构成的运输综合体，是运输枢纽；可欺可供船舶停靠、货物装卸、旅客上下、并为船舶、旅客服务的场所；是国家的资源，是地区、城市的经济基础设施。2）港口的功能（1）运输功能（2）工业功能（3）商储功能（4）旅游功能（5）客运（6）现代物流功能1.1.2港口的职能和港口生产活动的主要内容1）港口职能我国港口体制已改革，港口下放到城市。 政：市政府下设港口管理局或其下某局设港口管理部门，代表政府行政机构。企：港口集团公司，第一法人。2）港口企业（港务公司）生产活动的主要内容换装作业：港口生产最能主要的生产活动（1） 换装作业过程，也即港口生产过程、装卸过程。港口作过程：货物从进港到离港的全部作业总和，是由一个或一个以上操过程中连续一次的完整搬运过程。港口装卸过程（cargo handling process）：货物从进港到出港所进行的一或多个操作过程组成的全部作业过程。操作过程（unit process of cargo handling）：货物在港口换装过程中，一次连续的作业。操作工序（unit operation of cargo handling）:在港口装卸过程中，能形成一个基本单元的操作部分，是操作过程的组成部分。一个操作过程可划分为若干个工序，有下列几种工序：舱底作业（做关）： 起落舱作业车内作业搬运作业库内作业（2）换装作业形式直接换装：只有一个操作过程的换装作业方式。如：船车（直取）、 船船（过驳）优点：环节少，所用机械少，人员少，管理方便，货物在港时间少，加速货物流转。缺点：对于港口一般效率低、速度慢，船舶、车辆在港停留时间长，港口费用支出大。间接换装：有两个或以上操作过程的换装作业方式。船库（场）车船库（场）船优点：效率高，车船在港时间少，节省车船在港停留费用，提高车船利用率。1.1.3港口生产活动的特征1) 港口生产产品的特殊性2) 生产过程的复杂性和多样性（1）货物复杂。（2）车辆、船舶等运输工具和不相同。（3）多工种、多环节联合作业。3）生产活动的不平衡性（1）自然因素、社会因素、经济因素以及技术设备影响（2）农业的季节性（3）港口之间、港口与其它部门有联系不平衡系数 （我国为1.11.5）1.2 港口装卸工艺1.2.1 港口装卸工艺工艺：产品的加工方法，即人们在从事社会生产过程中改变劳动对象采取的方法。港口装卸工艺：人们利用港口机械设备等物质手段去实现货物位移的程序。简言之，港口装卸货物的方法。1.2.2港口装卸工艺在港口生产中的作用1）港口装卸工艺是港口进行生产的基础，它是研究生产力的科学（生产管理是研究生产关系的科学）。2）装卸工艺合理，经济效益才好。安全、优质、高效、经济。1.2.4 港口装卸工艺的内容日常工艺管理效率、成本分析，合理劳动组织。装卸工艺管理、设计为新建码头工艺系统和技术改造提供初步设计方案。工艺管理的具体内容装卸工艺设计内容：（详细内容见第九章）规模、布局、设备选择、设备需求量、劳动力需求、后方疏运、选地、经济评估。1.2.4装卸工艺发展趋势影响装卸工艺发展的最大因素是运输劳动对象货物。货物的运输状态改变，单元的变化，装卸工艺必然随之改变。水运史水运工艺发生过三次改革，装卸工艺也经历了三次改革：第一次变革：石油，由桶装散装，产生油轮泵管道油罐来疏运、装卸、贮存的新工艺。第二次变革：谷物由袋装散装，出现，气力输送装置、机械化粮仓来装卸、贮存的新系统。第三次变革：件货集装箱运输，出现集装箱装卸桥、跨运车、龙门吊等装卸搬运系统。工艺管理：由人工经验管理电子计算机进行监控、协调管理、优化理论、排队论、模拟技术的运用。工艺设计：由人工计算设计计算机辅助设计。港口装卸工艺现代化具体途径见教材P20，共六条。1.3 影响港口装卸设备类型选择的主要因素1.3.1货物方面1.3.2运输方面1.3.3港口建设方面1.3.4运输组织方面1.3.5自然因素1.3.6其它方面第二章 港口装卸工艺2.1 港口装卸工艺方法研究2.1.1方法研究与工作衡量1）方法研究2）方法衡量2.1.2步骤1）选定研究项目2）实录生产过程细节3）对生产过程细节批判分析4）研究新方案5）实施、维持新方案2.2港口装卸工艺合理化原则2.2.1 社会和劳动保护方面2.2.2设备方面2.2.3工艺流程方面2.2.4作业方面2.2.5成本方面第三章 件杂货装卸工艺 3.1概述3.1.1件杂货定义指有包装或没有包装的成件运输、装卸、保管的货物如粮食，是相对散货而言的，并不是货物固有的属性，是为运输装卸或保管的方便而划分的货类，是可以转化的。3.2 件杂货吊货夹具3.2.1类型（要求识别）1）通用吊夹具马钩：链条马钩、钢丝绳马钩、钢丝绳链条马钩吊索网络货板2）专用夹具钢板钳、卧桶夹具、立桶夹具、电磁吸铁盘、立放卷纸夹具、平放卷钢夹具、真空吸盘吊具、立放卷钢夹具。3.2.2选择件货吊具的原则1) 牢固可靠、安全2) 保证货物完整无损3) 操作方便4) 充分利用装卸机械的起重能力、效率高5) 避免多次改组货吊3.3件杂货装卸工艺系统分析3.3.1我国现有件杂货工艺系统主要有下面几类1) 起重机（或船吊或流动机）流动机系统适用于海港、长江中下游水位差不大的直立式岸壁码头2）起重机缆车流动机械系统适应范围：适用于大中水位斜坡式码头系统有两种作业方式：（1）水平搬运机械（如电瓶车、汽车牵引车的挂车）直接开上缆车，随缆车运行。（2）货物直接吊在缆车上，流动机械在岸上接运。缆车的工艺布置有两种：（1）坡顶平面直立式布置（流动机械从缆车正面进出）：适用于小型搬运机械，也有汽车（特殊）。（2）侧式布置：坡顶位置两侧设作业平台，搬运机械经两侧平台以前进状态进出缆车（安全方便，道率高，但占岸线长，造价高）。卷扬机也有两种布置：（1）侧式（操纵室建于二楼）。（2）直式（另设操纵室，因为视野不好）。3）皮带装卸机械化系统适用于专业性的件杂货码头，如化肥厂、粮厂把生产过程和装船运输过程衔接起来。不足：要人工供料，也可用于一般吞吐量不大的码头。斜坡、直立码头均可。3.3.2起重机（或船吊、流动起重机）流动机械系统中装卸船方式及其比较1）门机优点：（1）码头前沿有铁路通过时，铁路运输与岸边装卸作业互不影响。（2）门机自身高度高，起升高度高，幅度大，起重量大。（3）门机可沿码头前沿移动，可实现帮舱作业，缩短船舶装卸作业时间。（4）门机对水位差适应性比船吊大。（5）门机可以吊入吊出清舱机械。缺点：正如船吊的优点。2） 船吊优点：（1）不需要昂贵的码头建筑，门机轮压大，要求码头有一定的承载能力。（2）不需要专门的供电、修理等设施，营运费用、装卸成本低。门机管理、使用、修理、保养要求高。（3）不占用宝贵的码头前沿。选择船吊必须注意以下问题：（1）水位差变化较大的港口不能用。（2）直接换装的比重较大。（3）陆域狭窄的情况下，需在码头前沿设多层仓库，不能用。（4）长大件货的比重大，采用门机更有利。3）门机和船吊一起使用外贸码头内贸码头4）固定式起重机5）龙门起重机6）桥式起重机7）移动式起重机。3.3.3水平搬运工艺选择1）蓄电池搬运车（电瓶车）适应条件：（1）承载能力低，运距短（100米），只适于短距离搬运轻泡货；（2）道路比较平坦；（3）通道较狭窄的场所；（4）对搬运效率要求不高的码头。2）牵引车（拖挂车）使用方法：（1）循环拖带，一个拖头配几组挂车，一般一个拖头三组挂车，即前沿装卸一组，搬运途中一组，堆垛一组。（2）固定拖带适应条件：A运距200500m，爬坡最大1015度。B道路要求比电瓶车低。3）载重卡车优点：调车灵活，速度快，周转快适应范围：（1）经济运距500m以上；（2）道路宽阔。4）叉车按动力装置分类主要有：蓄电池叉车内燃机叉车按总体构造形式分：平衡重叉车、前移式叉车、侧面式叉车、插腿式叉车、转叉式叉车优点：（1）叉车功能多，能完成多种作业、装卸、搬运、堆垛，（2）配备各式各样的工夹具适应多种货物装卸、搬运、堆垛作业。经济运距：电瓶车叉车100m，内燃机车叉车150m。3.3.4搬运机械经济运距简单计算法（根据运距选择机械）装卸循环：卸船指从前沿搬运至堆场卸下空车返回 装船指从堆场装车搬运至前沿空车返回Y=(元/吨)3.3.5库场作业方式1）仓库（1）叉式装卸车（2）桥式起重机趋势：仓库用行车，另配一至两台叉车零星作业。2）堆场（1）叉车：长大件不易。（2）移动式起重机（3）门吊（4）龙门吊（5）跨运车3.3.6车辆装卸形式1）叉式装卸车2） 移动式起重机3）桥式起重机（行车）4）移动式胶带机5）门机3.4件杂货码头布置3.4.1件杂货码头工艺布置前沿采用门机，以1988年的港口工程技术规范为准。一般技术要求如下：1）码头岸壁门机前轨中心线不小于2.0m2）门机机腿之间的距离3）前方作业地带：码头前沿到一线库场边缘的距离。如使用门机：根据门机轨距及作业方式等情况决定，一般4750m。如使用船吊或流动起重机装卸船：根据搬运机械的类型及其转弯半径作业方式定，一般1425m.4）道路要求（1）道路与仓库之间的引道长度（也即道路边缘至仓库房屋外墙面距离）（2）道路的路面宽度主干道次干道支道5）仓库的布置（1）单层仓库长跨度净高（2）多层仓库1) 仓库与铁路之间的距离（根据作业方式及所选机械确定）2)库场参数的确定（1）件杂货库场容量E（吨） E （2）所需仓库堆场面积3.5 件杂货装卸工艺存在的问题及解决途径、发展方向虽然“三内”问题已初步解决，但因为还难以采用大起重机械，装卸效率还不高，件杂货运输必须向散装化，集装箱化、滚装化发展。第四章 集装箱装卸工艺4.1概述1）集装箱定义 集装箱是一种标准的装货容器，是用来运输、保管货物的标准成组运输工具。 国内集装箱、国际集装箱2）集装箱组成及标准箱代号（1） 主要组成：框架（侧框架、端框架）、门、叉槽、角配件（2） 标准箱代号国际上为了方便计算比较，以20ft的集装箱作为单位，称为标准箱或换算箱。In English: Twenty-foot Equivalent Unit TEU各种集装箱在统计时要换算成标准箱，换算公式： 3）集装箱标志 第一类：商业性标志，它只起商业广告作用，不是非有不可； 第二类：不可少，且必须遵循国际标准化组织有关文件规定。 第三类：是一系列为确保安全运输和满足实际需要而设置的指示标记。 尤其第二类图中1、2、3位置标志含义4）集装箱吊具种类及主要特点集装箱装卸桥用何种吊具？为什么？4.2 集装箱船舶装卸工艺集装箱装卸桥主要参数的含义及基本要求。4.3集装箱码头装卸工艺现代集装箱码头前方装卸作业机械一般都采用岸壁集装箱装卸桥，集装箱码头的装卸工艺则可按码头前沿到堆场搬运和堆场的作业方式来分，目前主要如下几种方式：4.3.1底盘车方式（俗称拖挂车，也叫海陆方式）优点：堆场不需装卸机械；集装箱处于随时接运状态，有利于门到门运输；操作次数少，箱子损坏率低，管理方便；对码头、铺面要求低，承载力小，铺面结构简单。缺点：每个集装箱需要一辆挂车，占用车辆多；不能进行多层堆垛，占用场地大，投资较大，对自动化的适应差，吞吐量不大，陆域条件不受限，公路发达可以实现门到门运输的港口。工艺流程 底盘车简介：底盘车实际上是一种装有轮胎的车架，前面有单脚支架或双脚支架，后面有单轴一组轮胎或双轴组轮胎两种，这是半挂车，全挂车的车体上前后端各有一个车轴由一组轮胎底盘车是承载集装箱的部分；分为平板式（框架上铺有钢板）、骨架式（只有框架），牵引车按司机室的位置分为平头式、突发式。底盘车功用：码头前沿到库场之间的搬运；在港内短期储存；从港口到货主的门到门运输。半拖挂式：集装箱的重由牵引车与挂车共同分担全拖挂式：牵引车杆架与挂车连接双联拖挂式：用得较少，因为第二个挂车摇摆厉害4.3.2叉车方式叉车功能齐全，能装卸、堆垛、短距离搬运和车辆装卸，适应于箱量不大的非专用集装箱码头，不管集装箱运输发展够高的程度，集装箱叉车在集装箱码头一般是不可缺少的机械，可以用来零星作业、轻载作业，更多的是用搬运空箱。叉车作业方式有哪三种？叉车方式的特点主要有：1） 堆场机械单一，管理方便，2） 前沿装卸不对位，3） 叉车投资较低，4） 非液压叉车完好率较低，维修费用低，5） 道路14m宽，堆场面积利用率低，6） 轮压较大7） 由于前方视差、集装箱损坏率较高。4.3.3跨运车方式跨运车原来是用作搬运木材、钢管等长件货的一种机械，后来经改革，用专用集装箱。主要特点：卸船不需要对立，卸船效率高岸边到堆场搬运、堆垛不需要其它机械适宜堆场狭窄吞吐量，对地质条件有一定的要求机械复杂，维修因难，完好率低，自动化程度适应差单价较高轮压较大跨运车体大，司机位置高，视野差（配一名辅助人员）4.3.4龙门吊方式龙门吊用于场地装卸作业，水平搬运用底盘车龙门吊分类：轮胎式龙门吊（无轨），轨道式龙门吊（有轨）工艺特点：1. 场地紧密堆垛、堆层多，场地利用率高。2. 维修保减简便，营运费用低3. 轨道式易于实现自动国化或半自动化4. 适于批量较大、入场量较大，票数少的码头。5. 一次性投资较大6. 作业范围受限7. 同步性要求高8. 堆场建设费较高9. 由于层数多，堆场计划要求高，否则翻箱率高。4.3.5集装箱吊运车4.3.6门吊4.3.7 20世纪80年代国际新工艺系统1. 马托松高架装卸系统特色工艺流程工艺特点装卸在空中进行，不影响地面运输车网作业操作完全自动化作业安全紧密堆垛，装卸效率高，通过能力大2. 移动台系统，也称渡桥方式特色：移动车台，有的跟装卸桥边在一起，是组成部分之一；有的没有轨道式龙门吊上，作为其附属部分；有单独设百调回上的独立移动车台3. 环行电动平台方式特色：环行电动平车轨道，电动平车无人驾驶，大跨度轨道龙六吊，其悬臂很大，可将箱吊起来直接送到货运站进行拆箱4.4集装箱码头设计的要求及专用码头的基本规划4.4.2集装箱专用泊位的基本规划1）集装箱专用泊位陆域规划2）堆场布置要求（1）场地箱位数及堆箱面积的确定（2）箱位数：堆场存放集装箱的格子称为“箱位”，进入堆场堆垛箱子的位数。（3）场地划分前方堆场后方堆场4.5集装箱船舶各类及特点4.5.1吊装式集装箱船(LIEFON-LIEF OFF 简称LO-LO)1）普通货船（CONVETIONAL SHIP）2） 集装箱船（SEMICONVETIONAL SHIP）3）集装箱两用船（CONVETIONAL CONTAINER SHIP）4）专用集装箱船4.5.2 滚装式（RO-RO）这是由汽车、火车轮渡船发展而来的新型船型，是以运送装有集装箱拖车为主的专门船，它所装载的集装箱拖车不是用起重机吊入或吊出船舱，而是用牵引车通过艏门、艉门或舷门将其拖入或拖出船舱。RO-RO方式：货物单元用自身行走机构开上开下或被其它牵引机械拖带进行装卸。RO-RO船特点4.5.3载驳船（BARGE CARRIER）也称子母驳，载运若干艘一定尺度的载货驳船从事运输。既可载件杂货，也可载集装箱，因此把它当作集装箱船舶种类之一。5 木材装卸工艺5.1概述2）木材在装卸过程中的主要特点（5）木材易腐、生青斑及木蕈，龟裂及弯曲变形，保管要注意：含水量在2560时，最易受真菌侵害。未去皮的可湿保管去皮的可干保管5.2吊货工夹具 5.3原材装卸工艺5.3.1原材卸船工艺1）散装原材（1）舱内人力作业（2）木材抓斗卸船（船吊或岸上起重机），实现人木脱离，效率高，安全。2）成组原材5.3.2水平运输、堆场作业牵引车拖带元宝架平车或用木材装载机直接搬运（200米以外用牵引车拖运，200米以内的用装载机，也可用卡车）。 堆场作业包括堆场内搬运、选材分类、堆码和装卸车等作业环节。1）叉车2）装卸桥3）电吊4）木材装载机5.3.3推河与出河工艺5.3.5安全问题原材特别是原木，长、大、粗、重，易滚动，容易引起伤亡事故。舱内经常道生有毒气体，缺氧，有时还有老鼠蛇等。要符合工业企业卫生标准（36-79），实现人木脱离，另搞好舱内通风，下舱监测。5.4成材装卸工艺前沿普通采用门座港内水平运输：汽车、牵引车加挂车，木材跨运车，侧向装卸车，旋转叉架装卸车。堆场拆码垛：轮胎起重机、履带起重机，叉式装卸车如果直接进货棚或库内，门座桥式起重机、叉式装卸车木材装卸工艺可分为圆木装卸工艺、成材装卸工艺、下运水中木材工艺、木片装卸工艺。6 煤炭铁矿石装卸工艺6.1散货概述6.1.1散货概况散货是指不加包装成松散颗粒状态进行运输、装卸、保管的货物。如散装煤、矿石、散粮、水泥、化肥等。原则上能散运的货物尽量散运，其有哪三个好处？6.2散货装船工艺6.2.1散货装船工艺带式输送机装船工艺、抓斗起重机装船工艺抓斗起重机装船工艺，装卸效率低，投资又高；只适用于通用性的直立码头。专业性码头特别是货运量较大的码头都不采用。河港：1）固定转盘式散货装船机这种形式属于定船定机型。 一般一泊配两台，其原因：保持装船平衡，减少悬臂长度。作业过程：顺次从前到后开动皮带机，将堆场或卸车线的物料经过一系列中间皮带机，通过溜筒装入舱内。2）弧形轨道式散货装船机（定机定船）（1）定点回转弧形轨道式散货装船机，可用在斜坡式码头和直立式码头上3）不能旋转的简易固定装船机（定机移船）我国的驳船复杂，载重量大小不一，锚地分解编组，多次往返送驳，效率不高，不仅费用增加，操作也不方便。国外也采用定机移船方式，大吞吐量大吨位船队效率高（达5500吨/小时），工艺简单。如美国内河作业方式和主要特点。海港：5）桅杆转盘式装船机不能伸缩，覆盖面积有限，只是在立柱之间设一可俯仰和回转的悬臂，投料点仅达舱口中心，要装满船必须在舱口挂平舱机。没有得到推广。6）移动式装船机（定船移机）分类：高架式；低架式使用情况特点：（1）整机能沿泊位移动；（2）水工建筑投资大；（3）整个泊位线都有供料点，皮带机多，投资大。7）摆动式装船机装船臂由桥端和臂端构成，臂端在桥端上能前后移动。（1）弧线式（2）直线式装船机直线式装船机具有弧线式所具有的全部优点，另外直线轨道结构简单，造价低，节省投资；既能适应巨型船，也能适应中型船（4、6、15、35万吨）。6.2.2散货码头装船设备选型就该注意的问题1）尽量少机点2）船机效率与船型的吨位相适应6.2.3平舱作业专用散货船驳舱口大，岸上装船机漏筒能装满，对舱口小的船驳要平舱作业。平舱作业：把垂直投送下来的物料转为水平方向，投向舱口四周的甲板下。分为人工平舱和机械平舱。在沿海各港，主要存在于12万吨级船。在内河一般在舱口小的货驳上，如2000吨货驳，型宽多在1314米，所以投送距离约在10米左右。平舱机主要有三种类型及特点1）曲带平舱机2）直带平舱机3）溜筒平舱机6.3散货卸船工艺抓斗卸船是现代海河港口散货卸船最主要的一种方式。6.3.1 河港的卸船作业机械化1）起重船抓斗（间歇式）2）连续卸船机（1）简易链斗卸船机（2）悬链斗卸船机6.3.2 海港卸船作业机械化1）双吊杆船吊2）门座起重机3）门座式抓斗卸船机4）桥式抓斗卸船机间歇式卸船存在问题5）链斗卸船机6）斗轮卸船机连续式卸船机的特点6.4 散货堆场作业 两大系统6.4.1堆料机和坑道皮带机系统双臂堆料机何谓起供现象及原因平坑道简易螺旋喂料机工艺6.4.2地面堆取料机系统采用的机械主要有：堆料机、斗轮取料机和斗轮堆取料机。1）机械简介：堆料机：双臂堆料机、悬臂堆料机 取料机：斗轮取料机、滚龙机 堆取料机：斗轮堆取料机、门式滚轮堆取料机2）采用堆取料机有两种工艺方式： 堆取分开、堆取分开各自特点6.4.3 坑道式与地面式之比较6.5 散货车辆装卸工艺6.5.1 卸车工艺1）抓斗起重机2）链斗卸车机3）螺旋卸车机4）翻车机5）自卸车6）比较螺旋卸车机和翻车机，如何发展？6.5.2 装车工艺1）抓斗起重机（一般用流动起重机）2）装车机装车（汽车）3）固定皮带机系统装车(高架存仓装置、装车楼)6.6 防尘和计量防尘方法1）喷头喷水；2）煤车注水；3）皮带机密封；4）局部吸尘；5）堆场设置挡风墙、绿化。计量方法：地秤、电子秤6.7案例分析泊位性质（进口、出口、进出口）泊位数工艺流程工艺特点第八章 散粮装卸工艺8.1概述散粮：包括小麦、玉米、大豆、高粱等。其装卸工艺的特点8.2散粮的船舶装卸工艺8.2.1散粮卸船工艺1） 气力输送机皮带机系统工作过程优缺点2）抓斗卸船我国沿海大多数港口卸粮用的是这种方式，大约8090的散粮是采用抓斗装卸船。发达国家也用。抓斗卸粮特点3）夹皮带机系统（双带机）；Simport（辛波特）这是英国的专利，我国从英国引进过。组成部分作业过程特点4）螺旋卸船机由垂直提升和水平输送两段螺旋所组成的卸船臂，门架上的转台、接运输送机组成。特点5）斗式提升机6）埋刮板输送机国外普遍采用气动输送机，开始采用夹皮带机、螺旋卸船机、埋刮板输送机。国内普遍采用抓斗卸船，气动输送机清舱，开始采用夹皮带机等先进工艺。8.2.2散粮装船工艺普遍采用自流输送管装船。1） 皮带机廊道2） 管子8.3散粮仓库作业机械化8.3.1简介1）一般仓库存在的问题现代港口采用圆筒机械化粮仓，克服了普通仓库堆存粮食的缺点。2）机械化粮仓的构成及其功能构成：工作楼、筒仓、输送系统（1）工作楼（工作塔）任务：收发粮食，过秤