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第九章集装箱吊具.doc 第九章 集装箱装卸专用机械 第一节 集装箱吊具 一、集装箱吊具的种类 ——分不可伸缩的固定式吊具和伸缩吊具两种。 1(固定式吊具 (1)直接吊装式吊具: 为20ft或40ft集装箱专用吊具，通过吊具上液压装置的转动旋锁装置直接与角配件连接或松脱。 特点:结构简单、重量轻、只适用于起吊一定尺寸的集装箱。对不同尺寸的集装箱必须更换吊具。 (2)吊梁式吊具(可更换吊具) 将专门制作的吊梁悬挂在起升钢丝绳上。只需更换各种集装箱专用吊具(液压装置装在吊具上)即可吊各种不同尺寸集装 箱。 (3)组合式吊具 由一种由两种不同规格的吊具组合在一起并可快速装拆的组合式吊具。液压旋锁装置装在20ft吊具上，吊40ft集装箱时将 40ft专用吊具作为从吊具附加在20ft主吊具上即可。 图5-3 组合式吊具 1 2(伸缩式吊具 其吊架可伸缩，可适应不同规格的集装箱吊运，吊具的伸缩由司机操纵。变换时间矩，自重大，能实现快装快卸，用途广泛。 油泵驱动装 置及油箱 吊具滑轮 底架 伸缩架 上架 电缆储存器 吊具 导向装置 旋销驱动装 置 (二)集装箱吊具的主要部件 1(连接装置 连接装置的工作原理 (1)定轴旋锁装置 旋锁相对于吊具旋转箱 不能摆动，只能转动。 (2)浮式旋锁装置 旋锁可在旋转箱内摆动， 以适应集装箱的制造误差和工 作变形。 2(导向装置 吊具接近集装箱时起定位作用，常用导向板式，末端用钢板制成可上下转0动180的锥形包角。不工作时可翻转向上。 3(悬挂及倾斜装置 0 集装箱船出现纵倾或横倾时，要求吊具也能在前后左右方向允许有?5的 倾斜。一般通过液压缸伸缩或卷筒钢丝绳的收放来实现。 4(操纵控制装置 操纵装置:包括旋锁驱动装置、导向板驱动装置、吊具前后斜装置和吊具伸缩 装置，都采用液压传动 控制装置:在吊具的四个角配件处装有指示灯，只有四个角配件同时旋合时， 指法示灯才全亮，才允许吊运集装箱 2 第二节 岸边集装箱起重机 桥架+起重小车组成，进行装卸船作业。 由门架(前后两门框)+ 结构特点:桥架伸出码头外面的部分可以俯仰，以便船舶靠离码头。对高速型岸边起重机还吊具装有减摇装置。 一、岸边集装箱起重机的结构种类 1。按门架结构形式分 A形——对船舶上层建筑避性好，整机重量小。 H形——高度低，制造拼装容易， 实际中多用 d)为A形门架内、外侧常用结构 e)、f)为H形门框常用结构 2、按前大梁结构形式分类 前伸梁可俯仰或伸缩，以避让船舶或飞行器 有俯仰式、折叠式和伸缩式三种 俯仰式 折叠式 伸缩式 3、按行走小车牵引方式分类 (1)自行小车式: 起升与小车运行机构均装在小车架上。 特点:小车可自行，结构较简单，钢丝绳磨损小，驾驶员视野好，前大梁仰起后，小车可继续作业，但小车自重较大。 (2)全绳索牵引小车式: 起升机构和行走机构都设在机器房内，小车行走靠钢丝绳牵引。 特点:小车自重小，牵引性能好，起动加速时不会打滑，但钢丝绳系统复杂，维修不便。 3 (3)半绳索牵引小车式: 起升机构在机器房内，行走机构装在小车架上，取消小车牵引钢丝绳系统。 特点:兼有自行小车式和全绳索牵引小车式的优点，缺点是钢丝绳易磨损。 (4)导杆牵引小车式: 起升机构和行走机构都设在机器房内，但小车的行走机构用一套摆动导杆机构驱动。 特点:小车自重小，行走速度高，起动加速性能好，不产生打滑，但结构尺寸大，制造要求高。 二、主要技术参数的确定 (一)起重量: 指额定起重量与吊具重量之和。即额定起重量不包括吊具重量 集装箱一般为满箱不满载，40ft集装箱的最大重量为30.5t，伸缩式吊具重量取10t，改进后为8,8.5t，故大多数起重量取为 40.5t和37.5t (二)尺寸参数 1、起升高度:与船舶型深、吃水、潮差、船上集装箱堆装情况有关。一般要求轻载高水位时能装卸三层并能堆高四层集装箱，满 载低水位时能取到舱底的集装箱，按30000t级船型2m水位差计，取起升高度为轨道面以上下25m，下放深度为12m。 02、外伸距: 海侧轨道中心到吊具垂直中心线的距离。考虑甲板堆四层集装箱、外倾3能取货，常用外伸距为35m。 3、内伸距: 陆侧轨道中心向内至吊具垂直中心线间的距离。考虑内伸距对卸船集装箱的缓冲作用和承放舱盖板的要求，常取内伸 距为7,11m。 4、轨距: 主要考虑起重机稳定性和轮压对轨道的影响及码头前沿的装卸工艺要求。一般要求轨道内能放三列集装箱，并允许跨运 车通过(集装箱一般不进行车船直接换装)，轨道取为16m，宽轨型取26m。 5、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要求能通过跨运车，并留有0.8m,1m的安全间隙。常取堆码三层 或通过两层集装箱跨运车(9m)，门架净空高度取10m。 6、基距: 指同一轨道上两上主支承中心线间的距离。应能通过40ft集装箱和大型舱盖板。并考虑摆运而留有一定的间隙，多取16m 7、工作速度: 工作速度的选用应考虑生产率、电动机容量及货物摇摆的相互关系来确定。 1)起升速度:有满载和空载两种。空载高于满腔载起升速度两倍以上。如普通岸边集装箱起重满载起升速度取35,40m/min， 空载速度为70,90m/min。 2)小车运行速度:行走距离在40m左右。提高小车速度对作业效率影响最大，同时应设有良好的减摇装置和防止司机疲劳。常 取120,150m/min。 3)大车运行速度:属非工作机构，只用来调整作业位置，一般在25,45m/min。 4)臂架俯仰时间:属非作业性操作，主要在起业前后让船舶通过，通常一个俯仰工作循环取8,10min. 三、主要工作机构的特点 1、起升机构:多装起重中部或尾部的机房内。采用晶闸管直流恒功率调速系统。由于集装箱吊具多为四点悬挂，起升机构用两双 联卷筒卷绕起升绳，并保持刚性同步。 2、小车运行和减摇装置 小车运行距离和运行速度较大，会引起重物摆动，必须加设减摇装置。通常的办法是调整小车架上的起升滑轮现吊具上的 滑轮之间的距离，以加大起升绳的夹角，通过张力的变化来吸收摆动能量实现减摆 3、大车运行机构 大车运行主要为了对正船上的货舱取货，要求具有调速、微动和制动性能 4、驱动和供电方式 一般多采用直流电动机调速系统，各机构采用直流电动机驱动。供电方式有三种 交流电动机-直流发电机方式; 可控硅整流方式 ; 柴油机-直流发电机供电方式 第三节 集装箱龙门起重机 集装箱龙门起重机指专门用于集装箱堆场进行堆码和装卸作业的机械，有轮胎式和轨道式两种。 一、轮胎式集装箱龙门起重机 1、结构 由前后两片门框和底梁组成门架，橡胶充气轮胎组成行走机构，小车沿门框上横梁上行走，进行堆码作业或装卸底盘车。多采 用内燃机-电力驱动 4 2、回转和减摇装置 0 吊具可在?5的小范围内回转，以便吊具对正集装箱锁孔。因大、小车经常移动，必在前后、左右四个方向上设减摇装置。 3、行走微动措施 行走小车位置的变化或吊重的变化，轮胎充气压力不完全一致等，导致辆两侧轮胎变形量不同，出现走偏或蛇行。防止措施: A(设走偏指示杆和行走限位报警器 B(无线电感应轨迹自动控制装置 4、小车运行机构 分别驱动:两台电动机分别通过减速驱动左右车轮。 集中驱动:一台电动机采用低速成共轴形式驱动左右车轮。 齿轮齿条驱动的小车运行机构原理 1-联轴节 2-齿条 3-小车运行轨道 4-小车行走轮 5-驱动齿轮 6-驱动半轴 7-减速器 8-联轴节 9-电动机 特点:小车定位准确，恶劣气候不出现打滑 5、轮胎龙门起重机的转向 A(定轴转向:转弯半径大，适用于宽敞、设备台数少，使用不频繁的堆场。 00 B(90直角转向:在每个支腿下安装一90转向装置。 3 4 2 1 1-向液压缸,2-向销,3-轮,4-杆,5-销液压缸,6-锁销, 7-转向板,8-限位开关 1、2、3、4-支腿 6、轮胎式龙门起重机的主要参数 ?起重量 由额定起重量和吊具重量决定 ?跨距 取决于跨下所需堆码的集装箱列数和底盘车的通道宽度。多按6列集装箱和1条底盘车考虑，取23.5m ?起升高度 取决于起重机下所堆放的集装箱层数和高度。一般按堆放四层，通过三层考虑取11—12m 5 ?运行速度 有普通型和高速型两种，4-7 二、轨道式集装箱龙门起重机 适用于堆场面积有限和吞吐量较大的集装箱专用码头 1、结构 两片双悬臂的门架由上、下横梁连接，门架通过大车运行机构沿地面固定的轨道运行 2、轨道式集装箱龙门起重机的配置 岸边集装箱起重机将集装箱从船上卸至码头前沿挂车上，拖至堆场后，由轨道式集装箱龙门起重机进行装卸堆码作业，或者相反。 为适应岸边集装箱起重机生产率的要求，一般采用一个泊位两台岸边机+三台轨道机，其中两台供前方船舶装卸作业，一台供后方 进箱和提箱用。 3、回转机构 回转机构装在载重小车上，驱动方式: A、转盘下装四个滚轮，两个主动两个从动。由两台对称布置的驱动装置驱动。 B、采用大直径滚柱轴承，回转较平稳，只需一套驱动装置。 第四节 集装箱正面吊运机 集装箱正面吊动机是一种多用途的流动式集装箱装卸搬运机械 性能特点(与叉车比较): 机动性高 稳定性好 轮压小 堆码层数高 可隔箱作业、堆场利用率高 组成: 运行机构 臂架伸缩机构 变幅机构 可回转、伸缩、转向的吊具 一、集装箱正面吊运机的结构特点 0 1、有可伸缩和左右回转180的吊具 悬挂在伸缩臂架上的吊具可绕轴线回转，且可左右移动各800mm，几乎可以在任何条件下在集装箱堆场进行作业 2、有能带载变幅的伸缩臂架 集装箱的升降运动由臂架伸缩和变幅来共同完成，无专门起升机构，伸缩和变幅可同时进行，升降速度大，生产效率高 3、作业幅度大，能堆码多层集装箱及跨箱作业 具有集装箱叉式装卸车和跨运车的共同特点，能吊装四到五个箱高，且可跨箱作业 4、 具有多种保护装置，能保证作业安全 ? 防倾覆保护 限制各种工作幅度下的起重量允许值。超起重量时臂架不能伸缩、俯仰，吊具不能回转，有红色信号灯警告 ? 旋锁动作保护 旋锁完全进入集装箱角配件孔中，旋锁才动作;或是旋锁不在全开或全闭的状态下，臂架伸缩、俯仰和吊具回转都不能 动作，同时也有信号灯指示 ? 高速保护 起吊集装箱后，整机不能用高速档行驶，否则发动机自行停止运转 ? 变速杆入档后，发动机不能启动 ? 臂架最大仰角的限位保护 ? 入档后再拉手制动，发动机即停止 5、加装吊钩后，可吊装其他重大件货物 能实现所谓集成吊运，即将集装箱连同公路运输的拖车一同吊装上火车。 6 6、轮压低。由于满载后整车的重心位置仍在前后轮之间的接近中心处，并有八个轮胎接地，因此轮压比叉车低。 二、集装箱正面吊运机的结构类型 1(单臂架集装箱正面吊运机 起重臂为单箱式结构，用两个变幅油缸支撑吊运倾斜的集装箱时，用吊具与臂架间的摆动进行对位吊具与臂架是单支点连接， 吊运装载重心偏移的集装箱要通过横移吊具保持平衡。吊机行走时，路面不平易导致摇摆。 双油缸驱动变幅，易出现油缸 工作不同步，使臂架受扭。 2(双臂架集装箱正面吊运机 采用箱形结构双起重臂 双臂架集装箱正面吊运机的主要特点: 1) 用两个小断面的臂架代替一个大断面臂架。两个臂架都可以伸缩，并由两个变幅 油缸分别支撑，两个臂架可以分别动作，也可同步动作，其结构和液压控制系统比较复杂 2)臂架与吊具是双支承连接，吊具 稳定性较好，即使遇到集装箱装载偏心或路面不平的情况，也不会引起吊具摆动。 3)双臂架集装箱正面吊运机受力比较简单，变幅油缸不存在同步问题。 4)两臂架中间距离较大，驾驶室可放在中间，并可以适当提高其高度，使驾驶员视野较好 5)为使吊具旋转较大的角度，必须在平衡架下再安装吊具旋转机构，整个吊具高度较大，降低了有效起升高度。 6)在吊运倾斜的集装箱时，可使两臂架采用不同的高度而使吊具就位，也可让两臂架伸出不同的长度来使集装箱转动一定的角度 三、集装箱正面吊运机的主要技术参数 1(起重量。 根据额定起重量和吊具的重量来确定。额定起重量一般按所吊运的集装箱最大总重量确定，其吊具重量约为10t。 2(起升高度。 即堆码高度，一般为四层箱高，起升高度一般为11m左右.要求堆五层箱高时，一般为13m左右 3(工作幅度。 通常能跨一排箱作业。一般要求在对第一排箱作业时，前轮外沿离集装箱的距离为700m左右，工作幅度最小应距 前轮外沿2m。在对第二排箱作业时，前轮离第一排集装箱的距离为500mm左右，工作幅度最小距离前轮外沿4.1m 4(车身外形尺寸 主要用于货场作业，要求能适应狭小的场地条件，对通过性能要求较高，需要控制车身宽度和长度 0 一般要求正面吊运机能在7.5m左右的直角通道上转弯，在9.5m左右的通道内能90转向。 要求最小转弯半径在8.5m左右，最大轴距为5.5m左右，车体带臂架长度约为7.5,8m左右，车宽一般为3.5,4m左右 5(行走速度。 其运行距离一般在40?50m以内较为合理。如距离太远，则应在前沿机械与堆场间用拖挂车来作水平运输。 满载时只允许低速行驶，因集装箱正面吊运机自重较大，如行驶速度过快，则对爬坡、制动、整机稳定性以及发动机功率都 有较大影响，故满载时最高速度一般不超过10km/h。空载时可高速行驶，一般为25km/h左右。 第五节 其他集装箱装卸机械 一(集装箱跨运车 是用于码头前沿和堆场水平搬运和堆码集装箱的专用机械。以门形车架跨在集装箱上，可堆码两、三层高。 可对底盘车上的集装箱进行装卸 7 1、集装箱跨运车组成 门形跨架、起升机构、行走机械、传动系统等几部分 ?门形跨架 四根管形纵梁和四或六根管形立柱构成前跨架 ——为起升机构提供升降支承与导轨 箱形结构的后车架 ——作为动力设备和其它辅助设备的支承 ?起升机构 由提升架及升降油缸组成 前跨架的立柱为其升降导轨，由液压油缸通过链轮驱 动其长降。类似叉车的门架和货叉升降原理。 ?行走机构 轮胎式无轨行走机构。后车架下的轮子为驱动轮，前车架下的轮子为从动轮。采用梯形机构全液压转向 ?传动系统 机械式——柴油机直接通过传动轴驱动各机械; 液压式——柴油机带液压油泵，油泵带油马达驱动各机构 ?吊具 采用旋锁连接，具有侧移、倾斜和微动功能，以对准箱位 2、集装箱跨运车的选用 考虑起重量、装卸搬运效率、堆码和通过集装箱的层数、车身高度、转弯半径、稳定性等因素 二、集装箱叉车和侧面集装箱叉车 叉运方式 A，从集装箱底部叉槽内举起搬运集装箱 B，门架上装吊架、旋锁连接，从顶部起吊集装箱 集装箱叉车的性能特点 (1)考虑集装箱一般为满箱不满载，使起重量与各箱型最大总重量一致。对20ft和40ft的集装箱分别取20和25吨 (2)载荷中心距:货叉前壁到货物重心之间的距离。多取集装箱宽度的一半，即1220mm (3)为改善同机视线，司机室位置较高。 (4)起升高度按堆码集装箱层数来确定。 (5)叉车配有顶部起吊或侧部起吊的专用属具。 6)为对准集装箱叉槽，货叉可左右移动和侧移 (约100mm) 集装箱叉车的缺陷: (1)通道较宽、占用通道面积大，集装箱只能放两列，影响场地利用率。 (2)满载时前轴负荷及轮压大，对路面承载能力要求高。 (3)液压部件多，完好率低，维修费高。 (4)前方视线差，对集装箱损坏率高。 应用:用于集装箱吞吐量不大的普通综合性码头 或堆场进行短距离搬运作业(50m) 侧面式集装箱叉车 可将门架和货叉移出，叉取集装箱收回，放置在货台上进行运输。也可装顶部起吊装置吊运集装箱。 侧面式集装箱叉车特点: (1)横向尺寸及所需通道尺寸小(约4m)。 (2)负荷中心在前后轮间，稳定性较好，轮压分布均匀。 (3)结构控制复杂，视线差，装卸效率低 (4)要求具有门架前后移动、货架侧移和货架左右摆动性能，为保证侧面叉取集装箱时的稳定性，在其一侧设有两液压支腿，支 腿对路面的压力较大。 8 三(集装箱牵引车和挂车 1)集装箱牵引车 ( 专门用于拖带集装箱挂车或半挂车(两者组合成车组) 长距离运输集装箱的专用机械。 应用。 主要用于港口码头、铁路货场和集装箱堆场间的运输。 牵引车本身具有与普通牵引车相似的牵引、行驶和制运装置，按驾驶室形状不同分两种 ?长头式:发动机在司机座前方，司机舒适感好，碰撞时较安全，检修方便，但车身长度及转弯半径大。 ?平头式:发动机在司机座下面，司机舒适感差，但视线好，轴距及车身长度小，转弯半径小，日益广泛使用。 (2)集装箱挂车 ——分半挂车和全挂车两种，以半挂车较常用。 ?半挂车:货物重量一部分由牵引车承受，车身短，便于倒车和转向。 ?全挂车:通过牵引杆架与牵引车连接，操作难度较大。 (3)集装箱牵引车和半挂车的组成 可装两个20ft或一个40ft集装箱，由车架、支腿、行走装置、制动装置和集装箱锁定装置组成。 9