港口集装箱装卸吊具改造探讨

港口集装箱装卸吊具改造探讨

季刚

上海振华重工股份有限公司江阴分公司

摘要：本文首先介绍了集装箱吊具的工作原理，然后系统阐述了集装箱装卸工艺方式，最后具体研究了集装箱吊具的应用及改造情况。

关键词：港口；集装箱；吊具；改造

引言

由于港口吊装工艺中的吊具结构以及现场工况等原因，吊具故障约占场桥总故障的40%，而其中由于吊具上架接线箱中的模块接线问题导致的故障就占50%。为解决此问题可以对吊具进行合理的改造，改造之后能够保证港口生产作业的顺利进行，保证来港的车、船做到及时装卸，减少车船在港停留时间，有效地提高集装箱的装卸效率。

1集装箱吊具的工作原理分析

普通的单箱液压传动吊具的工作原理主要是将司机发出的各项指令通过控制系统及连接电缆传送到吊具，吊具根据发出的信号相应的电磁阀动作，将油泵产生的高压油送到各个执行机构，实现吊具各项动作。吊具需能过一根电缆将司机室与吊具联系起来，这样能够满足发送指令信号和信息反馈的作用。吊具的各种动作均是通过液压系统来进行传动的，液压系统由液压油泵、溢流阀换向阀等各种控制和保护液压阀、旋锁油缸、伸缩油马达、摆动马达以及油箱油管等组成。司机通过控制操作台上各种开关与按钮发出指令，指令信号进出控制系统PLC，PLC根据预设的程序判断条件满足后输出信号，PLC发出的信号通过吊具电缆传送到吊具，吊具上相应的电磁阀得电动作后接通液压油路，这样吊具就能够实现相应的动作。一旦动作到位，就很快通过限位将信号反馈给控制系统，并通过指示灯等提示司机。而目前发展很快的遥控吊具和电动吊具则是在传统吊具的基础上的改进与发展。遥控吊具和电动吊具主要是采用电动机驱动来取代传统的液压系统。其中遥控吊具主要是通过红外线无线传输的方式来传送控制信号和反馈信号。主要分为两步来完成，一是遥控发出信号，接收装置完成信号接收工作。吊具的动力主要是由上架起升滑轮上已安装的发电机通过发电及蓄电调节装置来提供动力。

2港口集装箱装卸吊装工艺

吊装工艺方法又称“垂直作业方式”，即岸边采用起重机用吊上吊下的方式来装卸船上集装箱。这种装卸方法，一般在码头前沿设置集装箱起重机，目前使用较多的是岸边集装箱起重机－即集装箱装卸桥（简称岸桥），进行集装箱的进出舱作业，再配以其他机械进行水平搬运和堆场作业来完成集装箱的装卸。集装箱吊装工艺系统根据堆场上使用的机械类型可分为底盘车系统、跨运车系统、集装箱龙门起重机系统、跨运车－集装箱龙门起重机混合系统等。其典型的集装箱装卸船工艺流程有以下几种。

（1）船舶—岸边集装箱起重机—牵引车+集装箱挂车（底盘车）—堆场

该工艺系统主要由岸边集装箱起重机和水平搬运的牵引车、集装箱挂车组成。码头的前沿采用岸边集装箱起重机承担船舶的装卸作业。集装箱卸船时，岸边集装箱起重机将集装箱从船上吊下，放置在集装箱挂车上，然后用牵引车将载有集装箱的挂车拖到集装箱堆场按顺序排列停放，等待运出港外，牵引车脱离底盘车返回码头前沿，继续接运。集装箱装船时，由集装箱牵引车将载有集装箱的底盘车从堆场拖到码头前沿，由岸边集装箱起重机将集装箱吊装上船。

（2）船舶—岸边集装箱起重机—跨运车—堆场

该工艺流程主要由岸边集装箱起重机和水平搬运、堆场堆拆箱的跨运车组成。码头前沿采用岸边集装箱起重机承担船舶的装卸作业，跨运车承担码头前沿与堆场之间的水平运输，以及堆场的堆码和进出场车辆的装卸作业。即“船到场”作业是由岸边集装箱起重机将集装箱从船上卸到码头前沿，再由跨运车将集装箱搬运至码头堆场的指定箱位；“场到船”作业过程相反；“场到场”、“场到集装箱挂车”、“场到货运站”等作业均由跨运车承担。

（3）船舶—岸边集装箱起重机—集装箱拖挂车（简称集卡）—集装箱龙门起重机—堆场

该系统主要由岸边集装箱起重机和水平搬运的集装箱拖挂车、堆场作业的集装箱龙门起重机组成。码头前沿采用岸边集装箱起重机承担船舶的集装箱装卸作业，码头前沿至堆场、堆场间的水平运输由集装箱拖挂车完成，龙门起重机承担码头堆场的装卸和堆码作业。

（4）船舶—岸边集装箱起重机—跨运车—集装箱龙门起重机—堆场。

从经济性和装卸性能的观点来看，前三项吊装工艺系统方案各有利弊，目前世界上有些港口采用了前述工艺方案的混合系统，跨运车与集装箱龙门起重机混合系统，其主要特点是：船边的装卸由岸边集装箱起重机承担；进出口集装箱的水平运输、堆码和交货装车由跨运车负责完成；货场的装卸和堆码由轨道式龙门起重机完成。

3集装箱吊具的应用范围

随着集装箱运输的对效率的要求不断提高，对集装箱装卸技术提出了新的要求，要求具有更加灵活和作用方便的技术来取得传统的集装箱装卸技术，就相应的推动了集装箱吊具的改进和发展，而集装箱吊具的发展，也推动了集装箱运输业的进步。每种集装箱装卸吊具因其性能的不同，在实际中的应用范围也是存在很大的差别的。比如，普通单箱吊具已有几十年的应用，技术性能与表现均已稳定成熟，目前在世界各大集装箱码头得到最广泛的应用，但因自身的装卸效率的限制，比较适合作业船型小、作业量较少、规模较小的码头，以及堆场集装箱起重机，而不能够适应大型的现代化集装箱码头的岸边集装箱起重机。而遥控和电动吊具由于装备设计技术上的一些问题还有待解决，目前还处在试验阶段，没有获得更加广泛的应用，只有很少一些码头尝试使用这种吊具。目前发展来看，在吊具中普通中锁可移动双箱吊具得到越来越广范的应用。这类吊具技术已发展相对比较成熟，操作相对并不算复杂，在大型现代化的集装箱码头中获得越来越广泛的应用。

4集装箱吊具的具体改造应用

随着码头对现场设备稳定性要求的不断提高，解决集装箱装卸桥（场桥）一些故障率比较高的关键点成为重中之重。针对这个问题，采用了减少模块和电源数量以及增加柔性缓冲装置的改进措施。

4.1吊具改造方面

某码头现有吊具使用的模拟量输入模块的控制方式由上架内PLC程序控制并处理，通过ASI通信模块完成通信，所以对ASI通信模块的稳定性提出了很高的要求，目前吊具出现的通信故障多为ASI模块线路出现问题，所以减少模块数量成为最直接且效果明显的方法。改造的整体想法是通过减少模块和电源数量，增加维修空间，降低故障率。具体做法：拆除1块ASI电源和1块CP343-2模块；吊具垂缆用2芯作为ASI+－；小车架接线箱内4块模拟量模块也相应改为同一路ASI，并对上架程序进行修改，重新配置模拟量模块地址。改造后可有效地提高设备的可靠性以及可维护性。

4.2接线箱内模块底板缓冲器的改造

造成通信模块线路故障的另一因素是现有的减振装置的设计卸陷，改造前设备作业时的振动通过模块底板下方的弹簧缓冲，由于弹簧柔性较差，不能有效缓解对安装在底板上方模块的较大冲击，造成模块松动、接线断线等。拆除原有的减振装置，采用双层缓冲的方式解决减振问题，用柔性较好的弹簧外加材质为聚氨酯的减振垫，在原来单一弹簧装置的基础上添加1套4件聚氨酯材质的缓冲器，最大化缓解冲击，提高了设备的抗冲击能力，增加设备的稳定性，双重作用缓解振动带来的冲击。聚氨酯材质的主要特点是在固化后有较高的机械强度、良好的抗压缓冲性能、抗撕裂性能、与金属结合力好、环保等。

结语

通过上文的改造之后，故障率明显降低，有效提高了设备的可靠性，整体改造效果比较理想。

参考文献：

[1]包起帆.现代集装箱码头智能化生产关键技术[J]．物流，2004，11.

[2]肖向东.集装箱码头装卸设备的新发展[J].起重运输机械，2004，06.

[3]张湛.林中江.新型集装箱吊具[J].现代机械运输，2005，08.