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集装箱码头起重机

A. Bartoscaron;ek*, O. Marek

摘要：

集装箱在世界范围内的运输扮演着重要的物流角色在当代全球经济中。海港及其集装箱码头代表在物流链中起着重要作用。集装箱的中转速度在集装箱码头是参与整体运输时间的重要因素。码头起重机是集装箱码头中转运集装箱的重要组成部分之一。本文涉及码头起重机，比较特定起重机的部件。此外，本文针对当代需求，对最佳码头生产力进行了分析。文章末尾提交了码头起重机未来发展的要求。

关键词：集装箱，码头起重机，手推车，起重机，吊具。

1引言

码头起重机（QCs）在码头区域进行集装箱货柜装卸作业。这些起重机位于集装箱码头，集装箱码头是以一个运输工具（集装箱船，进料船等）到另一个（底盘，自动导引车）处理集装箱的地方，反之亦然。 QC也被称为船对岸起重机，它们在铁轨上运动。第一个码头起重机的历史可以追溯到1959年，由帕切科公司建造。它首次在阿拉米达的海运码头使用。从那之后，码头起重机的规模翻了一倍多。

第一次码头起重机搬运重物是在24米的范围内，在轨道上举起23吨重的箱子并提起16米。最新的巨型码头起重机比以前任何时候都更高、更重；其高度可达75米，重量可达1,800吨（超级后巴拿马型船）。这些码头起重机，如图1所示（超巴拿马号有两个并列的卷扬机，一个空中吊运车）;将65吨箱子提升到轨道上方42米，外伸距离为65米。表1中显示了当前典型的码头起重机尺寸特征。

图1：当前码头起重机的典型尺寸。

表1：码头起重机细节*（Liebher，2011）

2 码头起重机分类

• 巴拿马型起重机：能够转运11-13个集装箱（行）或更多的集装箱，并且外展30-40米。这些集装箱船能够通过巴拿马运河;
• 超级巴拿马型起重机：能够转运17-19个集装箱或更宽的船舶并且外展45-55米;
• 特超巴拿马型起重机：能够转运21-23个集装箱宽度的船舶，并且外展距离为60-70米。

这些起重机通过机架类型进一步分类（见图2）

高精度（所谓的A型架），在水面以上具有翻转吊杆并且可以证明船锚（鹿特丹港）。 这种型材具有最低的成本和最低的车轮负荷;

• 姿态的地方，能够推动或推进船上甲板（波士顿港）。 这些QC特别适用于机场附近的最小高度以及减少视觉影响。 该轮廓表现出更高的成本和更高的轮载

图2：高姿态和低姿态码头起重机。

起重机可以由两种电源供电：

交流电（AC） - 交流提升电机具有专用变频器，其中每台电机都单独控制。 配备交流电源的码头起重机必须连续接入交流电源或发电机;

直流（DC） - 直流起重电动机用于只有一个直 流 用于控制电动机的系列中。配备直流电源的码头起重机可以移动到任何位置，并可以使用电池供电。

3起重机部件

集装箱的装载和卸载操作被称为一个运动。起重机将吊箱架放在集装箱上，用旋锁固定，然后由起重机吊起，卸下集装箱。 起重机的空中吊运车将集装箱移动到吊箱架下，并将集装箱放在地面（码头）或运输车辆上。 通过解开旋锁释放起重机，吊具再次吊起。 集装箱的装载使用相同的起重机操作，反之亦然。船只可以配备指引元件，更容易定位集装箱。

自80年代末以来，起重机小车的速度几乎翻了一倍。 当然，一切都受到电机尺寸和驱动系统发展的影响。 目前码头起重机的正常提升速度为180米/分钟（空吊箱架）和90米/分钟（额定值加载）。 主小车的速度通常在50米/分钟（巴拿马型）和240米/分钟（超级巴拿马型）之间变化。 吊架速度为70米/分钟，活动梯升起时间为4至8秒。

码头起重机吊运车的选择必须基于特定位置的需求，以及起重机结构和车轮负载。 吊运车可以是绳拖式或机械式。 从结构设计的角度来看，这两种吊运车的主要区别在于重量差异，如表2所示。绳索牵引系统具有空中吊运车和主卷扬机。

小车比较矩阵（表二）

悬臂起重机卷筒的机器装置放置在机房内，连接在起重机支架上。吊运车和卷扬机绳索从机房运行到吊运车车梁的末端，穿过吊运车，并到悬臂末端。 这种布局允许吊运车薄而轻，使起重机结构上提升较高且载荷较小。 绳索牵引吊运车是常见的，绳索驱动是最轻的; 如果自我驱动，它会更重一些。 绳索牵引则需要长的绳索，悬链吊运车或连续支撑的手段。 机械吊运车上装有吊运车和主卷扬机。吊运车上的大多数机器在机架上的外壳要小得多，只包含吊臂起重机。 不需要小车驱动绳索，主卷扬绳索比绳索式小车短（见图3）。

图3：机械推车/单梁和绳索推车/双梁。

另一个当前典型的起重机是所谓的入口吊运车。 单个入口吊运车在集装箱与码头上的装货/卸货地点之间转运集装箱。 另一方面，配备双入口的吊运车的起重机更为常见

最近几年。这种双入口的吊运车可以在门梁上运行。 主推车（水边）由操作员控制。 起重机有时在半自动模式下运行，由工作人员仅在船舶实际设置或提取时进行操作。

其余部分是全自动的。这使得它从（锥形）平台转下来或放在运输车辆（水平）上的转运集装箱可自行操作。 捆绑平台（缓冲位置）用于放置两个40英尺或20英尺的集装箱。 配备双吊运车的起重机可用于缩短停留时间。 例如，在德国汉堡码头使用这些起重机（Marek＆Bartoscaron;ek，2011）

如图4所示，起重机还可以具有单或双卷扬机。常规起重机具有单吊具的单卷扬机，其额定载荷高达65吨。 使用单吊具的起重机可以在单个吊具下吊装20英尺，40英尺，45英尺或20英尺（双20）。 相反，双升降器的起重机包括两个主升降车升降系统，每个升降机可以处理两个40英尺或四个20英尺（见图5）。还有配备串联式提升机的起重机。 这可能使传统的单一提升机的生产率翻番。串联意味着并排，而不是端对端的双升降机。 例如，这些双升降机串联式起重机目前用于釜山港。

图4：单卷扬机和双卷扬机（Konecranes，2012）。

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