集装箱装卸机械与工艺培训课件(ppt 104页).ppt

第八章集装箱装卸机械与工艺 学习目标 主要内容 能力目标 知识结构图 思考与练习 掌握集装箱装卸机械的分类 主要机械的结构 技术参数了解各种集装箱装卸工艺方案的作业过程了解合理组合 选用方法及各种指标了解集装箱码头的平面布置和合理配置 2 1 3 4 1 2 在现场能识别各种集装箱专业机械的用途 性能和作用知道怎样才能有效提高装卸效率的合理途径能进行初步的集装箱装卸工艺的技术经济分析 3 第一节集装箱装卸机械概论 第二节集装箱的吊具和索具 第三节集装箱岸壁起重机 第四节常用码头集装箱装卸工艺 第五节装卸工艺管理 第一节集装箱装卸机械概论 一 集装箱装卸机械的发展阶段 本节点睛 二 集装箱装卸工艺型式简介 集装箱装卸机械指集装箱运输过程中 用于在集装箱码头 铁路办理站 公路中转站进行集装箱装卸的设备 集装箱装卸机械一般分为三类 即车船装卸机械 水平运输机械和堆场机械 一般认为集装箱装卸机械的发展经历了三个阶段 见图8 1 一 集装箱装卸机械的发展阶段 图8 1集装箱装卸机械的发展阶段 二 集装箱装卸工艺型式简介 集装箱装卸工艺 与集装箱装卸机械的使用存在着密切的联系 现在在世界各集装箱码头被普遍使用的装卸工艺有以下四种 一 底盘车装卸工艺方案 底盘车 见图8 2 装卸工艺以底盘车为主要设备 集装箱置于底盘车上 不进行单独堆场 图8 2底盘车 二 跨运车装卸工艺方案 跨运车 见图8 3 装卸工艺方案以跨运车为主要装卸设备 这种装卸工艺堆场利用率高 桥吊吊运集装箱落地时 无须对位 所以装卸速度快 图8 3跨运车 三 龙门起重机装卸工艺方案 龙门起重机 见图8 4和图8 5 装卸工艺方案以龙门起重机为主要装卸机械 我国的集装箱码头多数采用这种装卸工艺 图8 4轮胎式龙门起重机 图8 5电动轨道式龙门起重机 四 双小车桥吊装卸工艺方案 双小车桥吊 见图8 6 装卸工艺是将集装箱的装卸分两段进行 先用桥吊将船上的集装箱放在横梁上 再由第二小车或地面机械作对位的垂直运输和水平运输工作 图8 6双小车桥吊 第二节集装箱的吊具和索具 一 集装箱专用吊具结构与分类 本节点睛 二 集装箱吊具的对位和减摇 三 集装箱吊运索具和货叉 集装箱吊具是指集装箱装卸机械和集装箱之间相衔接的工索具 按集装箱的吊运方式 集装箱吊具可分为分为四吊点吊具和单吊点吊具两大类 四吊点吊具的特点是将集装箱用四根绳索吊起 单吊点吊具的特点是将吊具的着力点集中在吊钩一点上 一 集装箱专用吊具结构与分类 一 集装箱吊具结构和工作原理1 集装箱吊具结构一般由机架 旋锁 导向板 前后倾斜部分 机架伸缩 伸缩式 部分等组成 2 集装箱吊具基本工作原理 二 集装箱吊具分类 集装箱吊具可以分成以下几种 见图8 7 图8 7集装箱吊具的分类 1 固定式吊具 是指只能吊运固定尺寸集装箱的吊具 见图8 8 分为20 吊具和40 吊具两种 现在很少使用 图8 8固定式吊具 2 组合式吊具 可分为吊梁式和主从式两种 见图8 9 图8 9组合式吊具 3 伸缩式吊具 是指吊架由液压系统操纵 能方便伸缩 适应不同箱型尺寸的吊具 自重在8 10吨之间 见图8 10 图8 10伸缩式吊具 4 旋转式吊具 是一种为旋转类起重机而设计的集装箱吊具 旋转类起重机起吊集装箱后到落地时 集装箱的相对角度会发生变化 这种吊具可随同起重机一起旋转 但方向相反 便于集装箱落地时 可以保持需要的角度 只用于特殊的情况 5 顶吊和底吊两用吊具 指既可以从集装箱的顶角件起吊集装箱 也可以从底角件起吊集装箱的吊具 在顶吊时 这类吊具同一般的吊具一样使用 在底吊时 用特殊的抓臂 将集装箱从底部角件吊起 通常用于集装箱的堆场 二 集装箱吊具的对位和减摇 一 集装箱吊具的对位是指通过导向板帮助集装箱吊具与集装箱相联接 其偏差范围为 200mm 如果集装箱存在倾斜 吊具的对位机构都有倾斜装置来适应这种误差 集装箱正面吊吊具的对位机构 还应具有平面旋转的功能 二 集装箱吊具的减摇 在集装箱装卸时 当桥吊或龙门吊小车行车速度达到130m min以上 或司机的操作水平不高时 集装箱摇摆的幅度可达2米以上 时间可长达半分钟 这会导致集装箱无法对准船舶的BAY位 或无法对准码头接卸的集装箱卡车 这时需要集装箱吊具装备的减摇装置进行支持 集装箱吊具的减摇装置 可以在10秒内 将集装箱的摆摆幅度控制在 10cm以内 二 集装箱吊具的减摇 减摇装置一般有以下四种 见图8 11 图8 11减摇装置的一般类型 三 集装箱吊运索具和货叉 在简易集装箱操作场所 可采用吊钩 钢丝绳 卸扣 见图8 12 等装卸集装箱 也可用带手动旋锁装置的简易吊架装卸集装箱 此时要注意索具的承载能力 可用叉车进行空箱垂直装卸 货叉插入叉槽应达三分之二以上 以防止倾覆 图8 12集装箱吊运索具实例 第三节集装箱岸壁起重机 一 集装箱装卸桥外形与结构 本节点睛 二 集装箱装卸桥主要技术参数 三 桥吊装卸集装箱船舶作业过程 概述 现代化集装箱码头 普遍采用岸桥来装卸集装箱船舶 概述 集装箱在码头上的装卸作业方式 可分为吊装式和滚装式两种 滚装式通常与集装箱底盘车工艺相联系 由于现在世界上采用底盘车工艺的集装箱码头很少 所以集装箱码头最常用的装卸方式是吊装式 包括顶部起吊和底部举起 在吊装式情况下 码头对船舶的作业机械常使用集装箱装卸桥 门机 船吊等 其中最常用的是集装箱装卸桥 又称集装箱岸壁起重机 桥吊 岸桥 一 集装箱装卸桥外形与结构 集装箱装卸桥的实例 见图8 13 图8 13集装箱岸壁起重机 一 集装箱装卸桥外型 集装箱装卸桥的外型分为A型和H型 早期多用 A 型 现在多采用 H 型或混合型框架 高度低 制造安装容易 见图8 14 图8 14集装箱装卸桥的外型 二 集装箱装卸桥主要结构 集装箱装卸桥主要结构组成包括 金属结构部分 起升机构部分 小车行走部分 大车行走部分 俯仰结构部分和机房 司机室 二 集装箱装卸桥主要技术参数 根据ISOTC 104关于集装箱箱型的国际标准 和联合国贸发会议关于集装箱船型的划分 集装箱装卸桥应确定的主要性能参数有以下几项 见图8 15 图8 15集装箱装卸桥应确定的主要性能参数 一 起重量 1 集装箱装卸桥的起重量Q QC W 吨 QC 额定起重量 20 24吨 40 30 5吨 W 吊具自重 8 10吨 Q 集装箱装卸桥的起重量一般为40 5吨 2 双吊式情况下的起重量Q 2 24 10 58吨 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 1 船舶的尺寸参数选择装卸的代表船型为3万吨级 2000TEU 相关参数如下 1 型宽 B 32 2米 2 型深 D 19 5米 3 满载吃水d1 11米空载吃水d2 5 5米 4 横倾稳心高度 M 13米 5 舱盖高度t 0 9米 6 舱口围板高度e 0 8米 7 甲板上堆四层 箱高取2 591米 甲板堆箱总宽31 64米 允许外倾3 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 2 桥吊尺寸参数 1 起升高度H指水面以上起升高度 H1 D e t h3 C hC d2H3 三层集装箱高度 3 2 591 7 78米C 装卸作业安全间隔 C 0 5米HC 集装箱高度 hC 2 591米H1 19 5 0 8 0 9 7 78 0 5 2 591 5 5 26 58米船横倾3 时 高度增加hH 1 2Ftg3 1 2 31 64 tg3 0 8米 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 F 甲板堆集装箱总高度 H2 d1 b hC aB 舱底板高度b 2米HC 箱高 此处考虑HC 2 438米A 余量a 1 5米H2 11 2 2 438 1 5 8 06米考虑水位差2米H H1 H2 2 27 38 8 06 2 37 44米轨面以上起升高度H1 H1 2 27 38 2 25 38米轨面以下起升高度H2 H H1 37 25 12米所以桥吊轨面以上25米 轨面以下12米 总37米 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 2 外伸距L指外侧轨道中心线到船舶外舷侧最外面一列集装箱中心线之间的距离 L1 A 1 2 B 1 2F 1 2bCA 靠泊宽度 取 米B 型宽 取32米F 31 64米bC 集装箱宽度bC 2 438米L1 1 1 2 32 1 2 31 64 1 2 2 438 31 6米 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 外倾3 时 向外斜出长度 L2 D h4 e t M tg3 H4 四层箱高 h4 2 591 4 10 36米M 横倾稳心高度 M 13米L2 19 5 10 36 0 8 0 9 13 tg3 0 95米桥吊海侧轨道中心线至前沿岸壁线距离与岸壁结构与供电方式有关 2 0m 2 5m 6 3m一般取2 5mL L1 L2 2 5 31 6 0 95 2 5 35 05米 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 3 内伸距一般取11米 见图8 16和图8 17 图8 16内伸距下放置舱盖板的尺寸 图8 17内伸距下通过两辆跨运车 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 4 轨距指集装箱装卸桥两条行走轨道之间距离 一般取16米 5 横梁净空高度指集装箱装卸桥横梁的最低点到轨面的距离 一般考虑跨运车堆码三层 加上安全距离 取10米 6 基距指同侧轨道两主支承柱中心线之间的距离 一般考虑40 箱能通过和舱盖板能通过 取14 16米 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 3 工作速度 1 吊具起升速度空载速度为满载速度1倍以上 一般桥吊满载速度为25 35m min 空载速度为50 70m min 高速型桥吊满载速度为50 55m min 空载速度为120 130m min 2 小车行走速度一般小车行走速度在120m min左右 如小车行走速度要大于130m min 则应安装减摇装置 3 大车行走速度大车属于调整性机构 用于集装箱装卸桥转移工位 速度不必太快 一般为25 45m min 二 集装箱装卸桥的尺寸参数 4 臂架俯仰时间臂架俯仰属于非工作性操作 速度不必太快 一般一个工作循环时间8 10分钟 5 轮压一般桥吊自重约600吨 轮压最大达48 50吨 6 生产率 箱 小时 指在规定的工作条件下 连续进行船舶装卸作业 单位时间内所能装卸的集装箱数量 分为理论生产率和实际生产率 三 桥吊装卸集装箱船舶作业过程 一 桥吊卸船步骤1 根据指令 桥吊运行至船将靠泊的位置 2 船靠泊码头后 桥吊调整具体位置 放下前大梁 3 桥吊小车移至待卸的箱子上方 放下吊具 4 锁定集装箱 吊具起升 5 桥吊小车向陆侧移动 将集装箱放至集卡上 6 松开扭锁 吊具与集装箱分离 7 起升吊具进入下一个动作 三 桥吊装卸集装箱船舶作业过程 二 桥吊装船步骤1 桥吊运行至指定位置 放下前大梁 2 对准舱位 3 小车移至集卡上方 放下吊具 4 锁住集装箱起升 5 小车向海侧移动 将集装箱放入指定位置 6 松开扭锁 吊具与集装箱分离 7 起升吊具 小车移向陆侧 进入下一个动作 第四节常用码头集装箱装卸工艺 一 码头集装箱装卸工艺概述 本节点睛 二 底盘车装卸工艺方案 三 跨运车装卸工艺方案 四 轮胎式集装箱龙门起重机工艺方案 第四节常用码头集装箱装卸工艺 六 集装箱叉车装卸工艺方案 五 轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺方案 七 集装箱正面吊运机工艺方案 八 多用途码头集装箱工艺方案 九 集装箱滚装装卸工艺方案 目前采用的集装箱码头装卸工艺主要有底盘车装卸工艺 跨运车装卸工艺 正面吊装卸工艺 龙门起重机装卸工艺 其中以龙门起重机工艺系统应用最为广泛 一 码头集装箱装卸工艺概述 码头集装箱装卸工艺是指集装箱港口企业在生产过程中实现集装箱位移的方法或程序 各种集装箱装卸机械 作业方式的组合体 构成了集装箱装卸工艺方案 二 底盘车装卸工艺方案 最初用于美国海陆公司 所以又称为海陆方案 底盘车 见图8 18 工艺方案是一种集装箱不落地的作业方式 现在世界上用这一装卸工艺的码头非常少 图8 18集装箱底盘车 一 工艺过程 在岸边用集装箱装卸桥 或滚装方式 将集装箱卸到底盘车上 底盘车开到场地排放 不卸车 出栈时 底盘车可直接将集装箱送到客户门上 见图8 19 图8 19底盘车装卸工艺方案的工艺过程 二 特点 底盘车装卸工艺的特点 如表8 1所示 表8 1底盘车装卸工艺的特点 三 跨运车装卸工艺方案 最早为美国马特松公司采用 所以又称 马特松方式 跨运车 见图8 20 装卸工艺方案在世界集装箱码头中所占比例较大 图8 20跨运车 一 工艺流程 在岸边用集装箱装卸桥卸箱 放在码头前沿 然后跨运车将集装箱运至码头堆场 直接堆装 见图8 21 图8 21跨运车装卸工艺方案的工艺过程 二 特点 跨运车装卸工艺的特点 如表8 2所示 表8 2跨运车装卸工艺的特点 三 主要技术参数 1 起重量Q Qc WQc 额定起重量 W 吊具重量 2 堆码层数 起升高度 一般过二箱 堆三箱 8 11米 四 轮胎式集装箱龙门起重机工艺方案 场地的利用效率比较高 我国的大型集装箱码头 基本都使用轮胎式集装箱龙门起重机 见图8 22 工艺方案 图8 22轮胎式集装箱龙门起重机 一 工艺流程 码头前沿用集装箱装卸桥卸箱 放在集卡上 集卡进行水平运输 将集装箱运至码头堆场 再通过轮胎式集装箱龙门起重机置于堆场 见图8 23 图8 23轮胎式集装箱龙门起重机工艺方案的工艺过程 二 轮胎式集装箱龙门起重机主体结构 包括大梁 腿柱 底梁 起重机的左右两片门框分别安装在底梁上 轮胎式集装箱龙门起重机的各部件采用法兰螺栓连接 主要机械机构有小车行走机构 大车行走机构 起升机构等 轮胎式集装箱龙门起重机的大车行走可作90 直角转向 转向的方式可分为就地轮胎转向和液压支腿转向 轮胎式集装箱龙门起重机的大车行走采用定向装置 保证其直线行走 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 1 起重量Q Qe WQe 额定起重量 W 吊具重量 Q 一般取40 5t 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 2 跨距指两侧行走轮中心线之间的距离 大小取决于起重机下面所需跨越的集装箱列数 和集卡的通道宽度 一般有两种布置 分别为6列箱1条道布置和3列箱1条道布置 多数码头采用6列箱1条道布置 见图8 24A和图8 24B 图8 24A6列1道 集卡居中布置 8 24B6列1道 集卡居边布置 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 一般认为前者较好 小车行车距离合理 操作视野好 找箱容易 装卸效率高 根据集卡居中布置 跨距为 1350 8114 4200 8114 1350 23128mm取整为 23500mm 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 3 起升高度指吊具底部至地面的垂直距离 如按堆4过3 箱高8 6 安全间隙为500mm 则起升高度为 4 2591 500 10864mm箱高9 6 时 起升高度为 4 2896 600 12184mm因此 常取12m 图8 25起升高度计算示意图 三 轮胎式集装箱龙门起重机主要技术参数 4 基距指轮胎式集装箱龙门起重机两片门框主柱中心线之间的距离 在6列箱1条道的情况下 基距通常为6400mm 四 轮胎式集装箱龙门起重机对码头场地的要求 1 对轮胎式集装箱龙门起重机通道路面铺装的要求轮胎吊轮压大 30 5t额定起重量的轮胎式集装箱龙门起重机 4个轮胎最大轮压达46 48t 8个轮胎最大轮压23 24t 所以对行走通道路面加固铺装要求很高 2 转向垫板轮胎式集装箱龙门起重机通道的90 直角转向处 在每个轮胎下 要铺设转向垫板 3 大风紧固装置在码头的后方堆场 还要为轮胎式集装箱龙门起重机设置大风紧固装置 五 轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺方案 轨道式集装箱龙门起重机主要特点是机械沿轨道运行 具有能实现自动化控制的优点 一 工艺流程 通常有以下两种形态 见图8 26 图8 26轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺方案的工艺流程 二 轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺的特点 轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺的特点 如表8 3所示 表8 3轨道式集装箱龙门起重机装卸工艺的特点 三 轨道式集装箱龙门起重机的结构型式 轨道式集装箱龙门起重机一般有三种结构形式 见图8 27 图8 27龙门吊结构型式 四 工作速度 龙门吊的生产率要与桥吊的生产率相适应 以保证码头前沿不停顿地进行船舶装卸作业 对于标准集装箱码头 一个泊位配备两台桥吊的情况下 货场一般需配备3台跨度为50 60m的龙门吊 其中2台供前方装卸船舶 1台供后方进箱或提箱用 龙门吊的生产率要略高于桥吊的生产率 六 集装箱叉车装卸工艺方案 集装箱叉车用于水平运输 只适用于短距离搬运 超过100米就不经济 一 集装箱叉车卸船工艺流程 集装箱装卸桥从船上卸下集装箱 放到码头前沿 然后通过集装箱叉车完成水平运输 到堆场完成堆放作业 见图8 28 图8 28集装箱叉车卸船工艺流程 二 集装箱叉车的性能特点 1 集装箱叉车的负荷中心应取集装箱宽度的一半 2 为改善司机的视线 集装箱叉车司机室的位置升高 并设在车体的一侧 3 集装箱叉车的属具除货叉外 还有顶部起吊和侧面起吊的专用属具 4 为能对准集装箱 集装箱叉车具有货架侧移和左右摆动的功能 三 集装箱叉车装卸工艺的特点 集装箱叉车装卸工艺的特点 如表8 4所示 表8 4集装箱叉车装卸工艺的特点 四 空箱叉车 空箱叉车 见图8 29 起重量一般为5吨 同时具备顶部起升 侧面起升的功能 也可用货叉插入叉槽举升 通常可堆码3层到4层 图8 29空箱叉车 五 重箱叉车 重箱叉车 见图8 30 安装顶部起升框架 可对20英尺或40英尺的集装箱进行顶部起吊 图8 30重箱叉车 六 箱内作业叉车 箱内作业叉车 见图8 31 主要用于集装箱的装 拆箱作业 图8 31箱内作业叉车 六 箱内作业叉车 受箱内作业条件限制 选用箱内作业叉车要考虑以下几个问题 见图8 32 图8 32选用箱内作业叉车考虑的问题 七 集装箱正面吊运机工艺方案 与叉车相比 正面吊 见图8 33 机动性强 稳性好 轮压低 堆码层数高 堆场利用高 尤其在专门的集装箱堆场企业 正面吊是受到广泛欢迎的新型集装箱机械 图8 33集装箱正面吊运机 一 工艺流程 集装箱装卸桥从船舶上卸下集装箱 放到码头前沿落地 正面吊吊起集装箱进行水平运输 到堆场堆放 见图8 34 图8 34集装箱正面吊运机工艺方案的工艺流程 二 正面吊的特点 正面吊有以下七个特点 见图8 35 图8 35正面吊的特点 三 正面吊结构形式 1 单臂架正面吊2 双臂架正面吊 四 主要技术参数 1 起重量一般可达40t 2 起升高度一般堆4层 最低起升高度为14m 3 工作幅度要求能跨一 二排箱作业 第一排箱作业时 最小幅度距前轮外沿2m 第2排箱作业距外沿4 1m 第3排箱作业时6 5m 四 主要技术参数 4 车身外形尺寸要求能适应狭小场地条件 一般正面吊的转弯半径为8 5m 最大轴距5 5m 车体长7 5 8m 车宽3 5 4m 5 工作速度 1 行走满载 10km h空载 25km h 2 起升 通过臂架俯仰和伸缩来实现 满载 24m min空载 12m min 八 多用途码头集装箱工艺方案 多用途码头是指以件杂货装卸为主 也可以装卸集装箱的码头 其集装箱装卸工艺 可采用以下方案 一 高架轮胎式起重机 二 多用途门座起重机 一 高架轮胎式起重机 高架轮胎式起重机 见图8 36 液压元件造价较高 制造复杂 密封问题突出 图8 36高架轮胎起重机 二 多用途门座起重机 采用多用途门座起重机 见图8 37 易产生安全问题 改进的方式一般是改用采用四点式起吊方式 防止摇摆和旋转 解决因货物偏心而导致集装箱倾斜的问题 图8 37多用途门座起重机 九 集装箱滚装装卸工艺方案 早期的滚装装卸 一般是用牵引车牵引底盘车到滚装船中指定位置 放下底盘车 牵引车返回 现在一般用专用底盘车或专用叉车等滚装机械 进行针对滚装船的滚装作业 滚装工艺有三种型式 见图8 38 图8 38滚装工艺的型式 第五节装卸工艺管理 一 装卸工艺合理化的原则 本节点睛 二 主要集装箱装卸工艺技术经济比较 三 装卸作业主要指标 良好的装卸工艺方案和管理对于提高装卸效能有极为重要的基础性和决定性作用 一 装卸工艺合理化的原则 在集装箱装卸工艺设计和采用的过程中 首先要保证人身安全 装卸质量以及防止环境污染 其次是提高装卸效率 装卸工艺合理化有以下五个原则 见图8 39 图8 39装卸工艺合理化的原则 二 主要集装箱装卸工艺技术经济比较 四种主要集装箱装卸方式技术经济的比较 如表8 4所示 表8 4