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[摘 要]近年来，我国煤港口建设持续保持快速稳定发展，有力地促进了我国港口机械技术水平的快速提高港口装船机械也相应地向高效率、大型化、专业化的方向发展。
[关键词]装船机；抓斗；散货
中图分类号：U653.928.+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0031-01
0.背景
近年来，世界水运事业发展迅速，船舶和港口装卸机械反映了当代冶金工业、机械制造工业以及电子工业的科学技术水平。各种专业化码头的地位凸显重要。装船机作为散货码头的重要装船和输送设备，也越来越受到重视，其性能优劣将对整个散货运输工艺系统生产效率产生举足轻重的影响。
散货装船机作为散料机械中的一种，是散料装船码头的关键设备，是在复杂工况下工作结构庞大的机械设备，其动态性能受到多种因素的综合影响。以往的设计以静态设计为主，但在实际运行过程中，因为振动、疲劳、误操作等各种客观因素的影响，在安全设计范围内，机械构件仍有强度破坏等故障发生。随着科学技术和全球范围港口散货运输需求的快速增长，大型散货装卸设备发挥的作用越来越重要；与此同时，对大型装卸设备金属结构的承载能力提出更高要求。它设有行走、旋转、臂架的俯仰和伸缩，溜筒的伸缩、旋转和倾斜等机构。为了实现高效装船，在连续装船过程中，船舶不需移档，不需装船辅助时间就能满载装船。装船机的总体造型一般取决于码头的水工建筑投资，对象船型尺寸，港口地理位置，水位落差及装船工艺。
1.装船机的结构
装船机一般由供料装置（经常是皮带机系统）供料供料点设在装船机的旋转中心通过供料漏斗使散货到达设在装船机结构上的皮带机上，实现连续装船。装船机本身具有一定的机动性。它设有行走、旋转、臂架的俯仰和伸缩，溜筒的伸缩、旋转和倾斜等机构。为了实现高效装船，在连续装船过程中，船舶不需移档，不需装船辅助时间就能满载装船。装船机的总体造型一般取决于码头的水工建筑投资，对象船型尺寸，港口地理位置，水位落差及装船工艺。
2.目前存在的问题
现代港口码头移动式大型散货装船机一般是专用的，使用该装船机的码头也是专用码头。装船机的主机都是在码头前沿沿轨道移动，而喂料皮带机型式有两种：一种喂料皮带机在装船机门架下，用地面皮带机加中间提升皮带机喂料；此种装船机由于地面皮带机占据码头前沿空间，码头泊位不能用其他机械进行作业。另一种喂料皮带机为离码头前沿主机10多米的高架栈桥皮带机和带卸料小车的供料皮带机。此种装船机的码头前沿有一定空位，但由于高架栈桥妨碍，有些流动机械作业感到不方便甚至不可能。近年来，随着改革开放和商品经济迅速发展，港口货源千变万化，需要提高码头利用率，使专业码头兼顾其他货源装卸或在通用码头上使用高效率的专用散货装船机。
2.1 工作方式
非回转式装船机的工作方式主要是通过臂架的伸缩或者俯仰确定合适的落料点，然后开始供料，由大车行走来实现装船，其工作范围在船宽方向主要由臂架可伸缩的行程来决定。回转式装船机除了拥有非回转式装船机的全部功能外，由于增加了回转机构，装船的灵活性大大增加，回转机构可以替代部分大车行走的功能，依靠回转机构，装船机就能轻易改变溜筒的落料点，并且缩短了装船机的运行距离，适当节约了码头的长度，相比大车行走机构，减少了装船机由于逆向行驶装船而导致煤炭叠加的带式输送机撒料问题，还降低了相当部分的能耗。回转机构还可以替代臂架伸缩的部分功能，并且可以使溜筒到达连臂架伸缩机构都难以企及的理想位置，对于大小船型的适应性极大增强，必须指出，臂架伸缩机构是有极限位置的，连云港煤码头曾经由于非回转式装船机臂架伸缩的后伸距不足，无法装载小型驳船，迫使水工造出多余的结构，使码头前沿距离增加。
2.2 伸缩臂架
目前装船机的伸缩臂架大多与斗轮机臂架相似，臂架主梁采取工字截面，联系横梁处于工字主梁的下翼缘处，截面处于极不对称状态，由于构造要求工字梁梁高比较高，上翼缘受压，且无侧向支撑而明显偏弱，一旦侧向载荷（如风载荷、大车紧急制动惯性载荷等）偏大，伸缩臂架很容易产生屈曲或强度失效，故而这种截面的伸缩臂架其行程不宜过长，这就限制了装船机适应大船的能力，一旦我国煤炭出口大量增加，要求港口能够装载10万t甚至20万t的大型海轮，这种臂架就显得力不从心，这就要求伸缩臂架在结构上有所创新，臂架为一整根桁架结构，可以实现大跨度的要求，结构稳定可靠，臂架的伸缩由其内部的移动小车来实现，运行简单可行，与传统的伸缩臂架相比，实现一次溜管的移动，臂架结构上的负担将大大降低，故而可以满足大吨位海轮的要求，目前这种形式的装船机在国内还没有使用的先例
2.3 装船机实用性说明
岸壁移机式装船机机动性能好，能满足船舶的工作覆盖面，除靠臂架的伸缩和旋转外，还可利用装船机的运行机构。因此，与墩柱式比较，如装载同一大型船舶，其最大工作幅度就较小，但这类装船机要建造较长的沿岸直立式码头。由于它机动灵活，便于对准各种舱口位置，有可能在每个泊位上配置较少的台数（常为两台）。因此，现代化海港常采用该种型式的装船机。而内河港口作业经常为小吨位船舶，且多数为驳船，用这种构造比较复杂，自重大，对码头结构要求较高，后方输送系统也较复杂的装船机来完成作业，显得不够节约，因此，该机型在内河港口不宜使用。浮式装船机因其灵活性。用夏船代替固定码头，后方输送皮带系统较简单，适应水位落差较高的内河港口。
3.装船机未来发展方向
如果今后随着我国改革的进一步深化，装船机能克服弧线摆动式装船机在桥架摆动过程中损失的有效幅度而自动辛噜。直立式码头比弧形码头建造容易。而岸壁移机式装船机几乎等于船型型长，节约了码头建造费用。因此，到目前为止，直线摆动式装船机是一种最好的河港机型。散货堆场机械专业化散货码头必须配有堆场，堆场可分为坑道堆场和地面堆场。对于装船码头，坑道堆场和地面堆场都有应用，但卸船码头多采用地面堆场。坑道堆场的堆料作业常用地面或高架胶带输送机及运行式堆料机，取料作业则用给料器及坑道输送机。地面堆场最典型的机械是斗轮堆取料机，可兼作堆料和取料作业。对于吞吐量不大的卸船码头堆场，可用输送机及运行式堆料机堆料，用单斗装载机或连续装载机取料装车。
4.结论
非回转式装船机能满足码头作业的一般要求，对专业化程度高、船型相对稳定的码头来说已经足以胜任。而回转式装船机作业灵活，船型适应能力强，在码头投资充裕的情况下应尽量考虑回转式装船机港口装卸机械虽在港口装卸工艺中占有重要地位，但在选用机械类型、确定机械生产率及其它参数时，不能仅着眼于某一机械本身，还必须结合装卸工艺来考虑，甚至结合某种货物的整个运输过程来考虑。个别单机的高效率并不能保证装卸过程的高效率，只有装卸作业线中各种机械设备都是高效，且配合得协调，才能发挥高效机械的作用，形成一条高效作业线。同时装卸过程又与船舶或车辆的类型、货物品种、运量、运距相互制约，随着世界港口散货总体吞吐量的迅速增长，码头散货装卸面临很大的压力，实现散货的自动化生产与信息化管理是势在必行的。对于新形势的未来散货装卸方案的确定和装船机的选择也是飞速的发展。
[关键词]装船机；抓斗；散货
中图分类号：U653.928.+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0031-01
0.背景
近年来，世界水运事业发展迅速，船舶和港口装卸机械反映了当代冶金工业、机械制造工业以及电子工业的科学技术水平。各种专业化码头的地位凸显重要。装船机作为散货码头的重要装船和输送设备，也越来越受到重视，其性能优劣将对整个散货运输工艺系统生产效率产生举足轻重的影响。
散货装船机作为散料机械中的一种，是散料装船码头的关键设备，是在复杂工况下工作结构庞大的机械设备，其动态性能受到多种因素的综合影响。以往的设计以静态设计为主，但在实际运行过程中，因为振动、疲劳、误操作等各种客观因素的影响，在安全设计范围内，机械构件仍有强度破坏等故障发生。随着科学技术和全球范围港口散货运输需求的快速增长，大型散货装卸设备发挥的作用越来越重要；与此同时，对大型装卸设备金属结构的承载能力提出更高要求。它设有行走、旋转、臂架的俯仰和伸缩，溜筒的伸缩、旋转和倾斜等机构。为了实现高效装船，在连续装船过程中，船舶不需移档，不需装船辅助时间就能满载装船。装船机的总体造型一般取决于码头的水工建筑投资，对象船型尺寸，港口地理位置，水位落差及装船工艺。
1.装船机的结构
装船机一般由供料装置（经常是皮带机系统）供料供料点设在装船机的旋转中心通过供料漏斗使散货到达设在装船机结构上的皮带机上，实现连续装船。装船机本身具有一定的机动性。它设有行走、旋转、臂架的俯仰和伸缩，溜筒的伸缩、旋转和倾斜等机构。为了实现高效装船，在连续装船过程中，船舶不需移档，不需装船辅助时间就能满载装船。装船机的总体造型一般取决于码头的水工建筑投资，对象船型尺寸，港口地理位置，水位落差及装船工艺。
2.目前存在的问题
现代港口码头移动式大型散货装船机一般是专用的，使用该装船机的码头也是专用码头。装船机的主机都是在码头前沿沿轨道移动，而喂料皮带机型式有两种：一种喂料皮带机在装船机门架下，用地面皮带机加中间提升皮带机喂料；此种装船机由于地面皮带机占据码头前沿空间，码头泊位不能用其他机械进行作业。另一种喂料皮带机为离码头前沿主机10多米的高架栈桥皮带机和带卸料小车的供料皮带机。此种装船机的码头前沿有一定空位，但由于高架栈桥妨碍，有些流动机械作业感到不方便甚至不可能。近年来，随着改革开放和商品经济迅速发展，港口货源千变万化，需要提高码头利用率，使专业码头兼顾其他货源装卸或在通用码头上使用高效率的专用散货装船机。
2.1 工作方式
非回转式装船机的工作方式主要是通过臂架的伸缩或者俯仰确定合适的落料点，然后开始供料，由大车行走来实现装船，其工作范围在船宽方向主要由臂架可伸缩的行程来决定。回转式装船机除了拥有非回转式装船机的全部功能外，由于增加了回转机构，装船的灵活性大大增加，回转机构可以替代部分大车行走的功能，依靠回转机构，装船机就能轻易改变溜筒的落料点，并且缩短了装船机的运行距离，适当节约了码头的长度，相比大车行走机构，减少了装船机由于逆向行驶装船而导致煤炭叠加的带式输送机撒料问题，还降低了相当部分的能耗。回转机构还可以替代臂架伸缩的部分功能，并且可以使溜筒到达连臂架伸缩机构都难以企及的理想位置，对于大小船型的适应性极大增强，必须指出，臂架伸缩机构是有极限位置的，连云港煤码头曾经由于非回转式装船机臂架伸缩的后伸距不足，无法装载小型驳船，迫使水工造出多余的结构，使码头前沿距离增加。
2.2 伸缩臂架
目前装船机的伸缩臂架大多与斗轮机臂架相似，臂架主梁采取工字截面，联系横梁处于工字主梁的下翼缘处，截面处于极不对称状态，由于构造要求工字梁梁高比较高，上翼缘受压，且无侧向支撑而明显偏弱，一旦侧向载荷（如风载荷、大车紧急制动惯性载荷等）偏大，伸缩臂架很容易产生屈曲或强度失效，故而这种截面的伸缩臂架其行程不宜过长，这就限制了装船机适应大船的能力，一旦我国煤炭出口大量增加，要求港口能够装载10万t甚至20万t的大型海轮，这种臂架就显得力不从心，这就要求伸缩臂架在结构上有所创新，臂架为一整根桁架结构，可以实现大跨度的要求，结构稳定可靠，臂架的伸缩由其内部的移动小车来实现，运行简单可行，与传统的伸缩臂架相比，实现一次溜管的移动，臂架结构上的负担将大大降低，故而可以满足大吨位海轮的要求，目前这种形式的装船机在国内还没有使用的先例
2.3 装船机实用性说明
岸壁移机式装船机机动性能好，能满足船舶的工作覆盖面，除靠臂架的伸缩和旋转外，还可利用装船机的运行机构。因此，与墩柱式比较，如装载同一大型船舶，其最大工作幅度就较小，但这类装船机要建造较长的沿岸直立式码头。由于它机动灵活，便于对准各种舱口位置，有可能在每个泊位上配置较少的台数（常为两台）。因此，现代化海港常采用该种型式的装船机。而内河港口作业经常为小吨位船舶，且多数为驳船，用这种构造比较复杂，自重大，对码头结构要求较高，后方输送系统也较复杂的装船机来完成作业，显得不够节约，因此，该机型在内河港口不宜使用。浮式装船机因其灵活性。用夏船代替固定码头，后方输送皮带系统较简单，适应水位落差较高的内河港口。
3.装船机未来发展方向
如果今后随着我国改革的进一步深化，装船机能克服弧线摆动式装船机在桥架摆动过程中损失的有效幅度而自动辛噜。直立式码头比弧形码头建造容易。而岸壁移机式装船机几乎等于船型型长，节约了码头建造费用。因此，到目前为止，直线摆动式装船机是一种最好的河港机型。散货堆场机械专业化散货码头必须配有堆场，堆场可分为坑道堆场和地面堆场。对于装船码头，坑道堆场和地面堆场都有应用，但卸船码头多采用地面堆场。坑道堆场的堆料作业常用地面或高架胶带输送机及运行式堆料机，取料作业则用给料器及坑道输送机。地面堆场最典型的机械是斗轮堆取料机，可兼作堆料和取料作业。对于吞吐量不大的卸船码头堆场，可用输送机及运行式堆料机堆料，用单斗装载机或连续装载机取料装车。
4.结论
非回转式装船机能满足码头作业的一般要求，对专业化程度高、船型相对稳定的码头来说已经足以胜任。而回转式装船机作业灵活，船型适应能力强，在码头投资充裕的情况下应尽量考虑回转式装船机港口装卸机械虽在港口装卸工艺中占有重要地位，但在选用机械类型、确定机械生产率及其它参数时，不能仅着眼于某一机械本身，还必须结合装卸工艺来考虑，甚至结合某种货物的整个运输过程来考虑。个别单机的高效率并不能保证装卸过程的高效率，只有装卸作业线中各种机械设备都是高效，且配合得协调，才能发挥高效机械的作用，形成一条高效作业线。同时装卸过程又与船舶或车辆的类型、货物品种、运量、运距相互制约，随着世界港口散货总体吞吐量的迅速增长，码头散货装卸面临很大的压力，实现散货的自动化生产与信息化管理是势在必行的。对于新形势的未来散货装卸方案的确定和装船机的选择也是飞速的发展。