重磅推荐：一种“散改集”新型装卸系统设计探讨
2020-11-27 18:12 来源：劲海（宁波）起重机械有限公司
随着公路、铁路、水路多式联运模式的大力推广和高速发展，国家对环保和节能要求的进一步提升，“散改集”（即散货集装箱化运输）被称为散货运输的“第二次革命” ，其发展势头不可估量，并具有如下综合优点：节约袋装包装成本，全程机械化运作，货物破损洒漏少，公铁水班期稳定，小批量运输无需候船，集装箱中转面广，门到门运输直达，减少散货堆仓空间，环保影响小，节能减排明显，节省资金利息成本等。
从现有“散改集”装货、卸货工艺来说，存在综合效率低、环境污染重、货损洒漏多、装卸货满净箱差、人力强度大、随货移动难等不足。为此，探讨性的研发设计了能克服和减少上述不足的一种散货集装箱化运输的新型装卸系统及设备。此装卸系统和设备适合于各种散货（粮食、饲料、煤炭、矿粉、水泥和石料等等）进行“散改集”运输需求的港口码头、物料仓储、堆场粮库等企业应用。
一、系统组成
一种“散改集”新型装卸系统，包括原始散货、取料装箱设备、重箱转运集装箱车A、重箱公铁水联运、重箱转运集装箱车B、翻转卸料设备和终端散货等（见图0）。其中：
图0 系统组成示意图
原始散货即是等待使用集装箱运输的如粮食、饲料、煤炭、矿粉、水泥和石料等等散状物料。
终端散货即是已由集装箱运输卸料完毕等待使用的散状物料。
重箱转运集装箱车A和重箱转运集装箱车B是指通常的集装箱车辆，是空载和重载集装箱的转运车辆，满足公路短距离的转接运输需要。
重箱公铁水联运包含由重箱公路集装箱车、重箱铁路集装箱车、重箱内河集装箱船和重箱海运集装箱船等方式组成。其中，重箱公路集装箱车是目前最主要的集装箱运输方式，广泛使用各种类型的轻重型集装箱卡车，服务于各相关企业单位。重箱铁路集装箱车是铁路专用的集装箱车辆，在我国大力发展公铁水联运模式中发挥较大作用，特别是具有进港铁路线的港口码头，发挥更大作用。重箱内河集装箱船是内河运输集装箱的主力，特别是近期大力发展的内河集装箱专用船舶的出现，更是前景广阔。重箱海运集装箱船是当前世界范围内的最重要的运输方式，占比极高，发展也从未停止过。
取料装箱设备包含由斗轮取料装箱机、抓斗取料装箱机、翻斗自卸装箱机和料斗出料装箱机等4种取料和装箱联合作业的散状物料装备。对于不同的散状物料，可选择性的使用上述不同种类的取料装箱设备中的一种型式的设备进行作业，具体说明见后。
翻转卸料设备包含由翻转卸料装船机、翻转卸料堆高机和空中翻转专用吊具等3种集装箱翻转后卸空散状物料的装备。对于不同的散状物料和应用场所，可选择性的使用上述不同种类的翻转卸料设备中的一种形式的设备进行作业。
二、取料装箱设备
1、斗轮取料装箱机（见图1）
斗轮取料装箱机由整机结构总成、斗轮取料总成、前轮转向总成、后轮驱动总成、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。其中，整机结构总成是整机的承载结构总成，需满足相应的强度和刚度要求；斗轮取料总成是散状物料提取及运输至卸料漏斗进一步至开口向上待装料状态下的集装箱内的主要机构总成，其取料的综合效率应能满足后端集装箱装料需求效率的要求；前轮转向总成和后轮驱动总成是整机移动运行的转向和驱动运行的两个功能部件总成，满足非工作状态和轻载工作状态下前后左右移动的需求；箱体翻转总成是整机的最主要的部件总成，负责空载和重载集装箱从集装箱卡车中的上下装卸作业，同时，能实现带箱状态下的沿轨道水平移动、上下的整体框架的提升和绳索升降的运动、整体内框架和吊具和集装箱组合体的倾转至装箱所需角度的翻转运动、集装箱箱门的自动开关动作、满箱和护箱所需的振动护箱动作和称重数显超载保护动作等，其作业的综合效率同样需要满足整机作业效率的要求。动力控制总成是整机的作业运行动力和控制中心，需满足整机在各种工况条件下的作业和运行要求。
1.整机结构总成 2.斗轮取料总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图1 斗轮取料装箱机示意图
2、抓斗取料装箱机（见图2）
抓斗取料装箱机由整机结构总成、抓斗取料总成、前轮转向总成、后轮驱动总成、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。与前一个斗轮取料装箱机最大不同就是取料方法的不同，其它部件总成基本相同。抓斗取料作业的过程相同于常见的抓斗类工程机械的方式，在此不再详细表述。
1.整机结构总成 2.抓斗取料总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图2 抓斗取料装箱机示意图
3、翻斗自卸装箱机（见图3）
翻斗自卸装箱机由整机结构总成、物料输送总成、前轮转向总成、后轮驱动总成、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。同样的与前面的两种装箱机最大的不同也是取料方法的不同，其它部件总成基本相同。此设备适用皮带输送机、翻斗装载机和自卸汽车等等上料，经过物料输送总成后至卸料漏斗进一步至开口向上待装料状态下的集装箱内，完成前端的上料和输送下料过程。
1.整机结构总成 2.物料输送总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图3 翻斗自卸装箱机示意图
1.整机结构总成 2.物料输送总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图4 料斗出料装箱机示意图
三、翻转卸料设备
1、翻转卸料装船机（见图5）
翻转卸料装船机由整机结构总成、卸料输送总成、前轮转向总成、后轮驱动总成、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。翻转卸料装船机主要应用于除码头船舶外，还可应用于铁路车皮和公路货车等场所。与前述的取料装箱设备中的机型有很多相同相似的部件总成，而主要的差别是箱体翻转总成的旋转方向不同和箱体开口方向的不同，同时，卸料输送总成的输送出料方向不同，与整机的行走移动方向垂直，更好的满足船舶的装船方式。
1.整机结构总成 2.卸料输送总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图5 翻转卸料装船机示意图
2、翻转卸料堆高机（见图6）
翻转卸料堆高机由整机结构总成、输送堆高总成、前轮转向总成、后轮驱动总成、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。翻转卸料堆高机应用于仓库堆场的物料堆高作业，也可应用于与铁路车皮和公路货车的转运对接输送。与前述的翻转卸料装船机有很多相同相似的部件总成，主要的差别是输送出料的方向与整机移动的方向一致，更好的满足堆高作业要求。
1.整机结构总成 2.输送堆高总成 3.前轮转向总成
4.后轮驱动总成 5.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图6 翻转卸料堆高机示意图
3、空中翻转专用吊具（见图7）
空中翻转专用吊具由整体结构总成、外框升降机构、内框翻转机构、箱体翻转总成和动力控制总成等组成。空中翻转专用吊具的应用面相对较广，只要具有悬挂集装箱专用吊具的各种类型的起重设备，如集装箱正面吊、港口门座起重机、堆场大型龙门起重机、码头集装箱专用起重机等等都可使用，是散改集运输方式的重要设备。工作原理与前述翻转卸料装船机和翻转卸料堆高机中的箱体翻转总成基本相同。
1.整机结构总成 2.外框升降机构
3.内框翻转机构 4.箱体翻转总成 6.动力控制总成
图7 空中翻转专用吊具示意图
四、作业流程
集卡车带空载集装箱到达原始散货现场→进入取料装箱设备中的斗轮取料装箱机或抓斗取料装箱机或翻斗自卸装箱机又或料斗出料装箱机四种装箱之一设备→进行装箱作业至满箱状态→装载重箱集装箱至重箱转运集装箱车A上并进行公共道路转运→进一步重箱公铁水联运的重箱公路集装箱车或重箱铁路集装箱车或重箱内河集装箱船又或重箱海运集装箱船等运输→装载重箱至重箱转运集装箱车B上进一步转运→进入翻转卸料设备的翻转卸料装船机或翻转卸料堆高机又或空中翻转专用吊具进行卸料作业→得到等待使用的终端散货。
五、结语
一种“散改集”新型装卸系统适合于各种散货（粮食、饲料、煤炭、矿粉、水泥和木屑等）进行散改集装卸作业需求的物流、仓储、堆场、码头、场站和粮库等工矿企业使用，具有高效率、低成本、环保优、货损少、满箱量、卸干净、使用广、安全性和操作性等综合特点，更是对散货集装箱化运输装卸系统和方法创新的一种设计探讨。（苗林展）
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