集装箱专用装卸机械的分析与研究

摘 要：随着经济的发展，集装箱运输是现代物流行业重要的运输方式之一。吊运机在集装箱装卸机械中又起到举足轻重的作用。通过对当代正面吊运机的分析与研究，对其稳定性、效率及环保的问题并相应提出解决方案。结合现代物流作业的理念，合理选择与分配机型不仅节约成本，还可以提高港口的作业效率与港口的效益并减少空气的污染。

关键词：正面吊运机 稳定性 物流理念

中图分类号：U653.9 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-035-02

1 集装箱装卸机械的国内外现状

集装箱运输具有安全、高效、经济、快捷，以及能降低货损，而且实现“门到门”的运输特点。所以集装箱化是物流现代的重要标志之一。而吊运机这种装卸机械在这些作业点起到了举足轻重的作用。

世界上第一台集装箱正面吊运机于20世纪70年代后期，由意大利Belotti公司设计制造，其型号为B75。它是在该公司生产的轮胎式起重机的基础上改进设计而成的。我国的正面吊运机发展相对国外较晚。在1985年，我国第一台集装箱正面吊运机――JD40问世。这是由交通水运科学院与广州港口机械制造厂合作以B75为模型而研制出来的。

2 集装箱正面吊运机的工作原理与结构特点

2.1 集装箱正面吊运机的总体构造及特点

集装箱正面吊运机主要由动力装置，底盘，工作装置和驾驶室四部分组成。

动力装置是吊运机能量的供应源，通常使用内燃机。由于吊运机起吊的载荷和自身质量大，工作时，除了载荷齐升，整机行走要消耗较大的能量外，还必须为吊具，转向，制动和发电等辅助系统提供足够的能量，因此吊运机所需的总功率较大，根据各种机型工作性能要求不一样，一般选用200KW左右的多岗柴油发动机。工作装置是用来完成对集装箱进行装卸作业的，是吊运机的重要部分，它主要有能自行取货的钓具，臂架下同和液压系统。钓具与臂架伸缩段的头部项链，位于吊运机的前方。可伸缩臂架通过抚养油缸和臂架后与车架链接。工作装置的各个动作是通过液压系统驱动实现的。底盘用来使吊运机正常行驶，一般为轮胎式，它包括行走支承系统，传动系统，转向系统和制动系统。驾驶室是给工人作业时提供一个安全场所。一般为于机械臂的右侧方便工人作业。

2.2 集装箱正面吊运机的工作原理

集装箱正面吊运机主要是通过动力装置为吊运机的行走与作业提供动力。当其在作业时，作业人员在驾驶室通过控制系统发出命令到吊具作业控制系统；由作业控制系统驱动液压缸、液压马达等作出相应的动作，是吊臂来到正确的作业位置；然后通过吊具吊起集装箱。其总控制原理图如图1所示。

3 结合物流理念对正面吊运机提出一些新的看法

3.1 当今正面吊运机存在的问题

（1）稳定性问题。当集装箱正面吊运机吊起货物的时候，一般货物都比较重，故其重心一定会发生大地改变。当我们在作业行走的过程中，会因为行驶的速度、路面的高低和当时的天气状况等众多因素发生前倾或侧翻。这要在设计中考虑到，来解决这类问题带来的安全隐患。

（2）效率问题。集装箱正面吊运机可以多角度吊起货物而叉车只能正对着货物才能作业，故其在调整角度时需要花费大量的时间。因此，在集装箱装卸站需要高效率、低成本的装卸机械给集装箱吊运机提出了很大的挑战。

（3）环保问题。从今天的发展形势来看，能源对于我们来说越来越少且成本也越来越高。对于集装箱装卸这一块来讲，也要跟上时代的潮流，打出自己的新品牌来占领更多的市场；更要引领世界集装箱装卸机械的发展的方向，走在世界的前沿。因此，集装箱装卸吊运机也应该走向节能环保的道路上来。

3.2 提出相应的解决方案

（1）在稳定性方面，我们可以对底盘进行改进，在前轮前面中间的位置增加一个辅助的小轮。只有在其作业运行时，有操作人员发出指令打开辅助小轮来增加支撑点可有效防止前倾的现象。其简化图如图2所示。从整体上我们减轻了集装箱吊运机的质量从而可以提高其运行的速度。为防止在行走过程中集装箱来回摆动，我们应当将其锁紧在吊臂；通过前轮驱动，后轮转向来增加集装箱正面吊运机对地面的粘着力。

图2 集装箱正面吊运机外形简化图

（2）在其效率方面，因为传统的正面吊运机旋转在120度左右，可以将底盘做成圆形底盘，这就类似于挖掘机一样可以360度的旋转并能任意的方向行走。增加机械吊臂。我们知道传统的是一个吊臂作业这样效率有点低。我们可在增加一个吊臂让两个吊臂同时工作。这样大大的提高了吊运机的作业能力和作业效率。在这个信息化和智能化的时代，我们也应当增加集装箱正面吊运机这方面的能力。改进吊运机的控制系统实现在吊运机上无人操作，增加传感设备、摄像设备、一些红外线设备实现对吊运机的作业与行走全面的控制。通过局部无线网络，操作人员在办公司就可以对多台吊运机进行控制。通过无线网络传输控制指令来实现吊运机作业的下一个动作。

（3）从环保问题考虑，由上面的可知当吊运机的作业效率提高后，码头、装卸站就可以减少吊运机的数量从而提高了公司的效益。传统的吊运机的发动机为柴油发动机，我将其改为电力发动机这样也减少对能源的消耗、环境的污染。我们知道电力发动机的动力比较小、故我们需提升电力发动机的能力再与应用。

3.3 结合物流理念举例说明

物流行业在今天变得越来越重要了。合理的分配其工作，也会给企业带来很大的收益。在有限工作范围里，我们应该对吊运机进行合理的分工，使其工作达到最大的效益。举一个例子来说明一下。在一个制动化程度较高的港口，我们可以进购一批吊运机将其分为A、B、C三个等级。A等级是起重20t以下的小型吊运机，B等级是起重20-40t的中型吊运机，C等级是起重大于40t的大型吊运机。这样可以节约一些购机的开销。当一批货物到达港口时，工作人员可以根据集装箱重量大小来选择吊运机的等级去作业。按照如图3所示的路线，将A等级的集中箱放在场地一中，B等级的集中箱放在场地二中，C等级的集中箱放在场地三中。然后在根据不同的种类再放在不同的区域。

图3 集装箱正面吊运机作业路线图

4 总结

通过对正面吊运机的分析，找到一些存在的问题并提出相应的解决方案。这样结合物流作业的理念合理的选择与分配机型不仅节约了成本而且还可以提高港口的作业效率与港口的效益并减少了空气的污染。同时有利于整个港口的管理。

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