船舶装卸设备泛谈

船舶装卸设备泛谈Pompey Lau @ Beijing, Aug 28th, 2008 引言1.“我也见过租船人分不出吊车(crane)与吊杆(derrick)的区别。

或是，航次去装或卸港一定要使用船上吊车，但租船人去租进一条没有装卸设备(gearless)的船舶。

”2. “The ‘Sidera’ SMA No. 1932（1984），租的船只有‘2.5 tons union purchase 5 ton boom’（联杆吊货可吊2.5吨，单杆吊货可吊5吨），可是卸港的磁石重3.5吨，而且要加上货物重量。

”3.“曾见过不懂的租船人或货方连联杆吊货及单杆吊货也不知道，因为船东在租约订为：‘10 derricks at 10 tons SWL each’，但装卸货物时联杆吊变为只能有5吨吊力，而去兴讼。

”4. 某船规中写道：//qte//Derricks: 6X10T, 3X20T & 1X50T Derricks03 Sets of Union Purchase of SWL 1/3rd of SWL 10MT03 Nos. of Single Swinging of 20 MT Each01 Jumbo Derrick of SWL 50 MT//unqte//正文船上的装卸货设备统称为CARGO GEAR，没有卸货设备的船称为GEARLESS，而CRANE和DERRICK 则是最常见的两种GEAR，另外，还有一种更专门化的装卸设备，叫GANTRY CRANE（如图1所示）。

没有装卸设备的船舶 (GEARLESS)DERRICK（吊杆）船舶CRANE（吊机或吊车）有装卸设备的船舶的三种GEARGANTRY CRANE（龙门吊）图1 几种船吊 (GEAR)1 吊杆(Derrick)1.1 Derrick的定义Derrick即是吊杆，也称悬臂起重机，是一种提升和移动重物的机器，它由一个带有缆绳和滑轮的可移动的，并与一根由向上静止横梁的底座连接的起重杆组成。

Derrick & Gears则可翻译成吊杆及属具。

按载荷可分为轻型吊杆（SWL: safe work load小于10吨）和重型吊杆（SWL: safe work load大于10吨）。

1.2 Derrick的组成如图2所示，吊杆主要由起重柱、吊杆装置和起货机组成，起重柱（也可以说是桅杆）固定在甲板上不能动的，和船首的桅杆类似，吊杆的支撑座就在起重柱的下部，和吊机最大的不同就是吊杆的旋转和方向都是需要钢索来控制的，分为吊货索、稳索、千斤索等，吊杆的操作只要是靠起货机来调整各条钢索的长短来实现，十分的麻烦，而且在作业中有很多角度和旋转范围上的限制。

图2 吊杆的组成1.3 Derrick的作业方式1：单一转动吊杆(Single Swinging Derrick)对于非机械专业的同学及陆地从业人员而言，理解单一转动吊杆的作业方式最为直接有效的途径，莫过于看录像或参观船舶装卸货作业现场。

故本文不赘述其机械原理，仅以图3来简要概括其作业方法。

如果将该图看作是船舶卸货作业，则虚线部分表示吊杆从舱内吊出货物的阶段，而实线部分表示吊杆将货物吊出船舷的阶段。

图3 单一转动吊杆的作业方式使用转动吊杆的目的，是为了加快装卸速度，如果条件满足，甚至可以一个舱口配备两幅吊杆，很大的加快了装卸速度。

但转动吊杆也存在以下两个缺点：1.各部分装卸设备尤其是钢索，会始终受力，对作业安全存在一定影响；2.吊货时货物摆动幅度较大，易撞到舱口围沿和船边栏杆。

综上，使用转动吊杆时，所吊货物的重量应该严格控制，以保证装卸设备及作业人员的安全。

而实际作业过程中，更多地使用到的其实是一种名为“联杆”的作业方式。

1.4 Derrick的作业方式2：联杆(Union Purchase or Combine)What does “union purchase” mean?----it is a method of cargo handling by combining both derricks, one over hatch and the other over ship side.“联杆”（Union Purchase），又称为“双杆合吊”，两支吊杆应如图5所示分布。

所谓的“双杆”包括船内吊杆（Ship derrick）和船边吊杆（Off shore derrick）。

舱内吊杆是指“正对舱口，将货物由舱口吊上吊下的吊杆”；船边吊杆是指“正对码头或驳船，将货物由码头或驳船吊上吊下的吊杆”。

图5 Union Purchase 的吊杆布局联杆作业时都需要将两支吊杆中靠近码头或驳船的一支吊杆转向码头或驳船，使之成为船边吊杆，而将另一支吊杆转向舱口，使之成为船内吊杆，具体作业方法如下：从船内吊杆上的三角铁箍，系两根牵索到左右舷墙上，使船内吊杆稳定不动，牵索与船内吊杆间之夹角最好成（或尽量接近）九十度。

船边吊杆的一根牵索，需横过船身引至另一吊杆，其另一牵索，则视舱口在船之前或后，而引向后方或引向前方，其与吊杆之角度亦须接近九十度。

牵索之下端用双重滑车及二寸棕绳系于甲板舷墙上，以便可以随时调整，使其松紧适度。

当卸货时，先将船内吊杆的吊货索松到舱内，同时将船边吊杆的吊货索尽量放松，等到货物已经吊到舱口以上时，先收紧船边吊货索，直到货物已离开舱口，则将船内吊货索适度放松，同时适度控制船边吊货索，使货物安全到达码头或驳船。

装货时，其程序与卸货时正好相反。

图6是联杆作业的示意图，值得注意的是：联杆作业时，由于“合力的构成”方面的原因，吊力一般会减少50~60%左右，这样的话两个SWL10吨的单吊杆，在联杆作业时只能吊起5吨的单件货物是很正常的。

图6 Union Purchase1.5 三种典型Derrick和两种轻型Derrick这三种典型的Derrick分别为 Hallen Derrick、Velle Derrick及重吊杆Stülcken Derrick（起重能力甚至可达300MT），如图7和图8所示。

Hallen DerrickVelle Derrick图7 Hallen Derrick and Velle DerrickStülcken Derrick图8 Stülcken Derrick 图9展示了两种轻型Derrick。

图9 两种轻型Derrick1.6 Derrick小结经过以上分析，我们不难看出，Derrick操作起来比较麻烦，装卸效率自然也不高。

其实在实际作业中，Derrick已经逐渐被一种更为先进的装卸作业设备Crane（克令吊，或称吊机）所代替。

目前仍以Derrick作为主要装卸设备的多是上个世纪80年代前期甚至更早的船舶。

2 吊机(Crane)2.1 Crane的组成吊机（Crane），也称克令吊，由基座、回转塔架、吊壁、操作室等组成。

图10 Crane的组成如图10所示，基座固定在甲板上，并有旋转支承装置和旋转机构。

回转塔架支撑在基座上，由上层的操纵室和下层的电机系统组成，可以整个水平旋转（单个吊机0度～360度），而吊臂根部固定在回转塔架的底部，可绕根部支点在一定角度范围内上下俯仰（一般在15度～80度以内）。

大连海事大学的同学可以到东山门球场附近参观一下实物。

2.2 Crane与Derrick作业原理的比较Crane与Derrick的工作原理大同小异，区别主要在于：Derrick主要是通过液压设备带动钢索来完成货物起吊下放；而Crane主要是把Derrick的几个液压机构是分离的，通过液压油管来控制吊车的转动、吊臂的俯仰及钢索的收放。

Crane的机械效率比Derrick高，其购买与使用当然也比Derrick贵，维修工作也更为复杂，现在的船用起吊设备多为Crane。

2.3 Crane的第一种Combine: Double Up Working需要指出的是，船上任何一个Crane都是可以单独进行装卸作业的，因而很多Crane也是单独配备的，但有些船上装有组合式吊机，就是将两个单回转吊机装在同一个转动平台上（如图11所示）。

组合式吊机图11 组合式吊机这种组合式吊机可以在各自的回转塔架上单独作业，但是在水平转动范围上有些限制，大概是220度的范围。

这种组合式吊机也可以在吊大件时合并起来绕公用的转盘旋转到同一舱口进行装卸货作业，这就是Double Up Working。

2.4 Crane的第二种Combine: Union PurchaseCrane的Union Purchase是指舱前、舱后两个单回转吊机同时对一件货物进行装卸作业（如图12、图13及图14所示）。

图12 Union Purchase 1图13 Union Purchase 2图14 Union Purchase 3另外，少数船舶在一个舱口的前后位置均配备有组合式吊机，于是可以把两组组合式吊机连在一起使用，让4个吊机一起作业，据说厦门东渡码头卸石头时可能会采取这种作业方式！2.5 Crane小结以上讲述了Crane的作业方法，以及将多台Crane进行Combine的方法。

需要指出的是，Crane由于自身机械结构上的优势，使得Crane在进行Combine时与Derrick在进行Combine时所使用的方法完全不同。

因而，将多台Crane进行Combine时，经常能够有效地利用每台Crane的起重能力，从而多倍提升起重能力。

另外，值得提出的是，有的船舶可能既配有Derrick，同时也配有Crane，如图15所示。

图15 同时配有Derrick和Crane的船舶3 龙门起重机(Gantry Crane)Gantry Crane 是一种更为先进，装卸效率更高、起重负荷更大、作业时也更平稳的一种船舶装卸设备，如图16和图17所示。

Gantry Crane图16 Gantry Crane 1Gantry Crane图17 Gantry Crane 2这里需要顺便提到的是，岸机（岸上装卸设备）中也包括Crane和Gantry Crane，当然，同时也包括装卸集装箱用的装卸桥。

4 吊索前端设备4.1 吊索的布置本节中仅举一例说明，如图18所示。

图18 吊索的布置4.2 吊索前端设备针对不同的货种，常常需要配备各种不同的吊索前端设备以提高装卸效率和作业安全。

图19中包含了6种常见的抓斗(Grab Bucket)，图20则为我们展示了认为为了装卸特定的件杂货种而专门设计出来而各种装卸货设备。

图19 六种常见的抓斗图20 多种件杂货装卸设备除以上介绍的内容外，还有很多件杂货的岸边搬移设备，这里不再赘述，大连海事的同学可以到大连湾码头参观一下实物就明白了。