集装箱船船的大型化,对岸边集装箱起重机提出了更新更高的要求:高速化, 外伸距、起升高度增大,额定起重量和效率提高。改进集装箱吊具运行功能已经成 为集装箱吊车制造商的燃眉之急。经过努力,有关于吊具方面的研究已开展了许久 并已取得许多卓有成效的改进。
国外研究现状:
集装箱吊具通常采用高强度钢制作,从结构上看像一个钢制框架,四角配备扭 锁和导向装置,上部则配备钢索,大多以液压驱动,由驾驶室遥控。人们已经发 现,集装箱码头的设备再先进,其运行效率都取决于集装箱吊具。价格通常为20 万美元的集装箱吊具一旦出了故障,不仅整台500万美元、甚至上千万美元的集装 箱装卸桥或者门式大吊车顿时陷入瘫痪,而且码头拥堵就会出现。集装箱装卸设备 制造商的当务之急是提高其吊具吊装集装箱的运行速度,确保其安全可靠、方便 保养和最大限度降低回修率等等。吊具制造商经过集中会诊一系列吊具故障后,己 经找到提高吊具运行功能的新方案,并且已经推出功能十分过硬的新产品,其中比 较突出的是马来西亚的Bromma集装箱吊具设备公司生产的专门用于船/岸吊车的 SCSZ吊具。这种吊具的最大优势就是配备可以检测和记录故障的信息传感器,可 把因为 故障而导致停工或窝匸的时间减少到最低限度。Bromma公司2004年总共 销售600多件集装箱吊具,2005年的集装箱吊具订单数量与2004年同比增长 60%o公司2004年成功开发的EH170 - U型吊具单吊负荷为41吨,双吊负荷为50 吨,其平衡功能非常优良。当集装箱被吊具释放后,吊塔自动恢复到其中心位置, 而集装箱吊具在平衡装置作用下调整其重心,防止吊塔扭向错误方向。
早在25年以HU,III Stinnes公司首先成功开发的STS双吊式吊具由两组起升 装置和横移装置组成,相互间由自动装置连接,可以同时起吊两个20英尺集装 箱,可以大幅度提高装卸桥的装卸速度。Stinnes公司正在继续开发和研制功能更 加先进的新型集装
箱吊具。但采用集装箱双吊式吊具在某些管理缺乏规范的集装箱 码头,运行生产力的实际提高还是一个未知数,尤其是吊具在定位和锁定两只集装 箱往往要比单吊一只箱子花费更多时间。由于现在大部分双吊式吊具只能同时吊 装2只20英尺集装箱,而无法同时吊装2只40英尺或45英尺集装箱,而现在不 少集装箱班轮,尤其是东西向航线的集装箱班轮上所载运的40英尺集装箱数量己 经占其运量40% — 60%,因此双吊式吊具迄今只能在不到40%的集装箱船舶上发挥 其先进性能。现在正在由Stilmes公司研制的可以同时吊装两只40英尺或45英尺 集装 箱的STS长型双吊式吊具在2005年投入市场。这种吊具不同于传统的箱子两 端相接式,而是并肩式起吊;不仅可以吊装屮板集装箱,也可以吊装舱内集装箱;可 以同时起吊两只不同规格集装箱,其高低相差最大可以达到70厘米;吊装速度快, 平均每吊耗时60秒一 80秒。毫无疑问,这种山电脑遥控的双吊式吊具将越来越 普遍地使用于世界各地的国际集装箱码上,该吊具不使用液压油驱动,可以避免液 压油意外溢流造成的环境污染事故,而且节约能源,其市场发展空间难以估量。
其他方面也有所成就,比如在缩短时间方面,双吊式集装箱吊具发展前景广 阔。其中Bmmma公司已推出了 AS-T6型、轻型的BS-T4型、BS-T6型和智能型等多 系列的双吊式吊具,特别是在吊具框架转角的圆弧化以及装卸作业中货物重心的调 整功能方面做出的改进,使双吊式吊具得以拥有更广的应用范围。
在吊具进行准确定位方面现今一个重要的方向就是吊具减摇装置,它起初作为 司机的辅助装置,是用来协助一般的司机能象一个熟练的司机一样完成工作。踞试 验,当小车行走速度达到180m/min以上,如无减摇装置,在小车制动停止后,吊 具及其集装箱的摇摆幅度可
达2M,要半分钟左右才能停止)。随着岸边集装箱起重机大型化,这样的辅助 装置就显得更加重要了,莫至熟练的司机也需要这种辅助装置,以使岸边集装箱起 重机达到应用的高生产率。科尼起重机公司对欧洲三个港口和美国两个港口进行了 研究,包括起重机的整个工作循环,重点为起升运行和小车及吊具运行情况。结果 表明,吊具定位时
所花的时间占整个丄作循环的43%-59%,与许多起重机循环理论 计算中假设的\"5秒钟提取一个集装箱”的差别很大。其至更有公司认为一台典型 的岸桥在非生产性工作中占到60%的时间比例。
国内研究状况:
国内现在生产的吊具增加吊具减摇功能,同时在制动、转向、液压系统、电气 系统等方面也都作了改进。经过20余年的发展,集装箱吊具生产技术逐渐成熟。 其总体设计、金属结构设计、部件造型以及液压系统和电气控制系统设计接近了国 外产品的技术水平。
从国内笫一台集装箱伸缩式吊具产生到现在已经有了不短的历史。我国的集装 箱吊具产业走的是一条自主研发的道路,一些设计单位和制造企业补步掌握了设计 制造吊具的能力,整体设计、结构设计、部件造型工艺日趋完善。国内生产的集装 箱吊具性能和质量有较大提高,并踊跃出现了一批集装箱生产厂家,主要代表有张 家港市盛达、上海振华等。多年来,111于国外集装箱吊具大量进入国内时,在激烈 的市场竞争中,其中不少单位乂选择了退出。
国内集装箱吊具机与进口产品的差距是显而易见的,这也是为什么我国搞了那 么多年集装箱吊具,至今在国内市场的占有率很少,且尚无1台出口到国外的原因 所在。与进口产品的差距,归纳起来有以下儿点:
(1) 企业的设计水平低,尤其是创新设计能力差,大多停留在仿制阶段,产品 水平难以提高。
(2) 生产集装箱吊具的企业规模小,受市场制约,企业大多没有把它作为主要 产品来发展,制造工艺落后,制造成本偏高。
(3)
产品可靠性差、故障率偏高。
(4) 产品规格少,一般企业仅有广2种规格,难以满足国内各种用户的要求。 产品更新周期长。
(5) 技术服务不到位,水平不高,缺乏对产品有效的技术跟踪。 发展趋势: 1、 减摇装置
对于集装箱吊具来讲,曲于吊具为单吊点,行驶时吊具的摇摆现象比较严重。 为了克服或减少吊具摆振,近年来国外部分厂家生产的集装箱吊具上已安装了减摇 装置。
2、 轻型化
由于伸缩式集装箱吊具的结构比较复杂,自重也必然较大,因而其重量的轻型 化乂成为今后开发研制新伸缩式集装箱吊具的热点之一。
可以预见,为减轻吊具重量,采用优化设计计算方法,优选结构型式和截面参 数将是很重要的途径。
LI前PPM和HYCO公司推出的伸缩式集装箱吊具的自重已有明显减轻。这对整 机设计、装卸作业、使用管理都有十分重要的意义。
3、 高强度耐磨减磨材料的采用
吊具主体与伸缩梁的配合接触部位,使用高强度耐磨减磨材料,可在保证较高 配合精度
的同时,具有较长的使用寿命。
近年来,国外伸缩式集装箱吊具大多采用特种铸型尼龙滑块的支承型式,取得 了一定效果。但寻找性能更好的高强度耐磨减磨材料,仍然是今后研制开发的任 务之一。4、可靠的安全保护及其它
伸缩式集装箱吊具的使用功能虽较为齐全,但为了确保装卸作业的安全可幕, 进一步提高装卸生产效率,必须设置完善的安全保护系统。对于液压系统及电气 设备的零部件来讲,除了要积极开展这方面的科研攻关外,在目前条件下,宜优先 选用近年来从国外引进的先进技术、先进生产工艺制造产品,在消化吸收过程中, 尽快开发出有更高可靠性的液压与电气元器件。
这无疑也是新型伸缩式集装箱吊具研制发展的趋势之一。 参考文献:
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