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摘 要：主要阐述当前国内移动式装船机的相关工艺布置， 分析了二种类别装船机的构造特点， 阐述当前装船机的结构问题， 给出了具体解决方案。
关键词：装船机 ；伸缩臂架 ；溜管 ；尾车
世界三大散货 （ 铁矿石、 煤炭、 粮食） 的运输过程中， 装船机械是重要的环节之一， 因为其体形小、 机构相对简单， 造价比卸船机低，因此并未引起一些制造厂商的足够重视， 装船机正在成为国内中小制造厂商以至于私营企业进入港口机械市场的开始。
当下我国散货运输主要以铁矿石和煤炭为主， 基本情况是：（ 1）铁矿石需要大量进口， 2005年达到 2. 7亿 t ， 长江及珠江流域约消耗总进口量的60%。 10万 t 级以上的大船无法进入长江及珠江流域， 大多需要减载至 5万 t 级以下的船型。 （ 2）煤炭主要为北煤南运， 2005年国内海运量约 3. 4亿 t ， 国内运煤用船基本为 5万 t 级以下。
因此可以看出， 我国装船机的更多工作就是针对 5万 t 级以下的船型， 即护舷至溜管极限位置间距小于 25 m ， 伸缩距离小于 13 m， 额定能力小于 5 000 t /h 。
1装船机介绍
散货码头装船机式样繁多， 归纳起来可分为 3大类[ 1 ～ 2]：固定式装船机、 移动式装船机和摆动式装船机。其中， 移动式装船机以其作业的灵活性，在我国港口 （ 尤其是海港）发展最快、 需求最大。其主要功能机构包括[ 3]：台车行走机构、 回转机构、 尾车机构、 臂架伸缩机构、 臂架俯仰机构、溜筒机构， （ 以下简称回转式） ， 这是工作最为灵活， 对船型的适应能力最强， 也是相同能力下最昂贵的装船机。
随着经济的迅猛发展，散货码头越来越趋于专业化， 港方出于投资与最大收益的考虑， 往往会减去其中价格相对较高的回转机构， 但保留其余所有机构功能， （ 以下简称非回转式） ， 这种形式的装船机作业的灵活性降低， 但是结构简单， 造价低，轮压低， 非常适合专业化的、 船型稳定的大型散货码头。本文对这 2种移动式装船机进行工艺布置上的比较， 并对装船机在设计时的结构做了总结。
2相关工艺布置
2. 1工作有效方式
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物料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溜筒合理布置
装船机的溜筒是易损件， 尤其是针对煤炭和铁矿石这些磨损量大的货种， 即使采用了硬度最高的陶瓷耐磨衬板， 其寿命也是相当低的， 再加上溜筒通常是由多节组成， 长时间的物料冲击造成的溜筒变形问题给溜筒伸缩机构造成很大的负担， 所以溜筒的维护一直都是港方的一大课题 ，一旦溜筒需要更换或者卸下维修时， 回转式装船机就发挥了巨大的优势， 其可以把溜筒直接回转到码头上， 方便工人作业， 而非回转式装船机由于其臂架伸缩行程的限制， 一般无法使溜筒直接伸缩到码头上， 这时就需要驳船或特殊平台的帮助， 占用了更多的港方资源。
2. 3尾车合理布置
装船机尾车的长度在很大程度上限制了装船机的可活动范围。南通 4 200 t /h 装船机和镇江1 250 t /h 装船机的主机长度均为 16 m左右， 配备尾车后整机长度均达到 48 m ， 是主机长度的 3倍。整机长度过长导致了码头长度资源的浪费， 并且为 2台甚至 3台装船机同时作业于 1个泊位带来不便。为此， 我国多个港口出现了高架尾车， 这种方式能使尾车大大缩短， 致使整机长度缩短 （ 至 28 m） ， 有效提高了装船机的活动范围。但是必须指出， 这种方式必将牺牲一部分后由于工艺布置的需要， 如物料分岔功能， 带式输送机正反转功能等， 尾车曾经出现了多种结构形式， 目前，某码头做方案时， 考虑到前方码头的直取功能， 后方堆场的装船功能， 以及要求装船泊位带式输送机能够正反转， 实现双向供料， 从而提出了装船机的双尾车形式，尽管整机长度达到了前所未有的 80 m左右， 但是， 一旦方案经优化后得以实现， 将大大简化整个系统的装船与卸船的工艺流程， 使总投资得以降低。
2. 4伸缩臂架
当下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，从设计图的剖面中可以清楚地看到， 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 ，当下这种形式的装船机在国内还没有使用的先例。 随着经济的不断发展， 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。装船机根据特点可分为固定式、 移动式和浮式；按性能可分为转盘式、 弧线摆动式和直线摆动式等。船舶的大型化使得装船机的各部分尺寸大了很多而且装船机本身结构复杂导致应力分布状况也比较复杂， 所以设计中在满足强度及稳定性的条件下， 应尽可能减轻自重非回转、 可移动、 臂架可伸缩装船机移 动散料装卸机械包括装船机、卸船机、斗轮堆取料机、堆料机和取料机等大型或特大型装卸机械。为实现设备的重心位置调整与平衡，减少俯仰过程的驱动功率和驱动力，多数设备的俯仰系统采用添加配重的方式来解决。移动散料装卸机械的配重有固定配重和活动配重 2 种，固定配重的安装可以根据制造商设计要求数量直接添加，在此重点介绍移动式装船机的相关布置与结构要求。
3结束论
非回转式装船机能满足适应码头作业的基本需求，对专业化程度高、 船型比较稳定的码头来说是足以胜任。因回转式装船机作业灵活， 船型适应性强， 在码头投资充裕的情况下要更多考虑回转式装船机。它们在结构上最大的不同是 1套回转机构， 而回转机构对整机结构的影响非常不大。相反而是 2种机型共有的臂架伸缩机构给整机结构影响大些， 以往的多次强度分析也说明了伸缩臂架是现有装船机的结构问题所在， 以往的伸缩形式的装船机所适用的船型不能超过 5万 t 。
参考文献
1 交通部第一航务工程勘查设计院 . 海港工程设计手册 .
2 邹胜， 高飞 .散料装卸船机的发展 .起重运输机械，2005 （ 8）
3 赵龙江 . Z C 5型 1 800 t /h 折返式装船机 .起重运输机械， 2001 （ 11）
4 童民慧， 沈卓， 王悦民 . 长悬臂斗轮堆取料机俯仰钢结构动力特性 . 上海海事大学学报， 2005 （ 1）
5 沈卓， 王悦民 .装船机的结构有限元计算及薄弱点分析.上海市机械工 程学会物流 工程学会论 文集， 上海， 2007
6 李路妹， 王悦民 . 双料斗桥式抓斗卸船机的计算 . 起重运输机械， 2007 （ 7）
7 沈莹， 王悦民 . 全自动双小车集装箱桥吊金属结构动态性能仿真 . 上海海事大学学报， 2005 （ 2） ：27- 30
关键词：装船机 ；伸缩臂架 ；溜管 ；尾车
世界三大散货 （ 铁矿石、 煤炭、 粮食） 的运输过程中， 装船机械是重要的环节之一， 因为其体形小、 机构相对简单， 造价比卸船机低，因此并未引起一些制造厂商的足够重视， 装船机正在成为国内中小制造厂商以至于私营企业进入港口机械市场的开始。
当下我国散货运输主要以铁矿石和煤炭为主， 基本情况是：（ 1）铁矿石需要大量进口， 2005年达到 2. 7亿 t ， 长江及珠江流域约消耗总进口量的60%。 10万 t 级以上的大船无法进入长江及珠江流域， 大多需要减载至 5万 t 级以下的船型。 （ 2）煤炭主要为北煤南运， 2005年国内海运量约 3. 4亿 t ， 国内运煤用船基本为 5万 t 级以下。
因此可以看出， 我国装船机的更多工作就是针对 5万 t 级以下的船型， 即护舷至溜管极限位置间距小于 25 m ， 伸缩距离小于 13 m， 额定能力小于 5 000 t /h 。
1装船机介绍
散货码头装船机式样繁多， 归纳起来可分为 3大类[ 1 ～ 2]：固定式装船机、 移动式装船机和摆动式装船机。其中， 移动式装船机以其作业的灵活性，在我国港口 （ 尤其是海港）发展最快、 需求最大。其主要功能机构包括[ 3]：台车行走机构、 回转机构、 尾车机构、 臂架伸缩机构、 臂架俯仰机构、溜筒机构， （ 以下简称回转式） ， 这是工作最为灵活， 对船型的适应能力最强， 也是相同能力下最昂贵的装船机。
随着经济的迅猛发展，散货码头越来越趋于专业化， 港方出于投资与最大收益的考虑， 往往会减去其中价格相对较高的回转机构， 但保留其余所有机构功能， （ 以下简称非回转式） ， 这种形式的装船机作业的灵活性降低， 但是结构简单， 造价低，轮压低， 非常适合专业化的、 船型稳定的大型散货码头。本文对这 2种移动式装船机进行工艺布置上的比较， 并对装船机在设计时的结构做了总结。
2相关工艺布置
2. 1工作有效方式
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物料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溜筒合理布置
装船机的溜筒是易损件， 尤其是针对煤炭和铁矿石这些磨损量大的货种， 即使采用了硬度最高的陶瓷耐磨衬板， 其寿命也是相当低的， 再加上溜筒通常是由多节组成， 长时间的物料冲击造成的溜筒变形问题给溜筒伸缩机构造成很大的负担， 所以溜筒的维护一直都是港方的一大课题 ，一旦溜筒需要更换或者卸下维修时， 回转式装船机就发挥了巨大的优势， 其可以把溜筒直接回转到码头上， 方便工人作业， 而非回转式装船机由于其臂架伸缩行程的限制， 一般无法使溜筒直接伸缩到码头上， 这时就需要驳船或特殊平台的帮助， 占用了更多的港方资源。
2. 3尾车合理布置
装船机尾车的长度在很大程度上限制了装船机的可活动范围。南通 4 200 t /h 装船机和镇江1 250 t /h 装船机的主机长度均为 16 m左右， 配备尾车后整机长度均达到 48 m ， 是主机长度的 3倍。整机长度过长导致了码头长度资源的浪费， 并且为 2台甚至 3台装船机同时作业于 1个泊位带来不便。为此， 我国多个港口出现了高架尾车， 这种方式能使尾车大大缩短， 致使整机长度缩短 （ 至 28 m） ， 有效提高了装船机的活动范围。但是必须指出， 这种方式必将牺牲一部分后由于工艺布置的需要， 如物料分岔功能， 带式输送机正反转功能等， 尾车曾经出现了多种结构形式， 目前，某码头做方案时， 考虑到前方码头的直取功能， 后方堆场的装船功能， 以及要求装船泊位带式输送机能够正反转， 实现双向供料， 从而提出了装船机的双尾车形式，尽管整机长度达到了前所未有的 80 m左右， 但是， 一旦方案经优化后得以实现， 将大大简化整个系统的装船与卸船的工艺流程， 使总投资得以降低。
2. 4伸缩臂架
当下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，从设计图的剖面中可以清楚地看到， 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 ，当下这种形式的装船机在国内还没有使用的先例。 随着经济的不断发展， 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。装船机根据特点可分为固定式、 移动式和浮式；按性能可分为转盘式、 弧线摆动式和直线摆动式等。船舶的大型化使得装船机的各部分尺寸大了很多而且装船机本身结构复杂导致应力分布状况也比较复杂， 所以设计中在满足强度及稳定性的条件下， 应尽可能减轻自重非回转、 可移动、 臂架可伸缩装船机移 动散料装卸机械包括装船机、卸船机、斗轮堆取料机、堆料机和取料机等大型或特大型装卸机械。为实现设备的重心位置调整与平衡，减少俯仰过程的驱动功率和驱动力，多数设备的俯仰系统采用添加配重的方式来解决。移动散料装卸机械的配重有固定配重和活动配重 2 种，固定配重的安装可以根据制造商设计要求数量直接添加，在此重点介绍移动式装船机的相关布置与结构要求。
3结束论
非回转式装船机能满足适应码头作业的基本需求，对专业化程度高、 船型比较稳定的码头来说是足以胜任。因回转式装船机作业灵活， 船型适应性强， 在码头投资充裕的情况下要更多考虑回转式装船机。它们在结构上最大的不同是 1套回转机构， 而回转机构对整机结构的影响非常不大。相反而是 2种机型共有的臂架伸缩机构给整机结构影响大些， 以往的多次强度分析也说明了伸缩臂架是现有装船机的结构问题所在， 以往的伸缩形式的装船机所适用的船型不能超过 5万 t 。
参考文献
1 交通部第一航务工程勘查设计院 . 海港工程设计手册 .
2 邹胜， 高飞 .散料装卸船机的发展 .起重运输机械，2005 （ 8）
3 赵龙江 . Z C 5型 1 800 t /h 折返式装船机 .起重运输机械， 2001 （ 11）
4 童民慧， 沈卓， 王悦民 . 长悬臂斗轮堆取料机俯仰钢结构动力特性 . 上海海事大学学报， 2005 （ 1）
5 沈卓， 王悦民 .装船机的结构有限元计算及薄弱点分析.上海市机械工 程学会物流 工程学会论 文集， 上海， 2007
6 李路妹， 王悦民 . 双料斗桥式抓斗卸船机的计算 . 起重运输机械， 2007 （ 7）
7 沈莹， 王悦民 . 全自动双小车集装箱桥吊金属结构动态性能仿真 . 上海海事大学学报， 2005 （ 2） ：27- 30