TWI591009B - Continuous unloader, continuous unloader, and continuous unloader operation - Google Patents

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TWI591009B TW102117897A TW102117897A TWI591009B TW I591009 B TWI591009 B TW I591009B TW 102117897 A TW102117897 A TW 102117897A TW 102117897 A TW102117897 A TW 102117897A TW I591009 B TWI591009 B TW I591009B
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Description

連續卸載機、連續卸載設施、以及連續卸載機之運轉方法
本申請主張基於2012年5月22日申請之日本專利申請2012-116691號、2012年5月22日申請之日本專利申請2012-116698號、2012年6月22日申請之日本專利申請2012-140894號、2012年6月22日申請之日本專利申請2012-140901號之優先權。其申請的全部內容藉由參閱援用於本說明書中。
本發明係有關一種斗式升降機型連續卸載機、連續卸載機設施、以及連續卸載機之運轉方法。
以往，作為這種領域的技術，已知有下述專利文獻1中記載之斗式升降機。該斗式升降機具備在升降機支柱(升降機主體)內循環移動而環繞之鏈斗。該鏈斗具有藉由複數個驅動輥進行環繞之2條鏈條、及以吊在該2條鏈條之間的方式安裝之複數個鏟斗。於斗式升降機的下部進行環繞之複數個鏟斗鏟取並裝載散裝貨，藉此能夠連續搬運散裝貨。
專利文獻1：日本特開2001-253547號公報
對於這種斗式升降機型的連續卸載機，要求提高貨物裝卸能力。斗式升降機型連續卸載機，其大小關係到貨物裝卸能力，因此為了提高貨物裝卸能力，考慮到連續卸載機的大型化。但是，連續卸載機的大小與製造成本密切相關，因此基於大型化之貨物裝卸能力的提高，存在增加連續卸載機的製造成本之問題。
鑒於該課題，本發明的目的在於提供一種能夠抑制製造成本的上升，並且提高貨物裝卸能力之連續卸載機、連續卸載機設施、以及連續卸載機之運轉方法。
本發明的連續卸載機，係具備連續搬運對象物之斗式升降機之斗式升降機型連續卸載機，其中，前述斗式升降機具備：鏟取並裝載前述對象物之複數個鏟斗；安裝有前述複數個鏟斗之環鏈；驅動前述環鏈來使其環繞之驅動輥；及導引前述環鏈並轉換前述環鏈的前進方向之轉向輥，運轉時前述環鏈的環繞移動的最高速度為90~150m/分鐘。
依該連續卸載機，藉由將環鏈的環繞移動的最高速度設為90~150m/分鐘，能夠謀求抑制連續卸載機的大型化並提高貨物裝卸能力。
另外，可設為前述最高速度為95~150m/分鐘。
另外，可設為前述最高速度為100~150m/分鐘。
另外，可設為前述最高速度為100~120m/分鐘。
可設為運轉時前述斗式升降機中產生之振動加速度為6G以下。
本發明的連續卸載機設施，其中，具備碼頭及設置於前述碼頭上之上述的任意連續卸載機。該連續卸載機設施能夠謀求抑制連續卸載機的大型化並提高貨物裝卸能力，因此還能夠抑制支撐連續卸載機之碼頭的需求強度。因此，能夠抑制包括連續卸載機及碼頭之製造成本並謀求提高貨物裝卸能力。
本發明的連續卸載機之運轉方法，其為具備連續搬運對象物之斗式升降機之斗式升降機型連續卸載機之運轉方法，其中，前述斗式升降機具備：鏟取並裝載前述對象物之複數個鏟斗；安裝有前述複數個鏟斗之環鏈；驅動前述環鏈來使其環繞之驅動輥；及導引前述環鏈並轉換前述環鏈的前進方向之轉向輥，以90~150m/分鐘的速度環鐘繞移動前述環鏈。
依該運轉方法，藉由將環鏈的環繞移動的速度設為 90~150m/分鐘，能夠謀求抑制連續卸載機的大型化並提高貨物裝卸能力。
依本發明，能夠提供一種能夠抑制製造成本的上升並提高貨物裝卸能力之連續卸載機、連續卸載機設施及連續卸載機之運轉方法。
1‧‧‧連續卸載機
9‧‧‧斗式升降機
25‧‧‧鏈條(環鏈)
27‧‧‧鏟斗
31a‧‧‧驅動輥
31b、31c‧‧‧從動輥
33‧‧‧轉向輥
101‧‧‧碼頭
200‧‧‧連續卸載機設施
M‧‧‧散裝貨(對象物)
第1圖係表示本發明的實施方式之連續卸載機及連續卸載機設施之圖。
第2圖係表示第1圖的連續卸載機設施之俯視圖。
第3圖係表示第1圖的連續卸載機的斗式升降機上部之局部剖面立體圖。
第4圖(a)係轉向輥的側視圖，(b)係表示該轉向輥的支撐結構之剖面圖。
第5圖(a)係表示轉向輥的其他例子之剖面圖，(b)係表示轉向輥的另一其他例子之側視圖，(c)係其剖面圖。
第6圖係表示沿旋轉軸線方向支撐固定軸之支撐結構的一例之剖面圖。
第7圖(a)~(c)係表示轉向輥的其他例子之側視圖。
第8圖係表示沿旋轉軸線方向支撐固定軸之支撐結構 的一例之剖面圖。
第9圖係表示沿旋轉軸線方向支撐固定軸之支撐結構的其他例子之剖面圖。
第10圖係表示沿旋轉軸線方向支撐固定軸之支撐結構的另一其他例子之剖面圖。
第11圖係表示沿旋轉軸線方向支撐固定軸之支撐結構的另一其他例子之剖面圖。
第12圖(a)係用於模擬實驗之轉向輥的側視圖，(b)係模型M1中的轉向輥的支撐結構，(c)係模型M2中的轉向輥的支撐結構。
第13圖係表示模擬實驗結果的轉向輥的加速度之曲線圖。
第14圖係表示模擬實驗結果的轉向輥的移位之曲線圖。
第15圖係表示模擬實驗結果的轉向輥的加速度之曲線圖。
第16圖係表示模擬實驗結果的轉向輥的移位之曲線圖。
以下，參閱附圖對本發明之連續卸載機、連續卸載機設施及連續卸載機之運轉方法的實施方式進行詳細說明。
第1圖及第2圖所示之連續卸載機設施200具備有碼頭101及設置於碼頭101上之連續卸載機1。碼頭101例 如由鋼筋混凝土構築，碼頭101具備用於支撐連續卸載機1之既定強度。另外，如後述，連續卸載機1能夠在軌道3a上移動，在此，將對應連續卸載機1的移動範圍而建造成既定強度之部份稱為碼頭101。該卸載機設施200中，使船舶102與碼頭101平行地靠岸，由連續卸載機1執行從船舶102的卸貨。
第1圖~第3圖所示之斗式升降機型船舶用連續卸載機(CSU)1，係從船舶的船艙103連續卸貨散裝貨M(例如，煤或焦炭、礦石等)之裝置。連續卸載機1具備有：能夠藉由平行鋪設於碼頭101上之2條軌道3a沿該碼頭101移動之行走框架2。在行走框架2上可迴旋地支撐迴旋框架5，在從該迴旋框架5橫向突設之支臂7的前端部支撐斗式升降機9。藉由平行連桿8、平衡桿12及配重13，與支臂7的起伏角度無關地將斗式升降機9保持鉛直。
連續卸載機1具備有用於調整支臂7的起伏角度之缸體15。若拉伸該缸體15，則支臂7的前端部側會朝上而使斗式升降機9上升，若壓縮該缸體15，則支臂7的前端部側會朝下而使斗式升降機9下降。
斗式升降機9係藉由設置於其下部之側面挖掘方式的鏟取部11連續挖掘並鏟取船艙103內的散裝貨M，並且向上方搬運已鏟取之散裝貨M。
斗式升降機9具備有：向鉛直方向延伸之筒狀升降機主體23、及相對升降機主體23進行環繞運動之鏈斗29。 鏈斗29具備有：連結為環狀之一對滾子鏈條(環鏈)25及兩端藉由該一對鏈條25支撐之複數個鏟斗27。具體而言，2條鏈條25沿著與第1圖的紙面正交之方向並列設置，各鏟斗27如第3圖所示，設為懸吊在2條鏈條25之間，並透過既定的安裝具安裝於該鏈條25、25。
並且，斗式升降機9具備有：掛繞有鏈條25之驅動輥31a、導引鏈條25之從動輥31b、31c及導引鏈條25之轉向輥33。驅動輥31a設置於斗式升降機9的最上部9a，從動輥31b設置於鏟取部11的前部，從動輥31c設置於鏟取部11的後部。轉向輥33係位於驅動輥31a的稍偏下方之從動輥，用來導引鏈條25並轉換鏈條25的前進方向。另外，在從動輥31b與從動輥31c之間介設有缸體35，藉由將該缸體35伸縮來改變兩個從動輥31b、31c的配設軸間距離，從而改變鏈斗29的移動環繞軌跡。此外，鏈條25存在2條，與此對應，驅動輥31a、從動輥31b、31c及轉向輥33亦分別存在2個，並沿著與第1圖的紙面正交之方向並列設置。
藉由驅動輥31a驅動鏈條25，使鏈條25相對升降機主體23以既定軌跡向箭頭W方向環繞運動，鏈斗29在斗式升降機9的最上部9a與鏟取部11之間移動環繞並進行循環。
鏈斗29的鏟斗27以其開口部27a朝上之姿勢上升。並且，在斗式升降機9的最上部9a，在通過驅動輥31a時使鏈條25從朝上轉換方向為朝下，使鏟斗27的開口部 27a迴轉為朝下。在如此變成朝下之鏟斗27的開口部27a的下方形成有排出用滑槽36。該排出用滑槽36的下端連接於配設在斗式升降機9的外周之旋轉送料器37。
旋轉送料器37係向支臂7側搬運從排出用滑槽36搬出之散裝貨M。在支臂7上配置有支臂輸送器39，該支臂輸送器39向料斗41供給從旋轉送料器37交接之散裝貨M。在該料斗41的下方配置有機內的帶狀輸送器43、地面輸送器45。
如下進行利用該連續卸載機1之散裝貨(對象物)M的卸貨。將斗式升降機9下端部的鏟取部11插入船艙103內，使鏈條25向第1圖中的箭頭方向環繞。如此，使位於鏟取部11之鏟斗27連續進行煤或焦炭、礦石等散裝貨M的挖掘及鏟取。並且，這些鏟取並裝載於鏟斗27之散裝貨M隨著鏈條25的上升向鉛直上方搬運至斗式升降機9的最上部9a。
之後，鏟斗27通過驅動輥31a的位置，該鏟斗27迴轉，藉此使散裝貨M從鏟斗27落下。從鏟斗27落下之散裝貨M落入排出用滑槽36內並向旋轉送料器37側搬出，進一步轉乘於支臂輸送器39而向料斗41搬運。而且，散裝貨M經帶狀輸送器43及地面輸送器45搬出至地上側設備49。利用複數個鏟斗27反覆進行如上動作，藉此連續卸貨船艙103內的散裝貨M。
接著，對斗式升降機9的轉向輥33附近的結構進行進一步詳細說明。
如第3圖所示，轉向輥33與在驅動輥31a折回之後向下方前進之鏈條25接觸，使該鏈條25朝向循環軌跡內側彎曲。並且，轉向輥33使在驅動輥31a折回之後的鏈條25的前進方向，從斜下方轉換成鉛直下方。依該結構，折回之後放出散裝貨M之鏟斗27，其後在驅動輥31a與轉向輥33之間向斜下方移動以避開排出用滑槽36，因此不容易與從上方的鏟斗27落下之散裝貨M發生干涉。因此，連續從各鏟斗27落下之散裝貨M能順暢地導入排出用滑槽36。如此，利用轉向輥33而使鏈條25的循環軌跡彎曲，有助於散裝貨M順暢地向排出用滑槽36移動。
在此，發明人等發現對於在斗式升降機9中產生之振動，轉向輥33藉由與鏈條25的碰撞而作為較大的振動源參與。因此，為了降低由該轉向輥33引起之振動，對斗式升降機9採用了以下說明之結構。
(1)如第4圖所示，2個轉向輥以共用旋轉軸線A之方式並列配置。斗式升降機9具備有固定軸51，該固定軸貫穿2個轉向輥33的中央沿旋轉軸線A方向延伸，並且將兩方的轉向輥33施以可旋轉地支撐。固定軸51係以不旋轉之方式固定於升降機主體23之圓柱棒構件，固定軸51在其兩端，藉由升降機主體23施以兩端支撐。2個轉向輥33藉由1根共用固定軸51支撐而能夠以該固定軸51為中心進行旋轉。另外，此時，以通過轉向輥33、33之間之鏟斗27不與固定軸51發生干涉的方式設定鏟 斗27的尺寸。
(2)各轉向輥33依從旋轉中心側的順序由設置為同心之軸承(旋轉軸部)61、輪部62及環部63這3個部份構成。軸承61係接合於固定軸51之部份，例如由滾珠軸承構成。環部63係位於轉向輥33的圓周外緣部並與鏈條25接觸之部份。輪部62係連接軸承61與環部63之部份。轉向輥33藉由固定軸51支撐並透過軸承61以該固定軸51為中心進行旋轉。
轉向輥33的輪部62由以旋轉軸線A方向為厚度之1片板狀構件62a形成(參閱第5圖)。並且，從旋轉軸線A方向觀察時，板狀構件62a呈填滿軸承61與環部63間的整個區域之形狀。亦即，從旋轉軸線A方向觀察時，板狀構件62a呈被軸承61與環部63的邊界線、即2個同心圓挾持之環形狀。並且，輪部62不具有沿著轉向輥33的半徑呈直線狀延伸之直線狀輪輻，而僅由上述板狀構件62a形成。另外，在以下內容中，也將沿著轉向輥的半徑延伸之直線狀構件所構成之輪輻稱為“直線狀輪輻”。這種結構的輪部62通常稱為“盤輪”或“圓盤輪”。
如此，作為具有盤輪型輪部62之轉向輥的其他例子，如第5圖(a)所示，輪部62可設為由沿旋轉軸線A方向並列配置之複數個(附圖的例中為2片)板狀構件62a構成之結構。另外，如第5圖(b)、(c)所示，作為補強板狀構件62a之補強件，可在板狀構件62a的單面或兩面並列設置沿著轉向輥的半徑呈直線狀延伸之直線狀 輪輻部62b。
(3)轉向輥33中，環部63係與鏈條25實際接觸之部位，會有起因於鏈條25的碰撞之旋轉徑向的衝擊力作用於環部63。於是，環部63透過用於抑制向該旋轉徑向(徑向)的振動之徑向制振構件而藉由升降機主體23支撐。作為該結構的具體例，如第4圖(b)所示，作為上述徑向制振構件之制振構件53配置成以同心圓狀包圍固定軸51的周圍，固定軸51透過該制振構件53固定於升降機主體23。另外，升降機主體23中在包圍制振構件53之部份配置有環狀鋼材55。上述制振構件53的材料例如可以為制振橡膠、彈簧等彈性構件，亦可以為制振鋼板等。藉由該結構，成為固定軸51透過制振構件53而藉由升降機主體23支撐，以及環部63透過制振構件53而藉由升降機主體23支撐。並且，環部63透過徑向制振構件而藉由升降機主體23支撐之結構的其他例子，可將輪部62的材料採用制振鋼板。此時，由制振鋼板構成之輪部62整體，作為徑向制振構件發揮作用。
另外，由於轉向輥33及固定軸51的重量，制振構件53的下部的劣化最嚴重。因此，定期地使制振構件53以旋轉軸線A為中心進行旋轉而重新設置，能夠避免制振構件53偏於局部之劣化並謀求制振構件53的長壽命化。
第6圖係放大表示固定軸51的其中一方的端面51a附近之圖，係表示沿旋轉軸線A方向支撐固定軸51之支撐結構的一例之圖。該結構中，固定軸51的端面51a與 鋼材55藉由U字狀固定治具71連接。另外，在第4圖中由於圖示空間的問題未示出固定治具71。固定治具71由在關節部71a、71b藉由鉸鏈結合連結之3個連桿構件構成，關節部71a、71b大致位於旋轉軸線A上。依這種固定治具71，能夠容許固定軸51向旋轉徑向之移動，並且限制旋轉軸線A方向的移動。因此，依該支撐結構，能夠不減損利用制振構件53之固定軸51的旋轉徑向的制振功能而沿旋轉軸線A方向支撐固定軸51。另外，在固定軸51的另一方端面，亦構築有同樣的支撐結構。
環部63透過徑向制振構件而藉由升降機主體23支撐之結構的其他具體例，如第7圖所示，可設為轉向輥的輪部包含徑向制振構件之結構。亦即，如第7圖(a)所示，可設為輪部262由具有直線狀輪輻之外周部份262a、及在其內側由制振構件54a形成之內周部份262b這2部份構成之結構。另外，如第7圖(b)所示，還可設為輪部362由藉由制振構件54b形成之外周部份362a、及在其內側具有直線狀輪輻之內周部份362b這2部份構成之結構。
另外，如第7圖(c)所示，還可設為輪部462由藉由制振構件54c形成之外周部份462a、及在其內側呈圓板狀之內周部份462b這2部份構成之結構。在內周部份462b設置有沿旋轉軸線方向貫穿之衝孔462c。該輪部462係以旋轉軸線A方向為厚度，從厚度方向觀察時在軸承61(旋轉軸部)與環部63之間的區域擴展之板狀構 件。而且，在輪部462設置有沿旋轉軸線A方向貫穿之衝孔(貫穿孔)462c。依這種結構，與前述的轉向輥33(參閱第4圖)相比，更易謀求與衝孔462c的重量相應之量的輕量化。
(4)第4圖所示之轉向輥33，透過抑制向旋轉軸線A方向(推力方向)的振動之軸向制振構件沿旋轉軸線A方向藉由升降機主體23支撐。對於這種支撐結構的具體例，參閱第8圖~第11圖進行以下說明。另外，在第4圖中，由於圖示空間的問題未示出示於第8圖~第11圖之構件的一部份。另外，第8圖~第11圖中示出固定軸51的其中一方的端面51a附近的結構，固定軸51的另一方的端面上亦構築同樣的支撐結構。另外，第6圖~第11圖中示出之支撐結構中，對於相同或同等的構成要件附加相同符號並省略重複說明。
作為支撐結構的一例，如第8圖所示，在前述固定治具71的關節部71a，於固定於連桿構件71j側之鉸鏈軸71c的周圍插入作為軸向制振構件之圓形制振構件73a，制振構件73a介設於鉸鏈軸71c與連桿構件71k的鉸鏈軸的軸承部之間。亦即，該結構中，在由固定於鋼材55側之連桿構件71h及71k、固定於固定軸51的端面51a之連桿構件71j、及鉸鏈結合連桿構件71k與71j之間之關節部71a所構成之前述固定治具(限制具)71中，作為軸向制振構件之制振構件73a介設於鉸鏈軸71c與連桿構件71k之間。
依該結構，能抑制固定治具71的連桿構件71j相對於連桿構件71h、71k之旋轉軸線A方向的振動，進而抑制固定軸51及轉向輥33向旋轉軸線A方向的振動。另外，依該結構，即使由於制振構件53的經時劣化產生固定軸51的上下移位，仍能夠使制振構件73a追隨變形而吸收上下移位。
作為支撐結構的其他例子，如第9圖所示，在前述固定治具71的連桿構件71j與固定軸51的端面51a之間插入作為軸向制振構件之制振構件73b。亦即，該結構中，藉由由固定治具(限制具主體)71及制振構件73b構成之限制具70b，連結鋼材55與固定軸51的端面51a，並且限制固定軸51相對於鋼材55向旋轉軸線A方向的移動。
依該結構，能抑制固定軸51相對於固定治具71之旋轉軸線A方向的振動，進而抑制轉向輥33向旋轉軸線A方向的振動。並且，依該結構，即使由於制振構件53的經時劣化產生固定軸51的上下移位，仍能夠使制振構件73b追隨變形而吸收上下移位。
作為支撐結構的另一其他例子，如第10圖所示，在固定軸51的端面51a上安裝凸緣75。凸緣75從固定軸51向旋轉徑向伸出至與鋼材55相對之位置。而且，在凸緣75與鋼材55及制振構件53之間插入作為軸向制振構件的制振構件73c。亦即，該結構中，藉由由凸緣(限制具主體)75及制振構件73c構成之限制具70c，連結鋼材 55與固定軸51的端面51a，並且抑制固定軸51相對於鋼材55向旋轉軸線A方向的移動。依該結構，抑制固定軸51相對於鋼材55(升降機主體23)之旋轉軸線A方向的振動，進而抑制轉向輥33向旋轉軸線A方向的振動。
作為支撐結構的另一其他例子，如第11圖所示，將用於壓入固定軸51的端面51a之蓋部77安裝於鋼材55。而且，在蓋部77與固定軸51的端面51a之間插入作為軸向制振構件之制振構件73d。亦即，該結構中，藉由由蓋部(限制具主體)77及制振構件73d構成之限制具70d，連結鋼材55與固定軸51的端面51a，並且限制固定軸51相對於鋼材55向旋轉軸線A方向的移動。依該結構，能抑制固定軸51相對於鋼材55(升降機主體23)之旋轉軸線A方向的振動，進而抑制轉向輥33向旋轉軸線A方向的振動。
另外，第8圖~第11圖中的任意結構均能夠不減損利用制振構件53之固定軸51的旋轉徑向的制振功能而沿旋轉軸線A方向支撐固定軸51。上述制振構件73a~73d的材料例如可以為制振橡膠、彈簧等彈性構件，亦可以為制振鋼板等。
接著，對上述之基於斗式升降機9之作用效果進行說明。斗式升降機9尤其在以下示出之4點具有特徵(第1~第4特徵點)。
(第1特徵點)
作為第1特徵點，斗式升降機9具備有固定軸51，該固定軸在一對轉向輥33、33的共用旋轉軸線A上延伸並可旋轉地支撐兩個轉向輥33、33。依該結構，如在後述模擬實驗中示出，鏈條25與轉向輥33的碰撞的衝擊力所造成之升降機主體23的加速度響應變小，斗式升降機9的振動減少。
(第2特徵點)
作為第2特徵點，斗式升降機9的轉向輥33中，輪部62具有板狀構件，該板狀構件以旋轉軸線A方向為厚度方向，並且沿厚度方向觀察時呈填滿軸承61與環部63之間的整個區域之形狀。依該結構，如在後述模擬實驗中示出，鏈條25與轉向輥33的碰撞的衝擊力所造成之升降機主體23的加速度響應變小，斗式升降機9的振動減少。
(第3特徵點)
作為第3特徵點，斗式升降機9的轉向輥33中，環部63透過抑制向旋轉徑向的振動之徑向制振構件(例如，制振構件53、54a~54c等)而藉由升降機主體23支撐。轉向輥33中，環部63係與鏈條25實際接觸之部位，會有起因於鏈條25的碰撞之旋轉徑向的衝擊力作用於環部63。相對於此，依上述結構，透過徑向制振構件，藉此上述衝擊力所造成之環部63向旋轉徑向的振動 變得難以傳遞至升降機主體23，因此抑制斗式升降機9的振動。
(第4特徵點)
作為第4特徵點，斗式升降機9的轉向輥33透過抑制向旋轉軸線A方向的振動之軸向制振構件(例如，制振構件73a~73d)沿旋轉軸線A方向藉由升降機主體23支撐。發明人等發現，斗式升降機9中，在鏈條25碰撞時的轉向輥33中，在旋轉軸線A方向上亦產生比較大的振動。相對於此，依上述結構，透過軸向制振構件，藉此轉向輥33的旋轉軸線A方向的振動變動難以傳遞至升降機主體23，因此抑制斗式升降機9的振動。
另外，第4圖中對具備上述所有第1~第4特徵點之斗式升降機9的結構進行了說明，但是藉由具備第1~第4特徵點中的至少1個，就能夠抑制斗式升降機9的振動。另外，對於斗式升降機，可組合第1~第4特徵點中的2個或3個來採用。並且，關於上述實施方式的說明中示出之斗式升降機9的各結構，可分別適當組合來採用。
接著，對於發明人等為了確認基於上述第1特徵點之振動降低效果而進行之模擬實驗進行說明。
本模擬實驗中，如第12圖(a)所示，採用輪部由直線狀輪輻構成之轉向輥s1的模型。該轉向輥s1的結構常見於以往的連續卸載機中的轉向輥。在此，將轉向輥s1的半徑設為700mm，並將固定軸s51及s52的半徑設為 55mm。另外，將轉向輥s1的材料的楊氏模量設為21000kgf/mm2，將泊松比設為0.3，將密度設為7.85ton/m3。
第12圖(b)所示之模型M1中，設為2個轉向輥s1分別由不同固定軸s52懸臂支撐。固定軸s52設為直接固定於升降機主體23的鋼材55。模型M1的支撐結構，是作為以往的連續卸載機中的轉向輥的支撐結構常見者。相對於此，第12圖(c)所示之模型M2設為具備上述第1特徵點，2個轉向輥s1藉由共用固定軸s51施以兩端支撐。固定軸s51設為直接固定於升降機主體23的鋼材55。
對於上述各模型M1、M2，計算鏈條25與轉向輥s1碰撞時的升降機主體23的3個方向(前後方向、上下方向及左右方向)的各加速度(前後加速度、上下加速度及左右加速度)。另外，在此將鉛直方向作為“上下方向”，將轉向輥s1的旋轉軸線方向作為“左右方向”，將與上下方向及左右方向雙方正交之方向作為“前後方向”。
將模型M1中的左右加速度的值設為1.0，以相對值表示所得到之上述各加速度，並在第13圖中以曲線圖表示。另外，對於各模型M1、M2，計算鏈條25與轉向輥s1碰撞時的升降機主體23的3個方向(前後方向、上下方向及左右方向)的各移位(前後移位、上下移位及左右移位)。將模型M1中的左右移位的值設為1.0，以相對 值表示所得到之各移位，並在第14圖中以曲線圖表示。
根據第13圖可知，模型M2與模型M1相比，升降機主體23的加速度響應在3個方向上均減少。並且，在模型M2中，雖令人擔憂升降機主體23的移位會由於加速度響應變小而增大，但是如第14圖所示，可確認模型M2與模型M1相比，升降機主體23的移位亦不會極端增加。
根據以上內容可確認，藉由具備前述第1特徵點之斗式升降機9的結構，由於鏈條25與轉向輥33的碰撞所引起之升降機主體23的振動減少，可謀求降低斗式升降機9及連續卸載機1的振動。
接著，對發明人等為了確認基於上述第2特徵點之轉向輥33的振動降低效果而進行之模擬實驗進行說明。
本模擬實驗中，為了比較準備了採用輪部由直線狀輪輻構成之轉向輥之模型M11。該轉向輥的結構與第12圖(a)所示之轉向輥s1相同，因此省略圖示。並且，作為具備上述第2特徵點之模型，準備了採用具備板狀構件的輪部之轉向輥之模型M12、M13、M14。各模型M11~M14均與第12圖(b)所示之支撐結構相同地，將2個轉向輥分別設為懸臂支撐。
模型M12的轉向輥具有重疊2片板厚6mm的板狀構件之結構的輪部。模型M13的轉向輥具有重疊2片板厚4mm的板狀構件之結構的輪部。模型M12、M13的轉向輥的結構與第5圖(a)所示者相同，因此省略圖示。模 型M14的轉向輥具有由1片板厚8mm的板狀構件構成之結構的輪部。模型M14的轉向輥的結構與第4圖(a)、(b)所示者相同，因此省略圖示。
在此，將各模型M11~M14的轉向輥的半徑設為700mm，將固定軸的半徑設為55mm。另外，將各轉向輥的材料楊氏模量設為21000kgf/mm2，將泊松比設為0.3，將密度設為7.85ton/m3。
對上述各模型M11~M14，計算鏈條25與轉向輥碰撞時的升降機主體23的3個方向(前後方向、上下方向及左右方向)的各加速度(前後加速度、上下加速度及左右加速度)。另外，在此將鉛直方向作為“上下方向”，將轉向輥的旋轉軸線方向作為“左右方向”，與上下方向及左右方向雙方正交之方向作為“前後方向”。將模型M11中的左右加速度的值設為1.0，以相對值表示所得到之上述各加速度，並在第15圖中以曲線圖表示。另外，對各模型M11~M14，計算鏈條25與轉向輥碰撞時的升降機主體23的3個方向(前後方向、上下方向及左右方向)的各移位(前後移位、上下移位及左右移位)。將模型M11中的左右移位的值設為1.0，以相對值表示所得到之各移位，並在第16圖中以曲線圖表示。
根據第15圖可知，模型M12~M14與模型M11相比，升降機主體23的加速度響應在3個方向上均減少。另外，在模型M12~M14中，雖令人擔憂升降機主體23的移位會由於加速度相應變小而增大，但是如第16圖所 示，可確認模型M12~M14與模型M11相比，升降機主體23的移位亦不會極端增加。
根據以上內容可確認，藉由具備前述第2特徵點之斗式升降機9的結構，由於鏈條25與轉向輥33的碰撞所引起之升降機主體23的振動減少，可謀求降低斗式升降機9及連續卸載機1的振動。
另外，根據第15圖可知升降機主體23的加速度響應依模型M12、M13、M14的順序逐漸減少。因此，若對模型M12與M13進行比較，可知由2片板狀構件構成輪部時，使用板厚較薄之板狀構件之斗式升降機9及連續卸載機1的振動降低效果較大。並且，若對模型M13與M14進行比較，可知與板厚較薄之2片板狀構件相比，採用具有上述2片的合計板厚之1片板狀構件作為輪部之結構的斗式升降機9及連續卸載機1的振動降低效果較大。
接著，對上述之連續卸載機1及連續卸載機設施200的貨物裝卸能力的提高進行說明。
以往一般的斗式升降機型連續卸載機中，運轉時的鏈條的環繞移動的速度最大為80m/分鐘左右。相對於此，上述之連續卸載機1在運轉時的鏈條25的環繞移動的最高速度為90~150m/分鐘。而且，本實施方式中的連續卸載機1之運轉方法中，將鏈條25的環繞移動速度設為90~150m/分鐘來運轉。
如上述，連續卸載機1中，藉由使鏈條25的環繞速度比以往更快，能避免機體的大型化並謀求提高貨物裝卸 能力。在此，藉由將鏈條25的環繞速度設為90m/分鐘以上，能夠充分抑制伴隨抑制機體大型化之連續卸載機等的製造成本的增大，並謀求提高貨物裝卸能力。此外，若鏈條25的環繞速度超過150m/分鐘，則所搬運之散裝貨M不會從鏟斗27向排出用滑槽36順暢地落下，而且會產生對運轉帶來影響之程度的斗式升降機9的振動，因此不理想。此外，若鏈條25的環繞移動速度超過150m/分鐘，則由於鏟斗27之散裝貨M的鏟取速度過快，軌道3a上的連續卸載機1的移動速度不足，導致無法順暢地進行散裝貨M的卸貨。相對於此，連續卸載機1中，藉由將鏈條25的環繞移動速度設為150m/分鐘以下，能夠減少如上述之問題。
從上述觀點看，將鏈條25的環繞移動的最高速度設為95~150m/分鐘較佳。另外，若為100~150m/分鐘則更佳，其中若為100~120m/分鐘則特佳。
另外，斗式升降機9設為具有前述第1~第4特徵點中的至少任一個者。藉此，即使將鏈條25的環繞移動速度設為150m/分鐘來運轉亦能夠抑制在斗式升降機9中產生之振動。具體而言，連續卸載機1中，將鏈條25的環繞移動速度設為150m/分鐘時，轉向輥33中的振動的加速度為6G以下，斗式升降機9的前端部中的噪音為100dB以下。這表示在連續卸載機1的駕駛席中產生之振動/噪音亦可抑制在容許範圍內。
如以上，依連續卸載機1，藉由使鏈條25的環繞速 度高速化，能夠避免機體的大型化並謀求提高貨物裝卸能力。藉由抑制連續卸載機1的大型化，可抑制連續卸載機1的製造成本。而且，藉由抑制連續卸載機1的重量增加，可抑制碼頭101的需求強度，其結果，碼頭101的建設成本亦可得到抑制。藉此，包括碼頭101的建設成本之連續卸載機設施200整體的製造成本亦可得到抑制。
以下，舉出具體例來對連續卸載機設施的貨物裝卸能力及製造成本進行說明。
以下，將使斗式升降機比以往更高速化來提高貨物裝卸能力之連續卸載機稱為“高速化卸載機”，將比以往更大型化來提高貨物裝卸能力之連續卸載機稱為“大型化卸載機”。並且，設為這些高速化卸載機與大型化卸載機具有相同的貨物裝卸能力來比較兩者。此外，以下說明中使用之計算公式係憑經驗獲得之計算公式，這些計算公式的左邊與右邊未必一定嚴格一致(亦即，成為“=”)，實際上有時多少會產生誤差(亦即，成為“≒”)。
實現相同的貨物裝卸能力時，斗式升降機的重量Wb係斗式升降機速度(鏟斗的速度)V的函數，能夠如下表示。
Wb=f(V)……(1)
若將大型化卸載機的斗式升降機速度設為V1，將大型化卸載機的斗式升降機的重量設為Wb1，將高速化卸載機的斗式升降機速度設為V2，將高速化卸載機的斗式升降機的重量設為Wb2，則成為如下。
Wb2=Wb1×(V1/V2)……(2)
並且，若將大型化卸載機整體的重量設為Wa1，則高速化卸載機整體的重量Wa2能夠如下表示。
Wa2=(1-(1-Wb2/Wb1)/k1)×Wa1……(3)
另外，k1係既定係數。
另外，若將支撐大型化卸載機之碼頭的重量設為Wp1，Wp2能夠如下表示(參閱文獻1：柴崎隆一等，“貨物搬運費用亦考慮在內之港灣設施的耐震設計中的經濟評價方法的構築”，國總研資料NO.125)。另外，k2係既定係數。
Wp2=Wp1×k2×(Wa2/Wa1)……(4)
並且，若將大型化卸載機的製造成本設為Cu1，則憑經驗可知高速化卸載機的製造成本Cu2可表示為如下。
Cu2=Cu1×(Wa2/Wa1)0.7……(5)
同樣，憑經驗可知，支撐大型化卸載機之碼頭的每單位長度的建設成本Cp1與支撐高速化卸載機之碼頭的每單位長度的建設成本Cp2的差量可如下表示。
Cp2-Cp1=(Wa1-Wa2)/Wa1×0.2/0.05×3〔百萬日元/m〕……(6)
利用上述公式(1)~(6)，將大型化卸載機的斗式升降機速度設為75m/分鐘，將高速化卸載機的斗式升降機速度設為90m/分鐘時，成為如下。
Cu2=Cu1×0.94
Cp2-Cp1=1.02(百萬日元/m)
另外，將係數k1設為2。若將大型化卸載機的製造成本設為1500百萬日元，將碼頭的長度設為300m，則與採用大型化卸載機之情況相比，採用高速化卸載機時的降低成本C成為：C=1500×0.06+1×300=390(百萬日元)，以機體換算比降低26%(390/1500)。
同樣，若將大型化卸載機的斗式升降機速度設為75m/分鐘並將高速化卸載機的斗式升降機速度設為95m/分鐘來進行比較，則降低491(百萬日元)的成本，以機體換算比降低33%。
同樣，若將大型化卸載機的斗式升降機速度設為75m/分鐘並將高速化卸載機的斗式升降機速度設為120m/分鐘來進行比較，則降低878(百萬日元)的成本，以機體換算比降低59%。
同樣，若將大型化卸載機的斗式升降機速度設為75m/分鐘並將高速化卸載機的斗式升降機速度設為150m/分鐘來進行比較，則降低3632(百萬日元)的成本，以機體換算比降低240%。
如此，依將鏈條25的環繞移動的最高速度設為90~150m/分鐘之連續卸載機1及連續卸載機設施200，包括連續卸載機的機體及碼頭的製造成本在內，能夠期待降低30~240%左右的製造成本。
〔產業利用性〕
本發明係在斗式升降機型連續卸載機中，藉由提高鏈條的環繞移動的最高速度來抑制製造成本的上升並提高貨物裝卸能力者。
1‧‧‧連續卸載機
2‧‧‧行走框架
3a‧‧‧軌道
5‧‧‧迴旋框架
7‧‧‧支臂
8‧‧‧平行連
9‧‧‧斗式升降機
9a‧‧‧最上部
11‧‧‧鏟取部
12‧‧‧平衡桿
13‧‧‧配重
23‧‧‧升降機主體
25‧‧‧鏈條(環鏈)
27‧‧‧鏟斗
29‧‧‧鏈斗
31a‧‧‧驅動輥
31b、31c‧‧‧從動輥
33‧‧‧轉向輥
35‧‧‧缸體
37‧‧‧旋轉送料器
39‧‧‧支臂輸送器
41‧‧‧料斗
43‧‧‧帶狀輸送器
45‧‧‧地面輸送器
49‧‧‧地上側設備
101‧‧‧碼頭
102‧‧‧船舶
103‧‧‧船艙
200‧‧‧連續卸載機設施
M‧‧‧散裝貨(對象物)
W‧‧‧箭頭
15‧‧‧缸體

Claims (7)

  1. 一種斗式升降機型連續卸載機，係具備：將靠岸於碼頭的船舶的船艙內的對象物連續搬運到前述船艙的外部之斗式升降機、及可行走於前述碼頭上之行走框架；並且將設置於前述斗式升降機的下部的鏟取部插入前述船艙內，將前述鏟取部所鏟取的前述船艙內的前述對象物連續搬運而卸貨到前述碼頭側，其特徵為，前述斗式升降機具備：鏟取並裝載前述對象物之複數個鏟斗；安裝有前述複數個鏟斗之環鏈；驅動前述環鏈來使其環繞之驅動輥；及設置於前述斗式升降機的上部且用於導引前述環鏈並轉換前述環鏈的前進方向之轉向輥，運轉時前述環鏈的環繞移動的最高速度為90~150m/分鐘，前述轉向輥具有：用於抑制起因於與前述環鏈的碰撞所產生的朝旋轉徑向的振動之制振部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之連續卸載機，其中，前述最高速度為95~150m/分鐘。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之連續卸載機，其中，前述最高速度為100~150m/分鐘。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之連續卸載機，其中，前述最高速度為100~120m/分鐘。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述之連續卸 載機，其中，運轉時在前述斗式升降機中產生之振動加速度為6G以下。
  6. 一種連續卸載機設施，其特徵為，具備碼頭及設置於前述碼頭上之申請專利範圍第1~5項中任一項所述之連續卸載機。
  7. 一種連續卸載機之運轉方法，其為具備：將靠岸於碼頭的船舶的船艙內的搬運物連續搬運到前述船艙的外部之斗式升降機、及可行走於前述碼頭上之行走框架；並且將設置於前述斗式升降機的下部的鏟取部插入前述船艙內，將前述鏟取部所鏟取的前述船艙內的前述對象物連續搬運而卸貨到前述碼頭側之斗式升降機型連續卸載機之運轉方法，其特徵為，前述斗式升降機具備：鏟取並裝載前述對象物之複數個鏟斗；安裝有前述複數個鏟斗之環鏈；驅動前述環鏈來使其環繞之驅動輥；及設置於前述斗式升降機的上部且用於導引前述環鏈並轉換前述環鏈的前進方向之轉向輥，前述轉向輥具有：用於抑制起因於與前述環鏈的碰撞所產生的朝旋轉徑向的振動之制振部，以90~150m/分鐘的速度環繞移動前述環鏈。
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