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岸边集装箱起重机

时间:2022-04-05 22:31:22 性质:原创
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岸边集装箱起重机又称岸桥、桥吊,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。

 

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。

 

 

 

岸边集装箱起重机的主要机构:

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,也不适应现在严苛的环保政策。

 

岸边集装箱起重机的金属结构

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:

按主梁的结构类型分类

一、 单箱型

此类箱型的结构主梁只有一根箱型梁,它所安装的小车大部分是将起升机构置于其上的。当然也有一小部分装置自行式小车,它可以在主梁的轨道上作业。其截面有两种形式,一种是矩形, 另一种是梯形。一般情况下截面为矩形的主梁, 其小车运行轨道配置于主梁的上部; 而截面为梯形的主梁,其小车运行轨道配置于主梁的下部。截面为矩形的主梁结构具有很好的抵抗弯曲和扭曲的性能,但是小车的运行平稳性较差。而梯形结构的主梁其小车刚性较好。

 

 

 

二、 双箱型

双箱型的结构主梁具有两根箱型梁。横梁将两根箱型梁连接在了一起。通常将平面珩架架在横梁与主梁之间,其目的是为了加强梁的结构刚度。双箱型结构主梁的主要优点是:侧向迎风面积小、岸边集装箱起重机的总高度较低、重心较稳、小车运行平稳、可承受较强的载荷、 具有良好的刚性等。

三、 板梁和桁架相组合型

这种组合形式具有其两侧应用两根焊接好的组合工字型梁、平面桁架配置于上下水平平面内、 桁架或框架配置于垂直平面内的典型结构。

四、 桁架型

该型的结构主梁重量较轻,但整体结构尺寸大,制造成本高,维修保养费用高,一般情况下很少采用。

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。

 

 

按岸桥高度限制分类 

一、 俯仰式

在有风的情况下工作,其主梁向上仰起 45 度角,保持最高点不变,他的净空高度只要其主梁能够低于其船上的高层建筑即可。

二、 伸缩式

这类岸桥的主梁可以进行自由伸缩,其内部有驱动装置。岸桥在作业时,其主梁部分向海侧一方伸出;在非作业时,其主梁可伸缩至陆侧。这类岸桥主要应用于对净空高度非常严格的场合。

三、 弯折式

这类型岸桥的前主梁是可以弯折的。在进行装卸作业时,主梁放置在水平位置,其仰起式呈现弯折形式。

 

 

 

按小车工作模式分类

一、 单小车型

该类型岸桥是目前为止应用最多的岸桥。其在装卸作业时,只由一部小车完成一个循环的全过程。

二、 双小车型

此类岸桥在进行装卸作业时,由位置相对较高的小车及位置相对较低的小车在中转作业平台接力处完成一个循环全过程作业。其最大的特点是效率高。

 

按装卸船型分类

一、 巴拿马型

此类岸桥能够装卸巴拿马集装箱

二、 超巴拿马型

这类岸桥可以在超巴拿马集装箱船作业,可装卸超巴拿马型集装箱。

 

岸边集装箱起重机的主要性能参数:

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。

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。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40.5t37.5t

 

 

岸边集装箱起重机双箱吊具

 

岸边集装箱起重机经历四代升级:第一代桥吊能吊起30.5吨的货物重量,起升高度可达18到20米,可向海面伸出28米远,采用电动机组发电机;第二代能吊起35.5吨重的货物,起升高度可达到25米,可向海面伸出40米远,采用可控硅直流调速系统;第三代能吊起50吨重货物,能升到32米高,可前伸出海50米,采用智能交流变频驱动控制系统;第四代能吊起70吨重货物,能升高42米,能前伸出70米远,采用智能交流变频驱动装置。

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711m

  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0.81m;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3540mmin,空载为7090mmin;高速型满载起升速度为50mmin,空载为120mmin。高速型的岸边集装箱起重机,其相应的生产率为每小时3035,山东青岛港已创造52.1自然箱/小时的新的世界记录。

  (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120125mmin,高速型约为150mmin。根据实际使用情况,小车行走速度在140mmin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2545mmin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810m/min

 

 

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