装卸工艺（精选9篇）
装卸工艺 篇1
我国国内港口大多为中小型港口, 而所有中小型港口的营运码头中又以散货码头居多。近年来, 迅速增长的散货的吞吐量已成为众多中小型港口企业利润增长的重要来源。由于散货装卸工艺复杂, 装卸比重较大, 中小型港口在装卸工艺的管理方面又存在局限性, 因此造成散货的装卸效率低, 而装卸成本居高不下的局面。经过长期的实践调查, 本文首先提出中小型港口在装卸工艺管理方面普遍存在的问题, 然后提出相应的改进措施。
1 中小型港口散货码头装卸工艺管理方面存在的问题
1.1 装卸工艺没有做到与时俱进
近年来, 各中小型港口为了加快发展、提升港口竞争力, 纷纷购进大量先进设备, 包括固机、流机以及各种工属具。但管理者在制定装卸工艺流程时往往沿袭以往的做法或者模仿借鉴其他港口的装卸工艺流程, 而没有充分考虑到对本港内各种先进设备的充分利用, 使得工艺流程很难适应港口的发展, 没有做到与时俱进。
1.2 装卸成本有待降低
由于散货码头货物种类繁多, 包装形式多种多样, 船只的型号也不尽相同, 使得对每一种货种的装卸工艺的研究都不可能很深入, 因此在制定装卸工艺流程时难免会出现不合理的状况, 导致装卸成本增加。另外, 生产管理人员通常注重效率的高低, 装卸速度的快慢, 而对生产过程的成本考虑较少, 这也是造成装卸成本居高不下的另一主要原因。
1.3 尽量减少装卸过程中的货物损失
目前各散货码头直接从事货物装卸的人员工作时间比较短, 流动性大, 素质参差不齐。在进行装卸时容易忽略货物的属性和包装特点, 没有对货物实行相应的保护性作业, 导致轻重货物倒置、积载不当、倒塌等状况发生。还有些装卸工人在使用起卸货设备时, 野蛮操作导致硬物刺穿、撞击等状况产生。此外, 流机、固机等装卸设备的顺序安排不当也会造成一定的货物损失。这些不仅给客户造成一定的经济损失, 影响客户的正常经营;也给港口带来不良的后果:港口要为客户的经济损失做出相应的补偿, 这在影响港口的运作成本支出的同时, 也影响港口的品牌形象和声誉, 甚至影响港口以后的经营发展和市场开拓。下表是北方某港散杂货码头2008年12月份玉米损耗统计表。
1.4 管理信息系统有待完善
各中小型港口散货码头在软件方面除了物流管理信息系统外, 还开发了设备管理系统、计费管理系统、财务系统、人事系统、档案管理系统等。但是这些系统大多相互独立, 不能实现各部门之间的数据电子交换, 系统间的数据传递和信息传递大多还是靠手工报表、电话等, 影响工作效率。例如, 调度人员只能通过电话、对讲机等与现场作业人员进行沟通, 根本无法实时掌握现场作业情况, 造成车辆等设备设施时而闲置、时而阶段性紧张的不合理现象。故各管理信息系统之间的联系有待进一步加强。
1.5 物流人才培养与引进工作亟待加强
物流专业人才的缺乏制约了各中小型港口物流的发展。港口物流的发展主要是为了增加货物的附加值, 节约流通费用, 提高物流流通效率, 降低不必要的损耗。要解决这些问题就要对港口物流进行合理规划、设计和管理, 而这些工作的实现最终还需要专业的物流人员运用自身必备的专业知识和一定的物流实践经验来完成。因此对专业物流人才的培养与引进工作势在必行。
2 中小型港口散货码头装卸工艺管理改进策略
2.1 制定合理的装卸工艺流程
根据各中小型港口散货码头的生产和货种、货流实际等情况, 可分为不同货种、不同操作过程、不同搬运距离的工艺方案, 有时还需要结合劳动定额一起制定, 一般包括货名、操作过程、搬运距离、所配机械、劳动力数量、机械与劳动力的工时数、装卸效率 (舱时量) 。制定装卸工艺时, 一般要求以主导机械的效率配备工人数或其他机械台数, 应尽量保证各工序生产效率协调一致, 并遵循直线原则 (货物搬运距离最短) 、减少操作系数原则 (如使用高框铲车直接装火车, 而不是吊车—拖车—吊车装火车) 、利用机械及工属具原则 (减少工人劳动强度, 如门机抓斗装卸木材, 而不采取人力捆绑木材的方法) 。制定合理的装卸工艺流程, 能够消除工艺方案中的冗余环节, 提高工作效率。下图为某港散货码头改进后的装卸工艺设计流程图。
2.2 实现港口装卸工艺标准化
港口装卸工艺标准通常指的就是港口货物装卸工艺规程, 其主要内容有装卸机械、装卸工属具的配备及作业人员的组织即装卸工艺方案表、作业标准码、标准堆以及装卸过程中的操作方法和要求。装卸工艺标准化是港口企业标准化的重要组成部分, 研究、制定和实施装卸工艺标准是港口生产得以顺利进行的重要保障。并且装卸工艺与港口安全生产密切相关, 因此在港口企业推行装卸工艺标准化管理, 将对码头安全生产起到积极的促进作用。各中小型港口散货码头应该根据码头生产实际, 坚持从基础管理入手, 一抓标准及管理制度的制定, 在制定工艺标准和管理制度时, 编写内容、格式要求以及编制程序, 都严格执行国家的有关规定, 保持标准的先进性;二抓标准宣贯培训工作, 使工人深入了解和掌握标准, 最终能够按照标准的要求进行装卸作业;三抓标准的执行, 通过全员的努力, 使装卸工艺标准化工作全面走向正轨。
2.3 实时更新装卸工艺
作为散货码头生产管理基础的装卸工艺不是一成不变的。一定时期, 随着新机械、新设备的采用, 新货种的出现, 先进经验的创造, 技术的进步等, 装卸工艺方案都需要随条件的变化而不断修改。实时更新装卸工艺要做到以下五个方面:①工属具的改进和创新, 包括对现有装卸工属具进行研究、分析、设计、试验、定型等;②装卸工艺线的再设计, 港口装卸的基本工艺流程往往在设计时已经确定, 但在实际使用中会发现工艺流程有很多可以进一步改进和完善之处;③作业线改进, 装卸工艺人员必须深入现场, 密切与装卸工组的联系, 通过对同一装卸线在不同条件下的效果进行分析与比较, 总结先进经验, 找出存在的问题, 并组织先进经验的推广, 提出改进建议;④工程心理学研究, 运用工程心理学的观点研究工作环境对工人体力及心理的影响, 并研究对策, 以达到减少疲劳、提高工作效率的目的;⑤装卸作业标准的制定与修改。
2.4 完善管理信息系统
充分利用各中小型港口散货码头现有的各种软件管理系统, 必要时还可以根据实际生产状况开发适用且功能全面的软件管理系统, 不仅能够更好地完成本部门的工作, 还能使各个系统之间相互联系, 实现各部门之间数据的实时电子交换, 从而使调度人员即时掌握现场作业情况, 有利于调度人员把握全局, 做好固机、流机和各种工属具的调配, 协调整个码头的生产, 全面提高工作效率, 提升客户满意度。
2.5 重视物流人才的培养
对人才的培养包括两个方面:第一, 对港内相关人员进行专业培训。现有劳动者技能的提高, 能够使机械的作业效率提高, 并减少无效的作业时间。通过专业化分工、岗位培训、制定标准化作业程序等措施, 提高机械司机、指挥手、装卸工人的熟练程度, 增强作业工序间的默契性和协调性。第二, 加大吸引综合性物流人才的力度。既懂得港口经营管理又系统掌握现代物流技术与理念, 还能从事具体运输管理和港口企业管理工作的综合性物流管理人才, 有助于港口的进一步发展。
目前, 各中小型港口散货码头装卸工艺管理还处于发展阶段, 要达到先进的管理水平, 就要不断增强企业领导对装卸工艺管理的重视程度和尽快提高装卸工艺管理人员的素质, 加大装卸工艺宣贯力度, 普及装卸工艺知识, 强化装卸工艺意识。通过加强装卸工艺的管理, 既能提高货物的装卸效率, 又能增强生产安全, 降低装卸成本, 真正为各中小型港口散货码头带来可观的效益。
摘要：随着市场竞争的日趋激烈, 广大中小型港口企业为了提高生产效率, 已经越来越重视对散货码头装卸工艺管理的策略研究。本文首先对中小型港口散货码头普遍存在的装卸工艺管理方面的问题进行了分析, 然后给出相应的解决方案, 达到了提高生产效率、减少生产成本的目的。
关键词：中小型港口,散货码头,装卸工艺
参考文献
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[2]王建强.散货件杂货码头装卸工艺流程仿真研究[D].广州:华南理工大学, 2005.
[3]潘甲福.港口装卸工艺标准化探讨[J].交通标准化, 2003 (9) :121.
装卸工艺 篇2
一，绪论
1、第一代港口：港口仅是作为从事船舶装卸活动的场所。第二代港口：港口也是贸易活动的领地，为转口贸易提供便利条件。第三代港口：港口工业迅速兴起，出口加工工业，自由贸易工业不断借助港口优势在港区内建设起来，将港口与城市发展，港口与出口加工等有机的结合起来，使港口成为集疏运中心，贸易中心，金融中心和工业中心为一体的综合性准政府区域。
2、港口的主要作用 1)港口是海运和陆运的交接点 2)港口是工业活动的基地 3)港口是城市经济发展的生长点 4）港口具有社会经济发展促进效应、港口生产活动的特点 1产品的特殊性（产品在生产过程中即被消费）
2生产的不平衡性
经常的 绝对的生产活动的多样性和复杂性 4）港口生产活动与经济发展的相关性 5）生产的连续性 装卸组织的协作性 7）高度信息化 8）生产调度的层次性
3、工艺：指社会生产中改变劳动对象所采取的方法。港口装卸工艺：是指在港口实现货物从一种运载工具转移到另一种运载工具的空间位移的方法和程序。
改进装卸工艺是港口革新改造的主要目标
4、港口企业装卸工艺的归口部门：生产调度部门，机电等技术部门，规划建设部门，单独的装卸工艺部门。
二 港口装卸工艺系统分析
1、泊位通过能力：泊位在单一货种、单一船型、单一操作条件下一定时期内所能装卸货物的数量。
2、水运工艺第三次革命：集装箱运输 三 件杂货装卸工艺
1、件杂货通常是指有包装和无包装的散件装运的货物，由于件杂货的外形及其包装形式多而杂，故称件杂货。
2、件杂货装卸机械化系统是由装卸船舶的机械，水平运输机械和库场内机械而组成。
一、装卸船舶机械
（1）门座起重机：是件杂货码头最常用的主要岸机
优点：起升高度大：臂幅大，工作区域大；使用灵活，定位性好；起重量大；通用性好。缺点：价格高，使用的成本维修费用和能耗都较大，自重大轮压大，对码头结构强度的要求高，码头的造价高。（2）船舶吊杆
优点：码头的造价低，营运费用低，装卸成本低
缺点：起货高度低，工作幅度小，对码头水位的适应性差，也不适宜进行直接换装作业。船舶吊杆的起重量相对较小，不宜起吊成组的重量大的货组。（3）流动起重机
优点：机动性好，适应性强，既可用于码头前沿，又可作堆场机械使用；造价低，维修保养费用少；操作方便，更适宜装卸小驳船。
缺点：作业范围较门座起重机小，起重量要随着臂幅的增加而变小；装卸效率较门座起重机低，岸线占有率高。
二 水平运输机械 蓄电池搬运车 叉式装卸车 牵引车挂件 货车
2、件杂货装卸的薄弱环节及解决方向 件杂货装卸存在着装卸效率低，装卸作业费工费时的问题，具体体现在件杂货装卸作业存在舱内作业和棚车内作业的两内薄弱环节 件杂货舱内作业由三个工序组成，完成这些工序主要靠人力劳动，工人消耗体力大，生产效率低。因此，解决舱内作业费力费时问题是提高船舶装卸整条作业线生产效率的主要因素。解决的办法：提高舱内作业机械的使用率；改进货船的结构。
件杂货棚车内作业问题 由于棚车的车门小，件杂货棚车内作业与船舱内作业一样存在费力费时的问题。
解决件杂货装卸薄弱环节的根本方向是 扩大货组和改进运输方式，扩大货组的做法是件杂货货板化运输和装卸
改进件杂货运输方式是采用集装箱运输 四 集装箱装卸工艺
1、集装箱专用码头应具备哪些条件？
1）具有一定规模的集装箱运输量
2）应有足够的进港航道和港池水深条件 3）有宽阔的陆域面积和堆场
4）便利的集装箱集疏运交通通道 5）配备大型、高效率的集装箱专用机械和设备
6）拥有现代化的通讯和生产指挥系统
7）具有现代化的管理手段
2、集装箱标记 第一组标记：箱主代码、顺序号、核对数
第二组标记：国籍代号、尺寸代号、类型代号
第三组标记：最大总重、自重
3、集装箱堆场作业机械
跨距：两侧行走轮中心线之间的距离。取决于所需跨越的集装箱列数的底盘车的通道宽度。
各种堆场作业方式的比较
底盘车：优点，机动性强，进出场效率高，无需装卸，适用于滚装船作业。缺点，单层堆故，堆场利用率低，占用大量底盘车。
跨运车：优点，适用于水平搬运和堆存作业，灵活性强，翻箱率低，单机造价低，工艺系统简单。缺点，故障率高，维修量大，堆层少，使堆场利用率低，对司机操作要求高。
叉车：优点，适用于短距离水平搬运和堆存作业，灵活性强，翻箱率低，单机造价低。缺点，一般只适用于小型箱的搬运，堆层少，并需留有较宽的通道，使堆场利用率低。
轮胎龙门起重机：优点，可堆3~4层，堆场利用率高，可靠性强，比轨道式使用灵活，是目前主流设备。缺点，翻箱屡高，只限于堆场使用，堆场建设投资大，作业效率比跨运车低。轨道龙门起重机： 优点，可堆4~5层，堆场利用率高，可靠性强，堆存容量大，可同时进行铁路线状装卸。缺点，翻箱率高，只能沿轨道运行，灵活性差，堆场建设投资大。
正面起重机：优点，堆存高度高，堆场箱位利用率高，使用灵活，单机造价低，可进行水平搬运。缺点，需留有较宽的通道，使堆场用于堆箱的面积减少。五 木材装卸工艺
1、木材运输、装卸和保管的特点有哪些？
木材是一种长、大、笨、重的货物；
木材的含水率高而日含水量变动范围大；
木材的品种、规格；木材的积载因素大； 木材易腐、生青斑和木覃，易龟裂及弯曲；
木材的浮性；
2、圆木的装卸还可以采用木材钢丝绳扣，自动摘钩，圆木夹钳，带钩吊索等
3、木材装卸和搬运机械：装卸船舶机械；水平运输机械；堆场机械。
4、木材装卸工艺：原木装卸工艺；成材装卸工艺；起运水中木材工艺；木材装车工艺。六 煤炭和矿石装卸工艺
1、煤炭、矿石的特性有哪些？
物料容重，自然坡度角，块度及物料与承受面之间的摩擦系数 冻结性 发热和自燃性
脆弱性，扬尘性
2、物料的容重是物料的（单位体积重量）。
3、煤炭、矿石出口装卸工艺主要由（卸火车作业）、（堆场作业）、（装船作业）三个工艺环节组成。
4、翻车机形式有（转子式）、（侧倾式）两种。
5、翻车机卸车工艺 特点：系统机械化程度高，卸车效率高，卸车后车内容量少；对货种及物料块度的适应性强；系统的机械设备多，投资费用高，所以翻车机系统需要另外设置辅助卸车机械，用作不能使用翻车机的车辆卸货；对车辆的适应性差，对车辆的损害大，所以翻车机不适用于平车，低帮车或结构不好的车辆的卸车作业。
螺旋卸车机卸车工艺：特点，与翻车机卸车相比，螺旋机卸车具有结构简单，投资少，效率高；对车辆的适应性好；在维修保养方面，螺旋卸车机的维修保养也较翻车机简单，对车辆的损坏率也较翻车机低，但螺旋卸车机的适应性不如翻车机好；防尘方面，翻车机布置紧凑，容易解决，而螺旋卸车机作业面大，还需要清仓作业，所以扬尘性大，且较难解决防尘问题；在卸车自动化程度方面，螺旋卸车机也不如翻车机，相比之下，螺旋卸车机的卸车效率低，特别是在物料的湿度大时，卸车的效率就更低；在使用方面，根据使用经验，当年卸车量超过四百万吨的时候，翻车机的经济性较卸车机好。
链斗卸车机卸车工艺 特点：造价低，因为不设坑道皮带机；要求地面没有坡度，以保持机架在工作时的稳定性；机械磨损大，维修费用高，能耗大；清车量大，扬尘性大，对货种适应性大；在港口仅作辅助设备用，而较少作为主要卸车机械用。
底开门自卸车卸车工艺 特点：不需要其他卸车设备，卸车效率高，物料卸车较彻底；车辆造价高，使用率低；需要铁路专线。
6、输送机械和辅助机械：皮带输送机，平舱机械 七 散水泥（化肥）装卸工艺
1、散水泥（化肥）在保管、运输和装卸方面具有哪些特点？
①化肥的吸湿性
②水泥的水化和硬化
③腐蚀性
④化肥的易燃性和易爆性
⑤扬尘性
2、散水泥卸船机械门机，斗式提升机等
3、目前全世界的水泥包装机可分为两大类，一类是固定式，一类是回转式。与固定式相比，回转式有以下优点：劳动条件改善，粉尘易于控制；插袋地点和卸包地点固定在一处，每包间隔时间相等，水泥袋不会在皮带机上重叠；便于实现插袋自动化和装运裸包自动化；包装能力大，劳动生产率高。
4、常见得收尘工艺设备有：沉降室；旋风收尘机；袋式收尘器；电收尘器；过滤收尘器。八 散粮装卸工艺
1、散粮卸船机械可分为（间歇型卸船机）和（连续型卸船机）两大类。
2、比较连续型散粮卸船机，抓斗卸船机的使用特点：机械的结构简单，造价低，维修保养方便；对船型和货种的实用性强；船舶装卸效率低，能耗大；抓斗闭合不严密，卸船作业过程中散粮撒落现象较为严重；粉尘污染大。
3、吸粮机的优点：结构简单，造价低，操作方便，使用灵活；对船型的适应性强，清舱量较小，工人的劳动强度低；易于其它运输环节相衔接。但在实际使用中，吸粮机还存在三大一低的缺点，噪声大，粉尘大，能耗大，效率低。
4、夹皮带卸船机的优点：物料破碎少 九 液体货装卸工艺
1、石油的易燃性和爆炸性
石油和石油产品的易爆程度可以用（闪点）、（燃点）和自燃点来衡量。
2、油品储运中发生爆炸的原理是什么？
答：油品储运中发生的爆炸按其原理主要有两类：一类是油气混合气因遇火而爆炸，这是一种化学性爆炸；另一类是密闭容器内的介质，在外界因素作用下，由于物理作用，发生剧烈膨胀超压而爆炸，如空油桶或空油轮等因高温或剧烈的碰撞使腔内气体剧烈膨胀而造成爆炸等。在油库中最易发生且破坏性较大的是第一类爆炸。
2、油罐的类型
从使用材料上分：金属油罐、非金属油罐
3、确定油罐时应考虑的因数：工艺要求；检修油罐和倒罐的需要，至少两个；经济性；占地面积和操作管理。
4、输油泵：离心泵的主要特性参数，流量，压头，功率效率，转数n；允许吸入真空高度hs
输油泵的选择
输油泵的型号，应根据原油性质和输油参数进行选择；输油泵的流量，应根据装船装车管道输送等不同情况分别确定
5、油管为什么需要伴热，具体措施有哪些？
答：为了使油品在输送过程中不冷授和温降不要过大，油管须采用伴热措施。伴热保温常有蒸汽管伴热或电加热，目前国内采用蒸汽管伴热较为广泛。蒸汽管伴热有内伴热、外伴热和外伴随三种
6、液化天然气的特点是什么？
答：①液化气的温度低、重量轻
②液化气蒸发性和膨胀性
③液化气的危害性
④液化气的危险性
7、液化天然气码头的特点
装卸工艺 篇3
[关键词]内河；港口；码头；干散货；装卸工艺
目前我国沿海港口干散货码头装卸效率较高，而由于航道水深的限制，内河港口干散货装卸受到货种、运量以及船型适应能力的影响，效率有待提高。干散货在安徽省货运总量中占很大的比重(约85％)，随着经济的转型发展，港口干散货吞吐量将不断攀升，加上未来货种和船型的变化，现有的装卸工艺将难以满足其装载需求。
1安徽省内河港口干散货装卸工艺现状
1.1主要货种及码头泊位
安徽省内河港口主要装卸煤炭、矿石、散装水泥等干散货，此外还有非金属矿石和矿建材料等。港口泊位以浮码头、斜坡、高桩直立式和重力式直立式这4种类型为主(见表1)。
从表1可以看出，从泊位用途看，合肥港和安庆港干散货泊位最多，池州港和蚌埠港相对较少；从泊位形式看，安庆港主要以浮码头和斜坡为主，合肥港和蚌埠港绝大部分是重力式直立式泊位，马鞍山港浮码头最多；从专业化程度看，蚌埠港专业化比重最高(36％)。其次是芜湖港(23％)和池州港(19％)，合肥港的泊位全是通用型。正是上述不同使这些港口的干散货装卸机械和工艺流程存在区别。
1.2码头装卸机械和工艺流程
1.2.1装卸机械
装卸货物的机械设备因货物种类、货物性质、泊位形式的不同而有所不同。安徽省内河港口主要使用以下干散货装卸机械(见表2)：
(1)装船机械：主要有门机带抓斗、后摆式直线型装船机和简易的弧线摆动式装船机等。装船作业一般采用两种简易流程：①汽车→岸边溜槽→船舱；②泞车→前沿溜槽→固定式皮带机→船舱。这两种工艺流程比较简单、经济，故现阶段使用较多。
(2)卸船机械：主要有固定吊带抓斗、门机带抓斗、桥式抓斗卸船机、悬链斗卸船机等。与带抓斗的卸船机相比较，悬链斗卸船机优势明显，它能减轻操作人员的劳动强度，卸船安全性较好，效率较高，能节省移船设备投资，并实现多点卸料，使用方便。卸船作业的主要流程为：①桥式抓斗或固定吊带抓斗→皮带机或汽车→后方堆场；②悬链斗卸船机→皮带机→后方堆场。南于内河货物量有限，干散货货种多样，通用泊位较多，故流程①较为常用。
(3)上下坡机械：主要使用皮带机。在进口干散货时多用固定式皮带机直接装载到堆场。
(4)堆场机械：主要有摇臂旋转式堆料机、链板式堆料机、斗轮堆取料机、均滑布料机、皮带机等。
除上述装卸机械外，还有一些特殊的工属具，如铜陵港使用的方解石铲斗簸箕吊具，是当地发明的用于出口方解石的吊具，方便、经济，效率也较高。
1.2.2装卸工艺流程
从安徽省内河港口干散货装卸工艺来看，装卸机械设备较为陈旧，工艺流程简单，装卸效率较低，难以满足未来发展需求。安徽省内河港口主要装卸工艺流程如下：
(1)散货进口：①桥式抓斗或固定吊带抓斗→皮带机或货车→后方堆场；②悬链斗卸船机→皮带机→后方堆场；③带抓斗龙门吊→漏斗→固定式皮带机。虽然悬链斗卸船机具有连续性好、效率高、能耗低等优点，但由于内河货运量有限、船型小、货种多样，因此流程①、③更常用。
(2)散货出口：①带抓斗龙门吊→皮带机→后摆式直线型装船机→船舱；②货车→岸边溜槽→船舱；③货车→前沿溜槽→固定式皮带机→船舱。在铜陵港出口铁球团就是采用流程①，装船效率较高。后两种工艺流程具有简单、经济的特点，现阶段使用较多，但存在着较大的安全隐患，对司机要求较高。
(3)散货进口堆场：常用的工艺流程是皮带机→移动皮带机→堆场，具有简单、机动、灵活等特点。比较先进的码头采用摇臂旋转式堆料机，因为其堆料范围大，部分港口堆场配备有斗轮堆取料机，但堆取不能同时进行。
(4)散货出口堆场：①堆场→装载机→皮带机或货车；②带抓斗龙门吊→皮带机或货车。
(5)火车出口：①火车车皮→螺旋式卸车机→地坑→接料漏斗；②火车车皮→翻车机→地坑→接料漏斗；③火车车皮→链板式双摇臂卸车机→地坑→皮带机→堆场。火车出口货种主要是煤炭。
2存在的主要问题
2.1装卸作业方面
(1)装卸效率不高安徽省内河码头中通用散货码头比重较大。在码头装卸高峰时段，有时一个泊位先后装卸不同散货，吊具需要人工更换，不仅影响装卸效率，也降低安全性。一些陈旧设备未能及时更新，一些效率较低的机械设备仍在使用，其装卸效率难以满足当前以及未来发展需求。另外，高峰时段船舶与车辆同时在港作业也给堆场进出货物作业带来困难，甚至引起装卸中断，影响装卸效率。
(2)能耗较大港口机械的装卸作业过程也是能源消耗的过程。专业化干散货码头一般配套协作能力较强，而通用干散货码头的工艺机种选择往往存在不合理现象。由于某些港口设计通过能力过高或过低，而船型又不断地发生变化，容易出现“大马拉小车”现象，能耗也随之增加。另外，安徽省内河码头使用的干散货装卸机械大部分建造于20世纪，设备陈旧老化也是引起能耗增加的原因之一。
2.2管理经营方面
(1)装卸成本有待降低
由于通用散货码头较多，到港船型也不尽相同，港口选择装卸工艺时难免出现不合理的状况，从而导致成本增加。港口生产管理人员通常较为注重装卸效率，而对生产过程的成本考虑较少，这是造成装卸成本居高不下的另一原因。
(2)货损有待减少
目前安徽省一些内河干散货码头直接从事货物装卸的人员参加工作时间比较短，流动性较大，专业性不强，对于一些干散货的属性和特点了解不够，在装卸时疏忽对货物的保护性作业，再加上码头工艺流程设计不当，便导致货物的流失。
(3)管理信息系统有待完善安徽省内河港口干散货码头信息化程度普遍不高，而随着国家发展内河区域经济政策的推进以及当地经济的转型，信息化的重要性日益突出。目前安徽省内河码头以货主码头居多，各码头之间的信息难以交流，导致相关数据不能得到及时统计和更新，直接影响码头干散货装卸工艺的合理选择。在装卸过程中的信息传递大多仍依靠电话，管理人员很难实时掌握现场作业情况，设备设施时而闲置、时而阶段性紧张的不合理现象由此产生，码头装卸效率因此大打折扣。
2.3安全环境方面
(1)安全性有待提高安徽省内河港口干散货装卸工艺的专业化程度不高，人员在场操作安全隐患较多。例如，安庆港出口煤炭时，采用卡车从堆场装载倒向卸料槽的方式装船，这存在很大的安全隐患，对司机的操作要求也较高。
(2)污染问题有待解决煤炭和散装水泥等干散货
在装卸过程中容易形成粉尘。为降低成本，安徽省内河港口在装卸干散货时采取防尘措施的很少，这造成码头空气污染，在装卸旺季尤为严重。另外，水污染也比较严重，尤其是在雨季。一些码头由于缺乏性能良好的排污系统，不仅容易引起货物损失，也在一定程度上影响机械设备效能的发挥。
3改进建议
3.1装卸作业方面
(1)更新装卸工艺安徽省内河港口的干散货装卸机械大部分较为陈旧，需要更新。可从以下4个方面着手进行：①工属具的创新和改进，包括对现有装卸工属具进行分析、设计、试验、定型等；②装卸工艺流程的再设计，在实践中发现工艺流程可进一步改进和完善之处；③作业线改进，装卸工艺人员应深入现场，加强与装卸工组的联系，通过对同一装卸线在不同条件下装卸效率的比较，总结经验，解决问题；④装卸作业标准的制定和修改。
(2)保持工艺流程连续性在水位变化较大的码头，可采用带轮、绞接的皮带车，以便随水位变化及时调节，防止因水位变化影响装卸效率。另外，在船舶或装船机因换舱位或驳船换当而发生工艺中断时，可使用贮货漏斗，也可在码头设置高架缓冲仓。
(3)采取节能措施增强机械的润滑性能，使机械性能保持良好状态，不但可以减少机械损耗，延长使用寿命，而且能保证机械安全、优质地运转，使能耗相对降低；设计工艺流程时遵循直线原则，尤其是在设计高架皮带机路线时，避免迂回搬运和过远搬运；配备不同起重量的抓斗，在门机带抓斗装卸船时，可根据船舶吨位或舱口的大小选择合适的抓斗，从而提高装卸效率，降低能耗。
3.2管理经营方面
(1)建立成本管理机制
成本管理主要针对装卸工艺进行。首先，明确干散货装卸工艺成本的构成要素。装卸工艺成本主要包括人工费、机械费(燃料费、动力费、修理费、折旧费等)、装卸工具费、劳动保护费、事故损失费(包括货损)、外租机械费、管理费等。在这些成本中，有的是不可控的，如机械折旧费。其次，对工艺成本进行调查。为保证数据的全面性，被调查的装卸工艺流程必须符合以下要求：同一作业点应有不同的工艺流程；同种货物在不同的作业点应有相同的工艺流程；工艺流程中人力、机械、工属具的配置应符合装卸工艺规程。最后，分析装卸工艺成本。将调查统计数据进行汇总分类，分析、比较不同流程中存在的成本问题，通过合理的改进措施，有效控制成本，减少损失。
(2)完善管理信息系统安徽省内河港口中大部分码头是通用干散货泊位，因此要充分利用各码头现有的各种软件管理系统。在货主码头较多的港口，可建立公共信息平台进行相关统计，为完善干散货装卸工艺提供依据。管理信息系统也有利于实现各部门之间实时的电子数据交换，有助于调度人员即时掌握现场作业情况，把握全局，做好固机、流机和各种工属具的调配，协调生产，提高码头装卸效率。
3.3安全环境方面
在安全方面，应进行人员培训，提高其安全意识；加强机械设备的维护，减少故障的发生，减少安全隐患；加强流程监控，减少在场流动人员，降低事故发生概率。
在防污染方面，可采用以湿式防尘为主、干式除尘为辅的方法，控制粉尘扩散；在皮带机转接点、接料漏斗处应喷水以减少起尘；在堆场四周设喷头洒水抑尘；在堆场与办公区之间设置防护林。在煤炭专业码头可以采用湿式除尘系统处理煤尘，它具有除尘效率高、运转费用低、操作简单、应用广泛等特点。湿式除尘的主要技术条件有：(1)供水系统，主要由水源、泵站和供水网组成；(2)在堆场设置喷枪，通过计算机控制喷洒水的程序、次数、时间，保持堆场煤炭表面含水量为6％～8％；(3)在装卸船、装卸车、堆料、取料等系统设置喷洒水装置，通过水雾抑尘并增加煤炭含水量，减少煤炭起尘；(4)装卸现场冲洗系统，主要用于清除现场散落煤尘，防止二次起尘。
4结语
散货码头装卸工艺系统的仿真分析 篇4
在大型港口散货码头的营运过程中, 受到诸多不确定性因素的影响。比如:载货船舶抵港时间的随机性;泊位及航道的潮汐变化;码头作业现场的气候变化;船舶吨位、泊位、设备及人员的不确定性, 等等。应用仿真软件模拟散货码头装卸工艺系统的整个流程便成为大型港口散货码头的必选优化方法。笔者基于一般散货码头系统的仿真模型, 着重对矿石码头的几种装卸工艺流程进行仿真分析, 深入解析散货码头系统运营过程中船舶抵离泊位、车辆进出车站、货物装卸流程、机械设备调度、堆场堆放安排策略等问题, 结合矿石码头的三种装卸工艺方案, 对矿石码头的装卸工艺系统进行了分析并给出了评价指标, 辅助散货码头经营管理人员对码头营运做出优化决策。
1散货矿石码头装卸工艺系统的基本要素及分类
1.1散货矿石码头装卸工艺系统的基本要素
散货矿石码头装卸工艺系统是码头按一定的操作过程, 根据码头条件, 针对不同的货物、运输工具和装卸设备, 以合理和经济的原则来完成装卸和搬运任务。港口装卸作业是港口生产的主要内容。港口装卸工艺直接影响装卸效率、港口通过能力、车船周转、货运质量、装卸成本、劳动条件等, 而且是码头泊位数、库场面积、车辆装卸线长度等设计的依据。选定合理的装卸工艺, 是港口工程的重要内容之一, 同港口建设规模、总体布置、码头类型和经济效益都有密切关系。
影响港口装卸工艺选定的主要因素有:①货运量、货种、流向及其季节性变化;②散货的块度、容重、堆积角 (堆放时自然形成的边坡角度) 、化学稳定性、粘滞性、吸潮性、脆性、毒性、腐蚀性和对装卸存放的特殊要求;③船舶类型及其主要尺度、船舶的装卸条件如舱口数、舱口尺寸、间距、各舱载货量;④货物的集疏运方法;⑤到港列车类型、规格、载重量和每昼夜取送车次数;⑥进出港汽车类型、规格、载重量;⑦港口所在地区的自然条件如地形、地势、水文、气象、潮汐特征和工程地质条件等。
在考虑这些因素的基础上, 研究采用能提高装卸效率、减轻劳动强度、满足生产需要的先进的港口装卸机械, 并做到衔接配套。经过多方案比较, 选取安全、优质、高效率、低成本的装卸工艺。
大型港口散货矿石码头的工艺系统十分复杂, 一般来说都有多种工艺路径, 而对于不同的散货矿石码头而言, 其工艺路径更是差别甚大。散货矿石码头的营运过程中, 码头系统的整体运输能力是由码头系统的工艺决定的。以往人们不太重视研究散货矿石码头的工艺系统, 致使建构的系统往往缺乏通用性。作者基于对各类散货矿石码头系统的工艺结构的分析, 建构了码头结构的层次模型和动态模型。码头工艺其实是一个有起点、有终点的有向运输网络体系。在一般情况下, 普通的运输网络体系因其普遍性而难以查找并记录其流程路径, 而港口散货矿石码头工艺网络系统则有其特殊性, 其工艺流程往往在设计过程中就已经确定, 具有确定的起始点与目的地, 这就完全可以记录其所有流程路径。作者正是依据港口散货矿石码头系统运输起点与终点固定这一原理进行设计分析的。
1.2散货矿石码头工艺系统的分类
目前散货矿石码头装卸工艺系统分为:陆运进港、水运出港的矿石出口装卸工艺和水运进港、陆运出港的矿石出口装卸工艺, 如图1所示。
2散货矿石码头装卸工艺作业流程
散货矿石码头的作业流程主要依据船舶、堆场和火车三者之间的组合关系及其码头的实际营运情况来加以确定, 在分析和研究各类散货码头工艺系统的基础上, 可以得到散货矿石码头的5类主要生产作业流程:卸车进场、卸车进船、卸船进场、卸船进车和卸船进船。
2.1散货矿石码头的卸车进场作业流程
运输矿石的火车抵达港口矿石码头后, 便将客户、矿石种类和堆存时间等信息发送到计算机中控系统;计算机中控系统收到信息后, 根据矿石码头的营运情况, 为待卸矿石分配合适的堆场位置并部署相应的工作流程线路。然后将作业指令发送给各工作单元和装卸设备, 开始进行卸载矿石作业。完成卸载矿石作业后, 火车离港, 如图2所示。
2.2散货矿石码头的卸车进船作业流程
运输矿石的火车抵达港口矿石码头后, 便将客户、矿石种类和等待装船舶等信息发送到计算机中控系统;计算机中控系统收到信息后, 根据矿石码头的营运情况, 为待卸矿石分配合适的资源并部署相应的工作流程线路。然后将作业指令发送给各工作单元和装卸设备, 开始进行卸载矿石进船作业。完成卸载矿石作业后, 火车离港、船舶载货离港, 如图3所示。
2.3矿石码头的卸船进场作业流程
运输矿石的船舶抵达港口矿石码头后, 便将客户、矿石种类和堆存时间等信息发送到计算机中控系统;计算机中控系统收到信息后, 根据矿石码头的营运情况, 为待卸矿石分配合适的堆场位置并部署相应的工作流程线路。然后将作业指令发送给各工作单元和装卸设备, 开始进行卸载矿石作业。完成卸载矿石作业后, 船舶离港, 如图4所示。
2.4矿石码头的卸船进车作业流程
运输矿石的船舶抵达港口矿石码头后, 便将客户、矿石种类和等待装载矿石火车等信息发送到计算机中控系统;计算机中控系统收到信息后, 根据矿石码头的营运情况, 为待卸矿石分配合适的资源并部署相应的工作流程线路。然后将作业指令发送给各工作单元和装卸设备, 开始进行卸载矿石作业。完成卸载矿石作业后, 船舶离港, 火车载矿石离港, 如图5所示。
2.5矿石码头的卸船进船作业流程
运输矿石的船舶抵达港口矿石码头后, 便将客户、矿石种类和等待装载矿石船舶等信息发送给计算机中控系统;计算机中控系统收到信息后, 根据矿石码头的营运情况, 为待卸矿石分配合适的资源并部署相应的工作流程线路。然后将作业指令发送给各工作单元和装卸设备, 开始进行卸载矿石作业。完成卸载矿石作业后, 船舶离港, 如图6所示。
3散货矿石码头装卸工艺方案及系统分析
3.1某矿石码头相关资料
(1) 矿石年吞吐量:
1800万t
(2) 泊位数:
2个。
(3) 泊位利用率:
65%。
(4) 堆场计算所需面积:
25万m2。
(5) 物料特性:
①堆密度:2.2～2.8t/m3;②静堆积角:40°～45°;③动堆积角:30°～35°;④粒度:最大<200mm。
(6) 装卸工艺流程。
船→卸船机→取料机/堆料带式输送机→堆机→堆场→堆取料机/取料机→带式输送机→装车机→火车
(7) 环境条件:
①历史最高风速:30m/s;②历史最高温度:39.6℃;③历史最低温度:-18.3℃;④水位, 设计高水位:4.2m;设计低水位:0.5m;历史最高水位:5.7m;历史最低水位:-1.3m。
(8) 码头前沿标高:
6m。
(9) 码头岸线长:
400m。
3.2矿石码头装卸工艺设备配置
矿石码头是一个进口型的码头, 其装卸工艺为:
船→卸船机→取料机/堆料带式输送机→堆机→堆场→堆取料机/取料机→带式输送机→装车机→火车。
(1) 桥式抓斗卸船机。
桥式抓斗卸船机依靠小车运行实现抓斗的水平移动, 一般小车运行150～180m/min, 外伸距30～40m, 卸船效率较高, 该机目前在国内外煤炭矿石码头卸船作业中得到广泛使用, 其卸船单机时效一般在500～3 000t/h, 适应船型在3～30万t级。
桥式卸船机在国外大型散货码头得到普遍使用, 如荷兰马斯平原矿石中转码头 (年吞吐量1 800万t) 使用的就是起重量为80t的、台时效率最高达3 000t/h的桥式卸船机, 适用船型为25万t级的散货船。
(2) 带式输送机。
由于配置3台台时效率Q=3 000t/h的抓斗式卸船机, 故需配置两条Q=9 000t/h的带式输送机。根据带式输送机工作效率以及物料性质, 选定带宽为B=1 800mm, 带速V=3m/s。
(3) 堆场工艺设备配置。
矿石堆料机是国内外矿石堆场常采用的专用机械。目前世界上大型的堆料机是 (日本石川岛播磨重工业公司制造) 巴西图巴劳奥港矿石码头的堆料机, 该机悬臂的回转半径达55m, 效率为16 000t/h。
堆取料机是一种配合堆场地面固定皮带输送机系统, 既能堆料又能取料的专用机械。由于这种机械具有堆料、取料的性能, 因此是堆场作业性能全面的一种机械。采用这种机型时, 可使整个散货装卸机械化系统机种少, 工艺布置简单, 加上该机型取、堆效率高, 是现代化散货堆场地面系统的常用机械。
取料机是专用于堆场取料的机械, 常见的是与水平固定式皮带机配合使用的取料机, 但也有流动式取料机。
(4) 装车机。
装车机采用连续装车机。
3.3矿石码头装卸工艺方案
为了使矿石码头的装卸工艺系统性能达到最佳, 设计时给出了3种装卸工艺方案, 即堆取合一、堆取分开和堆取联合作业3种方式。
方案一:码头卸船设备采用桥式抓斗卸船机, 堆场采用斗轮堆取料机堆取合一方案, 装车装置采用连续装车机。
方案二:堆场采用斗轮堆取机, 取料机即“堆取分开”作业形式, 其它装卸工艺方案与方案一相同。
方案三:堆场采用斗轮堆料机, 取料机和堆取料机联合作业的方案, 其它装卸工艺方案与方案一相同。
3.4散货矿石码头装卸工艺系统分析
根据货物的流向, 可以将散货矿石码头装卸工艺分为:进口——专业矿石船舶运载矿石抵港后, 在锚泊地等待, 当有空闲泊位和空闲堆场时, 专业矿石船舶靠泊卸船, 将卸载的矿石存入新建的进口堆场中;出口——皮带机将矿石直接输送到装车方仓, 装车出港。
3.4.1 系统边界的确定
本次模拟以建立散货矿石码头装卸工艺系统的计算机模拟模型为目标, 模拟运载煤炭船舶从抵港到离港的整个港内移动过程, 为散货矿石码头的设计人员提供决策数据。本模型以矿石船舶到港、离港为系统的边界。
3.4.2 系统内部的实体分析
实体可分为两类, 即永久实体和临时实体。永久实体包括锚地、泊位、堆场、装卸机械、综合楼等其他生产、生活配套设施。临时实体包括矿石船舶和矿石。
港口矿石码头装卸系统按照功能可分为3种: 矿石装卸机械、 矿石输送机械和辅助机械。矿石装卸机械的主要职能是将货物从火车和船舶装运和卸载, 涉及到卸船机、装车机等机械;矿石输送机械的主要职能是在港内转运货物, 涉及到皮带机、堆取料机等机械;辅助机械的主要职能是货物的称重、抽样和除尘, 涉及到采样机、计量秤、 筛子、铁磁分离器等机械。上述3类机械组成一个有机整体, 便形成了具有特定功能的港口矿石码头装卸工艺系统, 它是整个港口矿石码头的核心系统, 支撑着货物在港区的移动。因此, 港口矿石码头装卸系统设计的优劣, 直接影响到港口矿石码头的运营效率。在港口矿石码头装卸系统的3种机械中, 矿石装卸机械和矿石输送机械尤为重要, 因而在模型中通常只考虑这两种机械, 忽略辅助机械。
3.4.3 码头子系统的划分和分析
抵离港口矿石码头的船舶、车辆等临时实体是港口的主要服务对象, 港口矿石码头系统为船舶和车辆提供装卸服务, 为矿石提供混配和位移服务。港口矿石码头装卸机械通过特定的组合方式耦合形成港区运输网络体系, 进而依据一定的次序与港区各种永久实体结合, 形成具有特定功能的子系统。本案例分为4类子系统分别讨论:卸船子系统、装船子系统、卸车子系统和装车子系统。
3.4.4 卸船子系统
卸船子系统中的永久实体是矿石进口泊位、卸船机、堆场和矿石输送机械, 临时实体是卸货船舶和矿石。
船舶满载矿石抵达港口后, 在锚泊地等待;当有空闲泊位时, 船舶靠泊作业;然后为货物选择存放的堆场和装卸工艺路径, 将货物卸载并运进堆场, 船舶卸货完毕后驶离港口。
3.4.5 装船子系统
装船子系统中的永久实体是专用矿石出口泊位、装船机、堆场和矿石输送机械, 临时实体是装货船舶和矿石。
矿石在产品矿石堆场中存放一段时间后, 根据自身的流向, 矿石要装船离开港口。一些小型客户的需求矿石, 经筒仓混配后直接由皮带机送往泊位, 装船离港。空载的矿石船到港后在锚泊地等待, 当有空闲泊位时, 船舶靠泊作业, 然后为矿石选择存放的堆场和装卸工艺路径, 将客户需求的矿石运出堆场装船, 船舶装载矿石完毕后离开港口。
3.4.6 卸车子系统
卸车子系统中的永久实体是螺旋卸矿石坑房、堆场和矿石输送机械, 临时实体是抵港卸载矿石的列车和矿石。
满载矿石的列车到达港口后, 在编组站等待, 当有空闲卸矿石坑时, 用拖车将列车拉到卸矿石坑上, 然后为矿石选择存放的堆场和装卸工艺路径, 将矿石卸载运进堆场或者直接由皮带廊道送入混配筒仓, 列车卸载矿石完毕后驶离港口。
3.4.7 装车子系统
装车子系统中的永久实体是装车方仓、堆场和矿石输送机械, 临时实体是抵港装运矿石的列车和矿石。
查找矿石堆场中是否堆存大型客户所需求的矿石品种, 如果存在, 便调度列车驶入港口, 进入编组站等待, 当有空闲装车方仓时, 用拖车将列车拉到装车方仓, 然后选择合适的装卸工艺路径, 将矿石运出堆场装车。一些小型客户所需要的矿石, 通过筒仓混配后直接由皮带机送往装车方仓装车, 列车装运矿石完毕后驶离港口。
3.4.8 子系统之间相干性的分析
上述四个子系统, 它们之间虽然是各自独立的, 但又是相互关联和相互影响的, 后者主要表现在子系统之间公用的码头设施或码头设备上。导致子系统之间相干现象主要是由两个原因造成的:其一是受到堆场容量的限制。一旦堆场存储矿石货物过多、堆放时间过长, 子系统之间便会出现明显的相干现象。这种情况会造成堆场没有足够的空间容纳船舶或列车上的矿石货物而加重船舶或列车的排队现象;其二是受到系统装卸工艺的限制。一旦工艺设计中子系统之间的公用设备过多, 子系统之间便会出现明显的相干现象。这种情况会造成由于子系统之间存在公用设备而使同一时间只能有一个子系统工作占用该公用设备, 其它相干的子系统处于等待状态。
4散货矿石码头装卸工艺系统评价指标
评估散货矿石码头的装卸工艺系统, 需要分析在不同工况下的码头吞吐量、码头装卸工艺系统的结构参数组成、物流系统装卸生产性能指标三者之间的关系。码头装卸工艺系统的结构参数主要包括:码头平面布置、堆场大小、装卸运输设备技术参数、工艺线路等, 它们都由码头规划设计初步确定, 然后根据仿真试验进行调整优化。
散货矿石码头的装卸工艺系统评价指标如下:
(1) 各环节的设施或设备的利用率。包括岸边卸船机年利用率、堆场平均日占用率、堆场日平均占用率、堆取料机的年利用率、装车机的年利用率等。
(2) 船舶的平均等待时间、船舶平均在港时间、火车平均装车时间、火车平均在港时间等。
(3) 码头年吞吐量。
如某环节的利用率太高, 则意味着该环节是码头物流系统的瓶颈。
如果卸船机、堆取料机或装车机的利用率太高, 则意味着装卸设备的生产能力不足, 应对意外或高峰作业的能力有限, 是整个码头系统的瓶颈。
如果堆场的日平均占用率太高, 则意味着堆场空间不够, 应对意外或高峰作业的能力有限, 是整个码头系统的瓶颈。
参考文献
[1]黄国梁.散货码头物流系统建模与仿真[D].武汉:武汉理工大学, 2007.
装卸工艺 篇5
关键词：集装箱码头,装卸作业工艺,自动化
1 前言
随着全球经济一体化和对外贸易不断发展，我国的集装箱运输取得了前所未有的飞速发展。根据国家统计局数据统计显示，截止2012年我国港口集装箱的吞吐量已连续十年位居世界第一位。集装箱装卸工艺是集装箱码头生产的基础，是港口技术水平的具体体现。随着集装箱业务的快速发展以及集装箱化率的逐步提高，为了进一步缩短船舶的停泊时间，降低码头、船公司及货主等的运输和生产作业成本，各港口都在装卸工艺方面进行了相关探索研究。集装箱装卸工艺的创新和选择需要根据码头自身情况以及整个集装箱运输行业的发展趋势而定。因此，在集装箱运输业迅速发展的背景之下，对集装箱码头进行自动化改造，研究安全高效、环保节能的新型集装箱装卸工艺具有十分重要的意义。
2 典型集装箱码头装卸工艺分析
集装箱码头装卸工艺系统一般由岸边装卸作业、水平运输作业和堆场作业三部份组成。根据各作业环节采用设备的不同，有多种集装箱装卸工艺系统，典型工艺主要有以下几种：
(1)底盘车系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输为集装箱牵引车&底盘车。其特点是组织简单、管理容易、不适合陆域紧张的场合。
(2)跨运车系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输和堆场为跨运车。其特点是减少了作业环节，但由于其复杂性，跨运车维护较为困难。
(3)轮胎式龙门起重机系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输为集卡，堆场为轮胎式龙门起重机。其特点是适合陆域紧张的码头。
(4)轨道式龙门起重机系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输为集卡，堆场为轨道式龙门起重机。其特点是适合陆域紧张的码头，且易实现自动化。
(5))跨运车—龙门吊混合系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输为跨运车，堆场为龙门起重机与跨运车混合作业。其具有(2)与(4)的特点。
(6)自动导引小车系统。该集装箱装卸工艺系统采用的装卸机械主要是码头前沿为岸桥，水平运输为自动导引小车，堆场为龙门起重机。其特点是自动化程度高，维护较为复杂。
3 典型装卸工艺使用情况分析
3.1 国际使用情况
目前，亚太地区广泛应用(3)和(4)两种工艺，主要是因为世界主要大港多集中在亚太地区(中国、中国香港地区、中国台湾地区、新加坡、韩国、阿联酋、日本、印尼、马来西亚等)，进出口箱量大，而陆域面积有限。(1)、(2)、(5)和(6)这几种工艺在欧美等国家(荷兰、德国、比利时、西班牙、意大利、美国等)应用广泛，主要因为这些国家和地区的人力成本昂贵，追求工艺系统的自动化程度。
2.2国内使用情况
在我国，由于陆域面积狭窄、人工成本便宜，主要采用(3)和(4)两种工艺，但两者也存在一定区别，主要在于堆场堆存空间的能力。一般来说，轨道式龙门起重机的堆存能力最大，即在一定的场地上堆存最多的集装箱;而轮胎式龙门起重机要比轨道式龙门起重机略差。因此，从堆场场地利用率最高角度出发，在国内许多港口(大连港、天津港)广泛使用轨道式龙门起重机系统，但该系统轨道式龙门起重机的机动性差，降低了系统的柔性。而轮胎式龙门起重机尽管维护成本较轨道式龙门起重机高，但可以实现不同堆区的移动，增强了系统的柔性，因此在上海外高桥1-5期码头、洋山港、深圳盐田港广泛使用轮胎式龙门起重机系统。
4 集装箱码头自动化装卸作业工艺
4.1 双小车岸桥—AGV—ARMG/ARTG
该自动化装卸作业工艺主要由双小车双20或40英尺岸桥、无人驾驶的自动导引车(AGV)、自动化轨道式龙门起重机(ARMG)或是全自动轮胎式龙门起重机(ARTG)组成。码头前沿采用双小车双20或40英尺岸桥进行装卸船作业。码头前沿水平运输采用AGV,AGV可以采用GPS定位，也可以采用轨道定位。堆场垂直于码头岸线布置，采用自动载箱运行的一高一低可交叉作业化的ARMG或是ARTG，堆场后方采用集装箱跨运车或是直接由ARMG进行集疏港集装箱装卸车作业。该工艺可实现自动化的区域为码头前沿与堆场之间。
目前采用该工艺的自动化码头有：荷兰鹿特丹港ECT和Euromax、德国汉堡港CTA、厦门远海全自动化集装箱码头、日本名古屋港Tobishima等。
4.2 岸桥—拖挂车/轨道平板车—ARMG/ARTG
该装卸作业工艺主要是实现了堆场的自动化作业，堆场布置可以垂直或是平行于码头岸线。码头前沿装卸作业采用岸桥，水平运输采用拖挂车或是电动轨道平板车来完成，堆场作业采用ARMG或是全自动轮胎式龙门起重机(ARTG)来完成。该工艺可以实现堆场或是水平运输和堆场的自动化作业。
目前采用该工艺的自动化码头有：英国伦敦Thamesport、香港HIT、新加坡港、上海港外高桥二期码头等。
4.3 岸桥—ASD
该装卸作业工艺的码头前沿装卸作业采用岸桥，水平运输和堆场作业采用自动跨运车(ASD,Automatic Straddle Carrier)来完成。装卸作业时采用了雷达导引技术，采用AutoStrad系统进行ASD的控制。该工艺利用ASD来实现水平运输与堆场的自动化作业。
目前采用该工艺的自动化码头有：澳大利亚悉尼的ACT码头。
4.4 双箱吊具岸桥—人工跨运车—ARMG
该自动化装卸作业工艺主要由双箱吊具岸桥、人工跨运车以及全自动轨道桥(ARMG)组成。堆场采用场地与岸线呈垂直布置方式。码头前沿装卸作业采用双箱吊具岸桥，水平运输作业采用人工跨运车，堆场作业采用全自动轨道桥。该工艺可以实现堆场的自动化作业。
目前采用该工艺的自动化码头有：韩国釜山港。
4.5 ARMG—电动平板车—装卸车
2007年上海振华港机ZPMC研究开发了高效自动化集装箱码头装卸系统，并在长兴基地投资1亿，占地20000m2进行1:1实物模拟示范。该立体装卸系统装卸船采用双40英尺ARMG，纵向水平运输采用地面电动平板车，后方采用高架装卸车装置。整个系统全部电气化自动控制，实现了高效、节能、环保，属于第3代高效自动化集装箱码头。
5 总结
本文首先对典型的集装箱码头装卸工艺及其在国际和国内的使用情况做了分析，然后针对现有的一些自动化集装箱码头的装卸作业工艺进行了分类介绍。
参考文献
[1]林浩,唐勤华.新型集装箱自动化码头装卸工艺方案探讨[J].水运工程,2011,(1):158-163.
[2]王伟,姚振强,包起帆.自动化堆场集装箱先进装卸工艺的探讨[J].机械设计与研究,2007,23,(2):84-87.
装卸工艺 篇6
1 几种常见可能方案优缺点比较
1.1 方案1:吊带 (或钢丝绳) 吊装方案
直接用一根特制长为4 m, 吊载量为20 t的尼龙吊带 (或钢丝绳) 穿入板卷中孔内。吊带的环与起升滑轮吊钩相连, 便能实现吊运作业。如图1所示。
1—吊带 (或钢丝绳) 2—冷板卷
从图1可以看到, 吊带直接吊运板卷, 受力后出现两个90°直角拐点和两个大拐角点, 吊带在此处往往容易磨损, 割裂, 长时间使用有时甚至折断。同时冷卷在拐角处容易被吊带割伤切坏;直角处造成卷边、翻边;外包装肯定有挤压损坏, 同时吊带对板卷还造成外包装的划伤、吊运后接触处有压痕。在实际使用无法保证吊运冷轧卷的外观质量。无法在大批量生产中采用此方法。
1.2 方案2:电动夹具吊装方案
按照常理用电动夹具的方案效率最高, 质量保护措施也最好, 同时安全性能也最高, 但是在装卸桥吊装轮船却遇到很大的不可克服的难题。主要表现为:
(1) 船舱堆冷卷地方狭小, 海轮特点是仓口小仓内空间大, 船主堆货要求无规则, 装卸时无退钳齿的足够空间, 无法如常规堆场库房那样标准操作。
(2) 装卸桥轨上高度为25 m, 正常操作时轨下高度约6m, 因为装卸桥本身不具备集装箱吊运系统的稳钩装置的功能, 因此驾驶员稳钩操作相当困难, 吊具与冷卷碰撞, 以及吊具与船体碰檫情况很难避免。特别是与轮船仓口的碰擦。
(3) 装卸桥小车和驾驶室是一个整体, 驾驶员的视线正在平衡梁和夹具的遮挡, 视野距离又比较远, 很难看清楚下面的指挥和停放。对安全和操作都很困难。因此本方案不能选用。
1.3 方案3:箱形片钩吊装方案
应用箱形吊具后, 由于该吊钩与板卷承载面的弧度相同, 接触面变大, 保证吊运中板卷时无压痕出现。吊钩承载面与接触面设计为90°, 这样的设计保证板卷吊运中拐角处得到保护, 不会使板卷出现卷边和割裂。整个吊钩设计厚度为180 mm, 即保证有足够空间在船舱退钩操作, 也能满足与板卷侧面有足够的接触面积保证吊运的稳定性。缺点是整个过程离不开装卸工的人工操作, 人工劳动强度大, 不能一吊多卷作业, 效率不高。
1—片钩吊具2—冷轧板卷
综合比较3种吊装方案, 比较其优缺点, 根据生产实际要求, 结论是采用第三种方案, 同时为了确保吊装质量, 保证吊装冷轧卷安全, 保证作业效率。选用箱形片钩吊具是可行的, 但也要根据质量保护的要求作很多特殊的改进。
2 片钩吊装方案实施及质量保护措施
装卸桥装卸冷轧卷方案如图3所示, 主要思路为:装卸桥主钩下面加装 (1) 平衡梁, 平衡梁可外购, 选型为25 t, 绳扣间距取值800 mm, 保证必要的片钩自然向内靠紧板卷分力。选用2根 (2) 尼龙吊带, 其载重量为15 t, 定制长度为7.5 m。装卸时操作工手工操作将箱形片钩 (3) 的钩头插入冷轧卷中心孔中, 松手后钩自动与板卷靠紧并校正位置, 便可指挥起升作业, 当到达指定位置后, 操作工用手推拉片钩, 微调其位置后下降停好, 达到想要的堆放效果后, 将片钩拉出, 指挥上升, 便完成一次操作过程。特别要求箱形片钩与冷轧卷接触部位都用软橡皮包扎好, 保证接触部位卷不损伤无划痕。
1—平衡梁2—特制7.5米尼龙吊带3—专用冷卷片钩4—冷轧卷
2.1 冷轧用吊具的设计
考虑到港口机械设备的吊具经常处于繁重的工作状态, 其结构直接承受频繁的震动和冲击载荷的作用, 同时整个操作由人工实现, 其质量必须实现比热轧板卷片钩的重量大副减轻。
鉴于生产方和操作方反馈热轧卷操作的问题, 在冷轧卷片钩的设计和制作提出了一些较大改进地方。
2.1.1 片钩进行设计
将其重量减轻。原有热轧片钩重量为220 kg以上, 通过减少设计载重额 (由25 t减为20 t) , 采用新材料, 能将其本身质量控制为140 kg。
根据片钩的基本设计核控制数据要求, 我们采用solid works office premium2008设计软件, 将设计参数和相关数据输入程序, 应用软件进行计算, 尽量减少冗余部分, 同时受力危面部位加厚加劲, 实现设计最优化同时完成3个危险面的受力校核。片钩的软件设计基本操作和计算机计算校核过程本文只简单介绍。其基本参数和模型如图5所示。
(1) 片钩参数模型
(2) 片钩材料如表1所示。
(3) 载荷和约束如表2, 表3所示。
(4) 结果:图6中箭头指示为本片钩最大受力应力值, 计算显示均未达到红色, 校核的所有危险面都在安全区域内。
注意:COSMOSXpress设计分析结果基于线性静态分析, 且材料设想为同象性。线性静态分析设想:1) 材料行为为线性, 与Hooke定律相符。2) 诱导位移很小以致由于载荷可忽略刚性变化。3) 载荷缓慢应用以便忽略动态效果。
2.1.2 片钩承载板
片钩承载板 (如图5的AB板部分) , 铺设橡胶垫层, 保证接触面的软接触。侧面和接触面可能与冷轧卷碰擦的地方 (如图5的AB板部分和BC板部分) 都用较软的橡皮包起来, 保证无碰擦损坏。
2.2 设计制作平衡梁。
(1) 要求平衡梁载重量为25 t, 钢丝绳抠间距为800 mm, 可以选择外购产品。本文不再详述。
(2) 加装平衡梁后, 人工拉开力的校核。为减轻工人手工劳动强度, 确保工人拉力在10 kg以内, 同时能大幅减轻片钩与冷卷的碰撞力量。为了便于手工操作, 特别将片钩操作时的外拉力进行校核。将片钩空载拉开到最大位置的受力图画出, 如图7所示。
G—为片钩重量;F—手拉力;N—吊带拉力
片钩外拉最大位置时处于力平衡状态, 因此可以计算出F;
可以看出拉力F值很小, 完全能实现手工操作。
2.3 片钩连接绳的调换
片钩连接绳将钢丝绳换成尼龙吊带, 定制为6 m。可以将钢丝绳的重量由45 kg减小到6 kg, 通过这些改进, 确保达到冷轧卷的吊运质量要求。并最大程度减轻了工人的劳动强度。
3 结语
装卸桥吊装冷轧卷作业的质量和安全要求较高, 在整个方案的选型和改进过程中, 箱形片钩的设计制作是最为关键, 技术团队通过不断总结和实践, 不但选择出了切实可行的装卸方案, 同时对方案中使用的箱形片钩和平衡梁的设计和改进措施不断实验, 达到设计和装卸实践要求为止。现在此方案已经成功应用与生产中, 并达到了预期效果, 产生了很好的经济效益。当然今后还需不断完善和总结提高。
摘要：宝钢集团梅钢公司新上马的冷轧板卷项目于2009年6月开始生产, 冷轧卷本身有包装精美、卷皮薄、卷容易损伤的特点, 码头传统的现有装卸方法在对卷的外观质量都有不同程度损伤, 码头技术团队根据常见几种吊装方法的优缺点比较, 根据分析结果找出一种比较切实可行的方案, 并进行大力优化改进, 以确保能满足冷轧卷的吊装质量, 保证装卸安全, 提高劳动效率。同时根据选中方案的箱形吊具的设计制作和生产应用作了详细的说明和分析。
关键词：装卸桥,箱形片钩,冷轧板卷,尼龙吊带
参考文献
[1]电脑设计软件:solid works office premium, 2008版
降低石油装卸损耗的研究 篇7
1 油气损耗机理
石油产品在装卸储运过程中由于外界气温和储运罐内压力的变化会造成石油产品的挥发。任何形式的油品蒸汽挥发损耗都是在储运容器内部传质过程的基础上发生。这种传质包括气液接触面的油品蒸发和储运容器中石油中的轻质组分分子的扩散效应。通过这两种形式储运容器中原油的空气逐步变成油气混合气体。当外界温度压力发生变化时, 混合气体便从容器排入外界环境。
2 油气回收技术
2.1 吸收法
吸收法回收油气技术是将混合气与适当的液体接触, 利用有机物的相似相溶性将混合气中的烃类组分溶解于处理液中, 将烃类组分与空气分离。常用的处理液有汽油、煤油系溶剂、轻柴油、冷乙二醇溶液、特质的有机溶剂。
2.2 吸附法
吸附法分离油气混合气在技术上是比较成熟的。一般常用的吸附剂是活性炭, 多采用真空或真空加热的方法来脱吸附以达到循环利用的目的。活性炭或者活性炭纤维具有较好的油气吸附性能但是由于其本身再生需要复杂的工艺和时间, 使用成本高, 而且吸附性能随使用次数的增加而下降, 废料有自燃危险所以在石油生产、销售过程中很难推广使用。近年来, 变压吸附分离技术发展较快。
2.3 冷凝法
冷凝法分离油气混合气是利用混合气不同组分凝固点的不同来达到分离油气和空气目的方法。混合气经过预冷, 使气体温度降至4℃左右, 将混合气中的水汽凝结为水, 然后预冷后的混合气进入一级冷却器使其温度降至零下40℃, 再进入二级冷却器进一步冷却至零下73℃, 至此混合气中的大部分烃类组分凝结成液体回收。但是混合器中尚有部分难以冷凝的有机化合物, 如果直接排放将会是一种很大的浪费, 通过三级液氮冷却可以使二次冷凝后的气体降至零下184℃, 可以充分的回收有机化合物。冷凝回收的油水混合物通过分离器分离, 油品回收, 污水排入污水处理系统。
2.4 膜分离
膜分离法是讲传统的物理回收方法和选择渗透性膜技术结合的技术。其工艺流程如图所示, 混合气体经过压缩后 (0.39~0.686MPa) , 通过热交换后进入吸收塔此时的混合气温度在5~20℃, 油气在吸收塔内与成品汽油接触, 大约有百分之七十的烃类气体在该阶段回收。尾气通过选择渗透性膜将其中的烃类组分与空气分离, 烃类组分通过压缩机压缩后与装卸过程中挥发出的油气一起再次重复处理, 空气直接排入大气。
通过以上油气回收装的分析我们发现以上所采用的方法虽然回收效果都比较不错但是, 这些装置主要集中使用在油库和一些大型的中站使用, 而加油站, 中转现场却没有相应的油气回收装置。这些地方大多采用开放式灌注, 一加油站为例单次加油所造成的油气损耗并不多, 但是如果把这一年内所有的损耗累加起来, 这个损失就不算小了。为此, 在现有技术条件下, 真对加油站, 中转现场的相关情况, 我们应当以最大限度回收油气资源位目标, 更经济有效的回收这些挥发出来的油气资源, 我们对一些加油站进行了调查, 大多加油站是私营性质的, 对石油天然气挥发造成的危害比较淡漠, 没有良好的节能减排意识, 并且没有建立完善的油气回收系统。为此我们认为在这些地方应当以经济实用为主, 不能一味的强调回收效率, 尽可能的利用现有成熟技术。
3 吸收剂与吸附剂的选取
油气的吸附剂的选择时, 应当使用较高的吸附效果的吸附剂。吸附剂有固相的活性炭, 硅胶和一些机械强度高的吸附剂。在吸附剂的选取时还应当注意成本, 可获得性, 最常用的还是活性炭。
在不同温度下活性炭有不同的吸附汽油蒸气动力特性曲线, 由活性炭动力特性曲线和各活性炭吸附率随温度的变化规律可得:
(1) 活性炭的饱和吸附量与活性炭的物性及吸附质相关, 并随吸附操作温度增大而降低。
(2) 活性炭在吸附油气时速度比较快, 35min左右就接近饱和。
(3) 在20℃时活性炭的吸附率可达24.5%。L N G组分较轻, 吸附速度也快, 比油气蒸汽吸附的慢。
(4) 经过多次吸附的活性炭, 性能变差, 使得活性炭的寿命降低。
目前在活性炭的解析工艺中真空解析法具有较好的效果:
(1) 随着不断解吸, 温度也不断下降。在较高真空度的解吸过程时, 不会出现置换过程, 因此温度在不断降低。
(2) 解吸时间不应太长, 保持在1小时左右, 解吸的时间还与活性炭结构、吸附量有关。
(3) 要想解吸很彻底, 必须提高真空度。
(4) 由于工业常规用的真空系统的操作真空度限制, 且高真空系统成本比较高, 在真空解吸的过程中, 在解析的中后期应当吹入少量的热空气, 这样解析就比较彻底。此时还应注意4点:
(1) 热空气加入量不宜过多;
(2) 热空气的温度不能过高;
(3) 热氨气是最好的吹扫气体;
(4) 当热空气进入高的真空吸附塔时, 这样可使尾气的排放浓度降低到很小, 但吸附热效应不是很明显。
4 结论
(1) 油气回收技术有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法。活性炭可用来吸附油气。
(2) 高温高压下回收油气时, 投资高、效益低, 不适用, 最好使用常温常压下回收油气。
(3) 活性炭具有效率高、吸附快的特点。在吸收较低浓度的油气时, 选用新鲜的活性炭效果更好。
参考文献
[1]郭光臣, 董文兰, 张志廉.油库设计与管理[M].北京:石油大学出版社, 1991.277-337[1]郭光臣, 董文兰, 张志廉.油库设计与管理[M].北京:石油大学出版社, 1991.277-337
[2]张灯贵, 王英波, 等.原油库的油品损耗及其控制[J].油气储运, 2005, 24 (3) :46-48[2]张灯贵, 王英波, 等.原油库的油品损耗及其控制[J].油气储运, 2005, 24 (3) :46-48
中国流体装卸设备发展历程 篇8
一、探索、引进、学习期
世界上第一台船用流体装卸设备由美国FMC Technologies公司于1956年制造完成, 该公司也是目前成立最早、业务范围最广的流体装卸设备公司。
1970年前后, 我国有少数炼油厂、石化厂、电厂等单位因为业务需要引进了少量进口流体装卸设备, 国内大部分企业都是采用软管或金属管与泵结合的简易装置替代。随着石油、化工品及相关产品使用需求量的增加、使用性能要求的提高以及对使用安全性的重视, 流体装卸设备作为一种必要的装卸工具逐渐受到国内相关企业的关注。起初, 国内的厂家是对进口装卸设备进行仿制, 主要集中在湖南省株洲市, 由于技术的局限性及市场需求量不高, 最终只是在陆用流体装卸设备 (俗称“鹤管”) 领域实现了批量生产。
1985年, 连云港市石油化工机械总厂 (前身为连云港市锅炉厂) 与德国Connex公司 (后与SVT公司合并) 进行技术转让合作:德国Connex公司将部分产品的生产图纸和技术有偿转让给该厂。同时, 连云港石油化工机械总厂也先后派出数名技术人员赴德进行学习和深造。连云港石化机与德国Connex的合作, 成功的将流体装卸设备的设计、生产、制造技术和经验引进中国, 对国内尤其是连云港本土的流体装卸设备制造企业产生了巨大的影响, 使得连云港成为国内规模最大、产业最集中、技术最先进的流体装卸设备生产基地。
二、吸收、消化、改进期
国际上流体装卸设备结构形式主要有三种, 分别是以FMC为代表的自支撑结构、以德国Connex SVT公司为代表的独立支撑结构和以Kanon公司为代表的四连杆结构。
中国各企业设计研发人员在引进国外技术的基础上, 也开始进行各方面摸索性的改进研究, 并取得了一定的进展, 如湖南百通公司的产品“压簧平衡式槽车顶部装卸液体鹤管”获国家实用新型专利。
1994年, 中远集团下属连云港远洋运输有限公司成立了连云港远洋装卸设备有限公司。该公司技术源自德国, 依靠中远集团强大的经济后盾和连云港市流体装卸设备产业群集中的优势, 对国产流体装卸设备开始进行了突破性的改进。首先, 流体公司对船用装卸设备的核心部件—“旋转接头”进行改进, 重新设计开发了全新的结构, 经试验后各项指标完全满足设计要求, 投放市场后装卸设备的故障率和返修率大大降低。同时, 流体公司还及时完成了对尺寸系列的标准化工作。该项改进和标准化工作使得远洋流体公司的船用装卸设备的生产技术水平与国外产品接轨, 市场占有率得到快速提升, 并迅速成长为国内流体装卸设备行业龙头企业。随后, 流体公司又对装卸设备的整体结构进行优化改造, 优化设计后装卸设备整体重量下降了20%, 大大降低了制造成本, 提高了市场竞争力, 进一步稳固了连云港远洋流体公司的行业领先地位。
目前, 中国成规模的流体装卸设备生产企业主要集中在湖南省株洲市和江苏省连云港市。湖南省株洲市的流体装卸设备产业主要集中在陆用产品, 而技术含量较高、利润空间较大的船用流体装卸设备则主要集中在连云港市, 其中, 连云港远洋流体装卸设备有限公司就占有全国船用流体装卸设备市场的70%以上。
三、创新、发展、成熟期
随着国内石化行业的迅速发展, 国内流体装卸设备也得到蓬勃发展, 在常规流体装卸设备领域, 国产设备各项性能指标已与进口产品基本相当, 但是在高端产品领域国外几家传统大公司还是占据国内主要市场, 如美国FMC公司、德国SVT公司、日本NIIGATA公司等。目前流体装卸设备领域较高端的产品主要为超大口径流体装卸设备和超低温流体装卸设备, 在以上领域国外公司对我国实行技术封锁, 要想实现国产化, 必须依靠国内企业自身的研发能力。
国产流体装卸设备口径一般最大为DN400, 但是随着码头转运效率要求的提高, 为了减少滞港时间, 业主需要更大口径的装卸设备, 而进口产品的口径已可做到DN500。目前, 连云港远洋流体公司已将DN500大口径船用流体装卸设备作为2012年的一个研发项目进行立项, 开始进行自主研发设计。
超低温流体装卸设备是用于装卸低温液体的专业输送设备, 主要有低温乙烯 (-104°C) 和液化天然气 (-162°C, Liquefied Natural Gas, LNG) 两种。2003年开始, 国内流体装卸设备企业开始进行低温乙烯船用装卸设备的研发工作, 连云港远洋流体公司经过2年的研究于2005年率先完成样机试制, 并实现销售。2005年, 国内投资建设第一个LNG接收站—广东大鹏LNG接收站, 伴随着LNG接收站的建设, 也打开了国内LNG流体装卸设备的需求窗口。国内的流体装卸设备企业也敏锐的发现了该市场, 纷纷开始上马进行研究, 但是由于LNG的超低温特性, 装卸设备对材料的选择、处理工艺、焊接工艺和密封面加工工艺等都有特殊的要求。经过无数次的试验和改进, 连云港远洋流体公司最终凭借装卸设备制造的大量经验以及在低温乙烯装卸设备方面积累的低温制造经验, 并且和中科院理化技术研究所达成产学研合作, 最终成功开发出LNG陆用流体装卸臂 (2007年) 、LNG槽车装车设备 (2011年) 、LNG船用流体装卸设备 (DN100, 2012年) 。
厢式车辆集装货物装卸设计 篇9
关键词：厢式车辆,集装货物,装卸
厢式车辆装载的集装货物存在质量、外形均较大的特点,通常情况下,将集装货物装入厢式车辆的方舱有以下两种方法:
(1)在方舱后壁开对开门,用叉车装卸产品箱;
(2)在方舱后壁开对开门,用液压升降平台装卸。
两种装卸方式均存在一定的局限性,用叉车装卸,特别是危险物品的装卸在安全性方面存在一定的风险,用液压升降平台装卸产品箱需配套研制液压升降车,使用上不便于保障。本文提供的第三种装卸方法见图1。方舱后门向后开启至水平,再由两根螺旋调节支撑杆支撑在地面上。后门及方舱底部设置轨道,轨道上架设平板车。使用时集装货物用吊具吊装到平板车上,驱动平板车完成货物从后门至方舱内部的装车到位,并定位紧固,完成集装货物的装车。
1 装卸平板车的设计
装卸平板车设计时,主要有三个指导思想,分别是:(1)平板车必须移动轻便,平板车连同集装货物必须能灵活进出方舱;
(2)平板车运行速度必须能有效控制,避免冲击;
(3)平板车装载集装货物时,在方舱内部、后门任意位置能可靠定位,特别是在运输车辆停放位置倾斜的情况下,必须防止平板车连同所装载产品沿着舱内铺置的轨道滑走,确保装卸产品的安全性。
实际设计的平板车见图2。装卸产品时,只需转动手轮即可实现产品在方舱的进出;平板车的蜗轮蜗杆机构具有自锁功能,在进出方舱过程中,可在任一位置可靠停位,重箱装车特别是在汽车停放倾斜的情况下,可有效防止平板车连同所装产品沿着轨道滑动;平板车蜗轮副传动比为1∶35,操作省力,降低了劳动强度。
设计上前、后架体采用刚性连接,驱动轮、从动轮均通过橡胶弹性元件安装在架体上,一方面在装载产品时确保每个车轮接触轨道,另一方面增大驱动轮的接触正压力,通过增加与轨道的摩擦力的方式来确保驱动平板车所需的驱动力。
2 下翻式后门设计
为便于产品的装卸,方舱采用下翻式开启后门,后门与舱体之间采用三只铰链连接,旋转轴采用扭杆的形式,共安装两根有效长度与直径完全相同的扭杆。扭杆的一端固定在方舱扭杆支座内,另一端穿过铰链和一支座与后门相连,扭杆与两端支座连接处采用花键的形式,见图3。用此方式开启后门,门越向下放,施加外力就越小。门放下后,再旋下两根撑杆,保证了在装卸产品时后门上的载荷可以直接传于地面。装箱完成后,关上方舱后门,扭杆处于释放状态,可有效确保扭杆不致疲劳失效。
1.铰链2.扭杆3.扭杆座4.撑杆
扭杆的工作原理是当后门打开时,将后门的自重势能转换成扭杆的弹性势能;当后门关闭时,又把扭杆的弹性势能转换成后门的自重势能,由于这两种能量之间不是完全的平衡,其差值靠手动来补偿。
如图4所示,后门绕O点转动时的重力矩M的方程为:
扭杆扭矩M1的直线方程为:
两者的差值:
式(1)~(3)中:
M——重力矩;M1——扭杆扭矩;m——后门质量;H——门的高度;β——门下翻的角度;Q——扭杆刚度;ψ——扭杆扭转角度。
△M即为启闭后门需手工施加的力矩。在扭杆实际设计过程中,为使手工施加的力矩最小,令△M对变量β的一阶导数为零,以此重新作为扭杆扭矩的直线方程(向上偏移△M/2),从而确定扭杆的主要结构参数。
3 结束语
本文提供的集装货物装卸方法集装、运、卸于一体,实现了质量3t的集装货物的整装整卸。平板车作为厢式车辆的配套设备置于方舱内,独特的结构设计,使用方便、灵活;后门采用双扭杆串联的方式,扭杆一方面作为储能元件、另一方面作为旋转轴,结构精巧、灵活。
参考文献
[1]彭彦平.物流与包装技术[M].北京:中国轻工业出版社,2004.