裝卸機械

早期，人們一般用各種起重機和輸送機來完成裝卸工作。隨著裝卸作業量的不斷增大，逐漸出現了能自行取物的裝卸機械。19世紀初，出現了單斗裝載機。19世紀中葉出現了裝有履帶運行裝置的無軌式裝卸機械。20世紀20年代出現了翻車機和蟹耙式裝載機。第二次世界大戰后，集裝箱運輸得到發展，陸續出現了集裝箱運載橋和集裝箱龍門起重機。起升車輛在裝卸工作中起著日益重要的作用。儘管如此，在一些裝卸作業量不大的地方仍然使用起重機或輸送機來完成裝卸工作。從這一點上說，要把裝卸機械與起重機、輸送機和搬運車輛截然分開是很困難的。

裝卸機械按裝卸的物料不同可分為散狀物料裝卸機械和成件物品裝卸機械。按結構型式又可分為固定式和運行式兩類，運行式的又分有軌式和無軌式兩種。

散料裝卸機械有車輛用和船舶用之分，包括裝載機、裝車（船）機、卸車（船）機、斗輪堆取料機等。

裝車時，整列的鐵路敞車一般用高架料倉或裝車機，非整列的鐵路車輛和汽車用單斗裝載機和蟹耙式裝載機。卸車時，除用底開門車輛外，還有起重機掛抓鬥抓料、翻車機卸料和用卸車機從車廂內將物料卸出幾種方法。所用的卸車機有多種。

① 鏈斗卸車機：它跨越載貨車輛，在專門鋪設的軌道上移動，主要由鏈斗提升機（見斗式提升機）、帶式輸送機、鏈鬥起升機構、整車運行機構和金屬構架組成。鏈斗從敞車內取料並將物料提升，卸至橫置的、可雙向運行的帶式輸送機上，在卸車機軌道的外側拋落。鏈斗的起升機構是一套捲筒滑輪組，可使鏈斗提升機升降。鏈斗卸車機的作業能力一般在300噸/時以下。它的缺點是車底常殘留物料，卸車時粉塵飛揚。

② 螺旋卸車機：工作裝置是兩個葉片旋向相反的螺旋。螺旋旋轉時，葉片將物料從車輛的側門推出。螺旋可升降以適應物料的高度。螺旋卸車機的作業能力可達1000噸/時，但它要求配用側開門鐵路敞車，同時卸料地段應有高路基或坑道堆場。冬季，若散料在敞車內凍結，在使用上述兩種卸車機卸料前，應先加熱解凍或將凍塊破碎。

③ 氣力卸車機：一種氣力輸送裝置，用來卸棚車裝運的散裝糧食或水泥。

④ 慣性卸車機：平台由彈簧支承，平台上鋪設兩根有一定高差的軌道。棚車被推上平台後，車體向一側自然傾斜一定角度α，車鉤自動夾緊。電動機驅動裝在平台下面的偏心塊旋轉。由於偏心塊的離心力和平台支承彈簧力的共同作用，平面與棚車一起作縱向振動(振幅為40～70毫米，頻率為1.5～2赫)，使車內散料由中間車門卸出。每小時作業能力為4～6車。船舶用散料裝卸機械 在專用碼頭裝船常用由懸臂帶式輸送機構成的裝船機（圖4）。它可沿岸邊軌道移動，懸臂可俯仰、伸縮，以適應艙口寬度和水位的變化。在輸送機的卸料端有一封閉的伸縮料筒，以減少散料揚塵。為了使散料填滿艙角，設有擺動機構使料筒在任一垂直平面內擺動，或在料筒下端加裝可旋轉的帶式拋料機。裝船時散料由堆場送來，經過岸邊帶式輸送機轉到主臂架輸送機上，再經懸臂帶式輸送機和料筒裝入船內。它的作業能力可達20000噸/時。卸船機的類型很多，工作裝置連續動作。

① 鏈斗卸船機：鏈斗從艙中取料后提升，散料由帶式輸送機運走。它主要用於卸敞口駁船，能耗比用抓鬥卸船小。鏈斗的結構有剛性懸垂和柔性懸垂兩種。前者剛性地插入料堆取料；後者靠自由懸垂的鏈斗和鏈條的自垂挖取物料，能適應船體的顛簸，避免斗體與艙底碰撞，清倉效果較好。作業能力可達6000噸/時。

② 繩斗卸船機：以鋼絲繩代替柔性懸垂的鏈條。它的自重輕、工作速度高。

③ 斗輪卸船機：在鏈斗卸船機上加裝1或2個取料的斗輪而成。斗輪與鏈斗一起俯仰、升降和旋轉，卸船效果好，艙內幾乎不留死角。

④ 垂直螺旋卸船機：裝有封閉的垂直螺旋和迴轉、俯仰、擺動等機構。垂直螺旋由電動機或液壓馬達驅動，螺旋軸的下端有導向翼板起供料作用。作業能力為100～1200噸/時。

⑤ 氣力卸船機：用於卸船的氣力輸送裝置，常用來卸散裝糧谷和水泥。吸嘴能伸至艙內每個角落，能自行清艙。缺點是雜訊和能耗大。作業能力可達 1000噸/時。

車船以外的其他設備多用裝載機來完成散料的裝載工作。

用於袋裝、包裝、捆裝、箱裝的物品和木材、金屬型材、機器設備等成件物品的裝卸工作，一般用配有相應取物裝置的各種起重機和起升車輛來完成。集裝箱和托盤所用的裝卸機械主要是集裝箱運載橋、集裝箱門式起重機、跨車、叉車和托盤搬運車等。

輪胎起重機是裝在專用的輪胎底盤上的全旋轉臂架起重機。它有起升、旋轉、變幅和運行四個工作機構．分別完成提升和水平運移貨物、調整臂架伸距及變換工作地點的動作。

輪胎起重機的起重臂、司機室、動力裝置、對重及起升、變幅、旋轉機構等都布置在轉檯上。運行底盤設有四個可收放的支腿，以便增大輪胎起重機的起重能力和穩定性。雖然輪胎起重機和汽車起重機都是輪式無軌運行起重機，但它們的結構和性能是有差別的。汽車起重機安裝在標準的或特製的載重汽車底盤上，絕大多數都有兩個司機室，一個用於操縱起重作業，另一個操縱行駛，起重作業時必須放下支腿，因而不能吊貨行駛，它的輪壓、外形尺寸都符合公路行駛的要求，行駛用的發動機功率較大，可經常行駛於距離較遠的作業地點之問，起重和行駛並重，但在港口裝卸作業中，它的行駛特點不能充分發揮。輪胎起重機的特點是只有一個司機室，同時操縱起重作業和行駛；它的專用底盤能較好地符合起重作業的要求，輪距和軸距配置較為適當，故穩定性較好，在使用短臂的情況下，允許在平坦地面上以無支腿時的額定起重量的75%的貨載作吊貨行駛．擴大了起重作業的機動性。它的運行速度一般低於30公里/小時，個別的達50公里/小時，適宜在作業場地較為固定、以起重為主兼顧行駛的情況下使用。因此，輪胎起重機在港口碼頭應用比較普遍。

由於輪胎起重機的特點是機動靈活，所以大多以內燃機作為獨立的能源。採用內燃機集中驅動、內燃機一電力驅動，或內燃一液壓驅動，也有少數輪胎起重機為追求結構和維修簡單，而採用由外界交流電網供電的電力驅動．但其作業範圍受外電源限制．而且不能自行，需依靠其他機械曳行。

吞吐量大小關係到是否需要設置專業化泊位和採用專業化機械。港口的專業化生產是社會化大生產的產物，也是現代化大工業發展的客觀規律和基本特徵。碼頭採用專業化生產方式，至少具有以下的優點：

(1)有利於實現機械化、半自動化和自動化。

(2)有利於提高港口生產效率，增加港口通過能力。

(3)有利於提高港口生產技術水平和勞動生產率，並降低勞動強度。

(4)有利於縮短船舶在港停留時問，提高船舶運力利用率。

(5)有利於節省包裝費用，降低運輸成本，提高企業經濟效益。

(6)有利於減少貨損貨差，提高貨物裝卸貨運質量。

但是，專業化生產能否取得良好的經濟效果，關鍵的因素是要具備一定的產量。如果產量不足，專業化生產反而會因設備利用不足而增加成本。同樣的道理，吞吐量大小也關係到機械設備的生產能力，從而影響到所需配備的機械設備的類型和數量。

貨物流向是影響機械設備選擇的又一重要因素，水運貨物是經鐵路，還是水路轉運；是雙向貨流，還是單向貨流；貨物是全部需要經過庫場，還是有很大比重直接換裝，這些對機械設備選擇都有很大影響。

雙向貨流要求機械在裝船與卸船的兩個方向(船-岸或岸-船)都能進行工作，在這方面，起重機系統較輸送機系統優越。

貨物是否經過倉庫，對機械化系統也有重大影響。貨物完全不經過倉庫，當然可以使機械化系統簡單、經濟。但是促使貨物經過倉庫的原因很多，如木材的分類和加工，件貨的分票，穀物的精選、乾燥和熏蒸等貨物的特殊要求；水陸同時裝卸的貨物品種不同；各種運輸方式的工作期不一致等。

除此之外，貨物流量、流向的穩定程度也關係到是否適宜採用專業化裝卸設備。

因此，設計或選擇機械化系統時，要注意重點掌握以下情況：

(1)散貨的品種、數量、流向、塊度、容重、自然堆積角。

(2)重、大件貨物的數量、流向、最大件重量及尺寸。

(3)散裝流體貨的品種、數量、流向、黏度、相對密度、凝點、燃點、爆炸極限等。

(4)危險品貨物的主要品種、數量、性質及安全要求。

(5)其他在運輸中有特殊要求的貨物的品種、數量、流向及其特性。

(6)海河聯運貨物的品種和數量。

(7)季節性運輸貨物的品種、數量及運輸季節。

運輸工具包括船舶、汽車和火車，它們對機械化系統的選擇產生影響。

船舶類型眾多，大小結構不一，對機械選型有重要影響。泊位長度主要根據船長確定，船寬關係到岸上機械的臂幅。船舷及上層建築高度決定起重機的起升高度及輸送機棧橋的高度和岸上機械具備升降式或伸縮式懸臂的必要性。艙口數影響岸上機械的數量，艙口尺寸影響作業方法和裝卸效率，艙口面積與貨艙面積之比，影響艙內作業效率。船艙結構(艙內是否有支柱、隔板、軸隧，二層艙艙口圍板是否平正，二層艙的高度等)影響艙內機械的採用。艙口位於上層建築裡面的容貨船要求採用特殊的裝卸方法。

車型方面，如棚車、敞車、白卸車等，對選擇裝卸機械也有不同的影響。如敞車可採用起重機垂直吊裝貨物，棚車可採用輸送機或叉車裝卸貨物。