设备管理_装卸与搬运设备培训课件

1 第五章装卸与搬运设备 2 第一节装卸与搬运设备概述在同一地域范围内 通常指在某个物流结点 如仓库 车站 码头等 以改变物资的存放状态和空间位置的活动成为装卸搬运 装卸 是指以垂直位移为主的实物运动形式 搬运 是指以水平位移为主的实物运动形式 一 装卸与搬运设备的主要作用 l 提高装卸效率 节约劳动力 减轻装卸工人的劳动强度 改善劳动条件 2 缩短作业时间 加速车辆周转 加快货物的送达和发出 3 提高装卸质量 保证货物的完整和运输安全 4 降低物料搬运作业成本 5 充分利用货位 加速货位周转 减少货物堆码的场地面积 3 二 装卸与搬运设备的分类1 按照主要用途或结构特征进行分类可分为起重机械 输送机械 装卸搬运车辆 专用装卸搬运机械 2 按照作业性质进行分类可分为装卸机械 搬运机械及装卸搬运机械三大类 三 装卸与搬运设备的特点装卸与搬运设备应用特点如下 l 适应性强 由于受货物种类 作业时间 作业环境等影响较大 物料搬运活动各具特点 因而要求物料装卸与搬运设备机械具有较强适应性 能在各种环境下正常进行工作 2 设备能力强 物料装卸与搬运设备起重能力和起重量范围大 具有很强的物料搬运作业能力 3 机动性较差 大部分物料搬运设备都在局部范围内完成物料搬运任务 且工作速度较低 只有个别物料搬运设备可在设施外作业 4 四 装卸与搬运设备的发展趋势1 高速化为适应高生产率的需要 起重输送机械应采用精密的自动控制及电子技术 以提高起重机的作业性能 确保高速启动 制动工作的平稳性 可靠性及停车的快速性 准确性 2 柔性化3 系统化与集成化 5 第二节起重堆垛设备一 起重机械的工作特点 循环过程 吊挂货物 提升 水平动作 卸载货物 到达指定地点 返回准备 6 二 起重机械主要组成驱动装置 驱动工作机构动作的动力设备工作机构 完成货物的升降和运移 包括起升机构 变幅机构 运行机构 回转机构 金属结构 它是起重机械的基体和骨架 臂架 门架 桥架转台等 安全保护装置 起重量限制器 行程限位器 缓冲器 防风抗滑装置 驱动装置 工作机构 金属结构 7 起重机的类型 起重机的类型 起重机的类型 8 固定式起重机特点 将起重机固定在基础或支撑座上 只能原地工作 作业范围小 内河码头应用多 支撑座 9 流动式起重机履带起重机特点 能在带载或空载情况下沿无轨路面运行 依靠自重保持稳定 按底盘形式分为小型起重机 随车起重机 汽车起重机 轮胎起重机 履带起重机 履带起重机 10 汽车起重机 流动式起重机 特点 适用于流动性大的不固定作业场合 使用时必须撑好支腿 决不允许吊重行驶 汽车起重机 支腿 11 小型起重机 流动式起重机 它是一种安装在底座上 可由人力或借助辅助设备 从一个场地搬移到另一个场地 起重量不超过1T 12 随车起重机 流动式起重机 它是固定在载货汽车上的流动式起重机 主要用于装卸车上的货物 13 履带起重机特点 能在松软 泥泞的地面上作业 通过性好 爬坡能力大 底盘笨重 会破坏路面 履带起重机 14 3 移动式起重机工作特点 是沿地面轨道行走的臂架型起重机或支撑在轨道上的桥梁型起重机 分类 门座起重机 铁路起重机 桥式起重机 门式起重机 装卸桥 桥式起重机 门式起重机 3 移动式起重机工作特点 是沿地面轨道行走的臂架型起重机或支撑在轨道上的桥梁型起重机 分类 门座起重机 铁路起重机 桥式起重机 门式起重机 装卸桥 桥式起重机 门式起重机 3 移动式起重机 工作特点 是沿地面轨道行走的臂架型起重机或支撑在轨道上的桥梁型起重机 分类 门座起重机 铁路起重机 桥式起重机 门式起重机 装卸桥 15 4 绳索起重机它是挂有取物装置的起重小车沿架空承载索运行的起重机 其承载索两端的支架可以在两侧平行的轨道上运行 起重小车在四根平行布置的承载索上运行 16 17 4 其他起重机包括 起重葫芦 卷扬机 升降机 起重葫芦结构简单 用于缺电和临时性场合 电动葫芦 手动葫芦 18 卷扬机它是由电动机驱动的卷筒通过挠性件 钢丝绳 链条 升降运移重物的起重设备 可用于装卸或安装作业 19 20 三 起重机械的主要技术参数1 起重量 起重量是衡量起重机起重能力的参数 是指起重机在安全工作情况下所能提升重物的质量 通常用G表示 单位为公斤或吨 2 起升高度3 跨度 轨距或轮距4 幅度5 工作速度6 生产率7 工作级别 21 5 轻小型起重设备1 千斤顶千斤顶是一种利用刚性承重件顶举或提升重物的起重设备 它靠很小的外力 能顶高很重的重物 又可校正设备安装的偏差和构件的变形等 千斤顶的顶升高度一般为100 400mm 最大起重量可达500t 自重大约10 500kg 主要用于电力 建筑 机械制造 矿山 铁路桥梁 车辆维修 造船等多种行业设备安装起顶及拆卸作业 千斤顶按其构造和工作原理不同 可分为齿条式 螺旋式和液压式三种 22 23 2 链条葫芦 又称倒链 是一种不需要底部铺垫固定 且可将重物在升在空中任何一个需要的位置上的一种小型起重工具 具有使用携带方便 结构紧凑 手拉力小等特点 它适用于小型设备和货物的短距离吊运 起重量一般不超过10t 手拉葫芦 手拉葫芦是以焊接环链作为挠性承载件 使用人力拉动链条的起重工具 它可与手动单轨小车配套组成起重小车 用于手动梁式起重机或者架空单轨输送系统 24 手扳葫芦 手扳葫芦是由人力通过手柄扳动钢丝绳或链条等运动机构来带动取物装置运动的起重葫芦 手扳葫芦广泛应用于造船 电力 运输 建筑 矿山 邮电等部门的设备安装 物品起吊 机件牵引等 尤其在狭小的工作场所 野外 高空作业和对各种不同角度的牵引力 更具有独特的优越性 25 电动葫芦 电动葫芦是以电动机为动力源 以钢丝绳为承载的葫芦 具有结构紧凑 自身轻 效率高 操作简便等特点 电动葫芦主要用于悬挂式起重机和配备在运行小车作为各类梁式 桥式起重机的起升机构 在工厂 矿山 铁路 码头 仓库 货场及服务性行业等场所中得到极其广泛的应用 26 27 6 桥式和门式起重机桥式起重机又称桥吊 行车 桥式起重机是桥架支承在建筑物两边高架轨道上并能沿轨道行走的一种桥架型移动式起重机 其在桥架上设有可沿桥架上的轨道行走的起重小车 或电动葫芦 它是依靠桥架沿厂房轨道的纵向移动 起重小车的横向移动以及吊钩装置的升降运动来进行工作的 它具有重量大 构造简单 操作灵活 维修方便 占地面积小 且运行时不妨碍作业场地的其他工作的特点 常用于仓库的装卸作业和车间的起重作业 28 桥式起重机一般由桥架 起重小车 大车运行机构 司机室 包括操纵机构和电气设备 等4大部分组成 桥式起重机的机构部分由起升 小车运行和大车运行3个机构组成 各机构有单独的电动机进行驱动 1 单梁桥式起重机单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型钢或型钢与钢板的组合截面单梁桥式起重机按驱动方式分手动 电动两种 29 2 双梁桥式起重机双梁桥式起重机由直轨 主梁 电动环链葫芦和起重机小车组成 特别适合于大跨度和大起重量在平面范围内的物料运送 30 双梁式起重机根据结构与用途的不同 可分为吊钩桥式起重机 抓斗桥式起重机和电磁桥式起重机 吊钩桥式起重机取物装置是吊钩或吊环 起升机构与运行机构的工作速度根据需要可用机械或电气方法调整 适用于机械加工 修理 装配车间或仓库 料场作一般装卸吊运工作 可调速的吊钩桥式起重机用于机修 装配车间 抓斗桥式起重机取物装置是抓斗 小车上有两套卷场装置 实现抓斗的升降与开闭 可在任意高度上打开 适合于仓库 料场 车间等对矿石 煤炭 砂等散粒物料的装卸吊运工作 电磁桥式起重机取物装置是电磁盘 吊运的能力受物品的性质 形状 块度大小等的影响 适合于吊运有导磁性的金属及制品 31 取物装置功能 是起重机械起升机构中用来运取货物的装置 常用的取物装置包括吊钩 吊环 扎具 卡钳 电磁盘 抓斗和盛桶等 32 1 平吊夹钳 垂吊夹钳是一种高效辅助起重工具 用来快速夹紧板材 型材 箱体类等零件或货物 2 设有安全自锁装置 工作可靠 3 夹持迅速 效率高 4 结构结凑 外形尺寸小 重量轻 使用方便灵活 垂吊夹钳 平吊夹钳 33 3 门式起重机门式起重机 又称龙门式起重机 是桥式类型起重机的一种机型 在港口主要用于室外的货场 料场散货的装卸作业 它的金属结构像门型框架 承载主梁下安装两条支脚 可以直接在地面的轨道上行走 主梁两端可以具有外仲悬臂梁 门式起重机具有场地利用率高 作业范围大 适应面广 通用性强等特点 在港口货场得到广泛使用 1 门式起重机类型按门框结构形式门式起重机可分为全门式起重机 半门式起重机 双悬臂门式起重机和单悬臂门式起重机 34 全门式起重机主梁无悬挂 小车在主跨度内运行半门式起重机支腿有高低差 可根据使用场地的土建要求而定双悬臂门式起重机是最常见的一种结构形式 其结构的受力和场地面积的有效利用都是合理的单悬臂门式起重机往往是因场地的限制而被选用 35 2 门式起重机按主梁结构形式分为单主梁门式起重机和双主梁门式起重机 单主梁门式起重机门腿有L形和C形两种形式4 装卸桥装卸桥是门式起重机的另一种形式 通常把跨度大于35m 起重量不大于40t的门式起重机称为装卸桥 装卸桥取物装置以双绳抓斗或其他专用吊具为主 工作对象都是大批量的散状物料或成批件物品 常用在电厂 车站 港口 林区货场等场合 通常以生产率来衡量和选择装卸桥 龙门起重机和装卸桥之间并没有严格的区分 习惯上把起重小车运行速度较高 跨度较大 同时具有刚性和柔性支腿的门式起重机称为装卸桥 龙门起重机和装卸桥主要用于堆场作业 也可用于码头前沿的船舶装卸作业 用于码头前沿的船舶装卸作业的装卸桥 靠海侧的悬臂常制作成可仰俯的 当船舶靠 离岸或装卸过程中移动舱位时悬臂仰起 不使悬臂碰撞船舶的上层建筑 36 37 7 臂架类型起重机臂架类型的起重机在构造上具有臂架结构 利用臂架的变幅 或俯仰 上部结构相对于下部结构的旋转运动而实现货物装卸任务的起重机 臂架类型起重机的基本形式可分为固定式 移动式和浮式起重机三种类型 固定式臂架起重机直接安装在码头或库场的墩座上 只能原地工作 其中有的臂架只俯仰不能回转 而有的臂架既可俯仰又可回转 移动式起重机可沿着轨道或在地面上运行 主要有轮胎起重机 门座起重机 汽车起重机和履带起重机等 浮式起重机是安装在专用平底船上的臂架起重机 广泛应用于海 河港口的装卸作业 臂架类起重机由行走 起升 变幅 旋转四个机构组成 通过这些机构的配合动作可使起重机在一个圆柱形空间范围内起重和搬运货物 臂架类起重机种类繁多 只简单介绍常用的门座起重机 38 一 门座起重机的特点及其组成特点 有轨运行的臂架型移动式起重机 和其他移动式起重机主要区别 起重机回转部分安装在一个高大的门架上 门架可以沿地面的轨道运行 门架是承载部分 全部载荷均由门架传到地面 门架底部能够通行火车或其他车辆 因此门架轨距有三种规格 1 能通行一列铁路车辆轨距6m单线门架能通行两列铁路车辆轨距10 5m双线门架能并列通行3列火车轨距15 3m三线门架港口码头的门座起重机大多属于双线门架缺点 造价高 需要钢才多 需要较大的电力组成 起升 运行 变幅 回转四大机构 回转部分 门架 39 40 41 8 集装箱专用起重机1 岸边集装箱起重机 42 岸边集装箱起重机是集装箱码头前沿进行集装箱船舶装卸作业的专用机械 岸边集装箱起重机是集装箱码头前沿进行集装箱船舶装卸作业的专用机械 它是由前后两片门框和拉杆组成的门架 沿着与岸边平行的轨道行走 桥架支承在门架上 行走小车沿着桥架上的轨道往返于水 陆两侧吊运集装箱 进行装船和卸船作业 为了便于船舶靠离码头 桥架伸出码头前沿的伸臂部分可俯仰 岸边集装箱起重机具有起升机构 小车运行机构 前大梁俯仰机构和大车运行机构以及集装箱专用吊具和其他辅助设备 对于高速型岸边集装箱起重机 还有吊具减摇装置等 43 1 岸边集装箱起重机的分类岸边集装箱起重机通常按其门架结构形式 前大梁结构形式和小车牵引方式进行分类 44 岸边集装箱起重机早期门架结构形式为A形 随后出现了H形门架 如右图所示 A形门架造型美观 不致碰到船舶上层建筑 整机重量较小 但经过实际使用 H形门架比A形门架具有更多优点 如高度较低 焊接工艺性好 制造拼装容易 因而越来越多地采用H形门架 A形门架的外侧 内侧多采用图5 26d 所示的结构形式 H形门架的门框多采用图5 15e f 所示的结构形式 45 俯仰式如图5 27a 所示 整个前大梁可以仰起或放下 这种形式较为简单 但仰起后高度较大 折叠式如图5 27b 所示 前大梁分为两段 仰起时从中间折叠 这种形式适用于飞机场附近等有高度限制的码头 滑梁式如图5 27c 所示 前大梁可以伸出或缩进 滑梁具有两根沿主梁下面安设的轨道 当滑梁移到指定位置后 便固定在支座上 这种形式外形高度更小 但结构复杂 较少使用 46 岸边集装箱起重机按其行走小车牵引方式分有四种形式 即自行小车式 全绳索牵引小车式 半绳索牵引小车式和导杆牵引小车式 2 岸边集装箱起重机的主要技术参数 起重量岸边集装箱起重机的起重量是所吊集装箱最大总重量与吊具的重量之和 通常以Q表示 单位为吨 t 对于国际标准40ft的集装箱 其最大总重量取30 5t 目前世界各国岸边集装箱起重普遍采用伸缩式吊具 其重量一般为10t左右 随着结构的不断改进 有的伸缩式吊具的重量已减小到8 8 5t 固定式吊具的重量则比伸缩式小 且不易损坏 尽管更换吊具需要一定的时间 但近几年出现了以固定式吊具代替伸缩式吊具的趋势 47 尺寸参数岸边集装箱起重机的尺寸参数包括起升高度 外伸距 内伸距 轨距 基距和门架净空高度等 起升高度应根据船舶型深 吃水 潮差和船上集装箱的装载情况来定 一般要求在轻载高水位时 能装卸三层集装箱并能堆高到四层 满载低水位时 能吊到舱底最下一层集装箱 外伸距是指岸边集装箱起重机水侧轨道中心线向外至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离 内伸距是指岸边集装箱起重机陆侧轨道中心线向内至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离 轨距是指岸边集装箱起重机两行走轨道中心线之间的水平距离 门架净空高度取决于门架下通过的流动搬运机械的外形高度 主要考虑通过跨运车 并留出一定的安全间隙0 8 lm 堆码三层集装箱 通过两层集装箱的跨运车的外形高度约为9m 门架的净空高度可取l0m 48 工作速度工作速度的选定应满足装卸生产率的要求 并对各机构的工作速度进行合理分配 提高升降和小车运行速度对缩短装卸工作循环时间意义较大 但在速度分配时还要尽量使之与电动机的容量规定相配合 并尽可能使机电设备配件通用化 以便于维修更换 此外 起重机工作速度的提高会增加吊具的摇摆 集装箱对位更加困难 对位时间相应增加 因此 必须采用效果良好的减摇装置 起升速度通常有两种 即起吊额定负荷量时的起升速度和空载起升速度 空载起升速度通常是满载起升速度的一倍以上 岸边集装箱起重机的小车行走距离一般都在40m左右 小车运行时间约占整个工作循环时间的25 左右 因此 提高小车运行速度对缩短工作循环时间 提高生产率是有意义的 但是 小车运行速度的提高 将会增加吊具的摇摆和驾驶员的疲劳 因此必须具有效果良好的减摇装置 并对小车和驾驶室采取减振措施 为驾驶员创造舒适的操作条件 普通型岸边集装箱起重机的小车运行速度一般为120 125m min 高速型为150 160m min 根据实际使用情况 小车运行速度在140m min以上 必须装设吊具减摇装置 49 3 减摇装置岸边集装箱起重机的小车运行距离较长 运行速度也较高 当小车起动和制动时 吊具及所吊的集装箱会在小车运行方向上发生摇摆 小车运行速度越高 所产生的摇摆越严重 据试验 当小车运行速度达到180m rnin以上 在小车制动驻车后 吊具及其集装箱的摆幅可达2m 要经过30s左右摆动才能停止 从而影响安全作业 由于吊具需要与集装箱对位 尽管吊具上装有导向装置 但它只能在吊具与集装箱连接位置相距150 200mm范围内才能有效地工作 而且摇摆使对位时间延长 对装卸效率影响极大 因此 对于小车运行速度较高的岸边集装箱起重机 必须装设减摇装置 目前 世界各国对吊具减摇装置的性能 要求在起吊离开地面10m 小车以额定速度运行 制动驻车后los内 应将吊具的摇摆量控制在土10cm以内 吊具与所起吊的集装箱的摇摆量与驾驶员的操作有很大的关系 实践表明 小车行走速度在130m min以下可不必装设减摇装置 50 三 工作机构1 起升机构2 小车运行机构3 大车运行机构4 前大梁俯仰机构四 减摇装置1 应用减摇绳 51 2 摩擦离合器式减摇装置 52 3 撑杆式减摇装置 53 4 跷板梁式减摇装置 54 55 56 57 58 59 2 集装箱龙门起重机集装箱龙门起重机有轨道式和轮胎式两种 1 轨道式集装箱龙门起重机轨道式集装箱龙门起重机是集装箱货场进行装卸 堆码集装箱的专用机械 它由两片双悬臂的门架组成 两侧门腿用下横梁连接 两侧悬臂用上横梁连接 门架通过大车运行机构在地面铺设的轨道上行走 60 在集装箱专用码头上 岸边集装箱起重机将集装箱从船上卸到码头前沿的挂车上 拖到堆场 用轨道式集装箱龙门起重机进行装卸堆码作业 或者相反 集装箱专用码头货场上轨道式集装箱龙门起重机的工作速度应与码头前沿岸边集装箱起重机的生产率相适应 以保证码头前沿轨道式集装箱龙门起重机不停顿地进行船舶装卸作业 对于准集装箱码头 在1个泊位配备2台岸边集装箱起重机的情况下 货场一般配备3台跨度为30一60m的轨道式龙门起重机 其中2台供前方船舶装卸作业 1台供后方进箱和提箱用 61 62 2 轮胎式集装箱龙门起重机是集装箱货场进行装卸 堆码集装箱的专用机械 它由前后两片门框和底梁组成的门架支承在橡胶充气轮胎上 以便在货场上行走 63 轮胎式集装箱龙门起重机的驱动形式有两种 内燃机一电力驱动和内燃机一液压驱动 目前 世界各国采用内燃机一电力驱动较为普遍 这种驱动方式是以柴油机带动直流发电机发电 发出的电再供给各机构直流电动机 驱使各机构工作 轮胎式集装箱龙门起重机采用了机械 液压装置或无线电感应装置 保持在货场上直线行走 并可作90 直角转向 从一个货场转移到另一个货场 一般不载重箱行走 轮胎式集装箱龙门起重机的起升机构是由直流电动机通过减速器驱动起升卷筒 从而现吊具升降的 在卷筒的一端装有限位开关 以控制其起升最高位置和下降的最低位置 64 二 堆垛机自动化立体仓库用来存取货物单元的设备主要是堆垛起重机和堆垛叉车 堆垛起重机 分为桥式堆垛起重机和巷道堆垛起重机两大类 1 桥式堆垛起重机 65 桥式堆垛起重机它是在桥式起重机小车上增加带有可回转360 的立柱机构 立柱上有货叉及驾驶室 立柱分可伸缩型和不可伸缩型 伸缩型立柱的货叉固定在立柱下端 不可伸缩的立柱 货叉可沿立柱上下移动 桥式堆垛机的起升高度一般不超过12m 中小跨度 适用于笨重和长大件物料的堆垛和搬运 66 2 巷道堆垛起重机其主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行 将放置在巷道口的货物存入指定的货格 或者从货格中取出需出库的货物运送到巷道口 巷道堆垛起重机结构高而摘窄 可以方便在狭窄的货架巷道内通行 配备伸缩货叉 伸缩平板等特殊的取物装置 这些装置可以向巷道两侧货架的货格伸出 用来存取托盘货物 货箱和集装单元等 67 68 69 1 巷道堆垛机的类型 1 按作业方式分类 单元型堆垛机实现对整个货物单元的出入库作业 其载货台必须装有叉取货物的装置 这种堆垛机是使用最广泛的机械 特别适合货物单元的出人库作业 或者 货到人 的拣选作业 当采用自动控制时 机上无驾驶员 拣选型堆垛机上有驾驶室 由驾驶员从货物单元中拣选一部分货物出库 载货台上可不装叉取装置 直接由驾驶员手工取货 这种堆垛机适合 人到货 的拣选作业 大多采用手动或半自动控制 单元一拣选型堆垛机上既有叉取货物的装置 又有随载货平台一起升降的驾驶室 既能实现对整个货物单元的出入库作业 又能从货物单元中拣选一部分货物出库 70 2 按金属结构形式分 单立柱型堆垛机机架由一根立柱和上下横梁 或只有下横梁 组成 它的自重较小 刚性较差 这种堆垛机的起重量在2t以下 适用于高度不大于16m的仓库 71 双立柱型堆垛机机架由两根立柱和上下横梁组成一个框架 具有很好的整体刚性 这种堆垛机的起重量在5t以上并能够高速运行 快速起动 制动 适合于各种高度的仓库 72 3 按控制方式分 手动式 半自动式堆垛机具有自动停准功能 当到达指定货格时 驾驶员发出停止命令 控制系统先使机构自动对准 然后再停止 这样就缩短了驾驶员微调作业的时间 提高了堆垛机的工作效率 堆垛机的其余工作仍由驾驶员操纵完成 自动式自动式分为机上控制和远距离控制两种 73 4 按运行路线分 直线运行型堆垛机只能在巷道内的直线轨道上运行 转换巷道要依靠其他机械设备协助 这种堆垛机能高速运行 满足出人库频率较高的立体仓库的作业要求 也是使用最广泛的一种堆垛机 74 曲线运行型堆垛机能在环形或其他曲线轨道上运行 不用通过其他机械的协助就能从一个巷道转移到另一个巷道 这种堆垛机需要一定的场地实施转弯 而且转弯的速度很慢 这种堆垛机适用于出人库频率较低的立体仓库 75 2 巷道堆多垛机的结构巷道堆垛机由起升机构 运行机构 货叉伸缩机构 机架 载货台 电气设备及安全保护装置等组成右图 1 电气装置 2 载货台 3 货叉伸缩机构 4 动滑轮 5 过载和松绳保护器 6 定滑轮 7 金属结构 8 驾驶室 9 起升机构 10 运行机构 11 断绳安全装置 76 1 起升机构起升机构的作用是使载货台做升降运动 2 运行机构运行机构用来使巷道堆垛机在高层货架巷道内来回穿梭运行 运行形式巷道堆垛机按照运行车轮所在位置的不同 可以分为地面运行式和上部运行式 上部运行式的堆垛机又可分为悬挂式和支承式两种 77 3 货叉伸缩机构巷道堆垛机的取物装置安装在载货台上 一般采用两根可伸缩的货叉或一块可伸缩的平板 4 机架机架是巷道堆垛机的承载构件 机架有单立柱和双立柱两种类型 单立柱机架只有一根立柱和一根下横梁 整机重量小 结构紧凑 作业时 驾驶员的视野好 但刚性差 由于载货台与货物对单立柱的力矩作用 以及起动或制动时产生的惯性力作用 可能会造成立柱的扭曲或变形 双立柱机架由两根立柱和上 下横梁组成一个长方形框架 这种结构的机架强度和刚度都比较好 起重量较大和起升高度较高的堆垛机采用双立柱机架 78 5 载货台单元型堆垛机的载货台上装有取物装置 而拣选型堆垛机的载货台不装取物装置 只有放置盛货容器的平台 有驾驶室的堆垛机 驾驶室一般也装在载货台上随载货台升降 载货台通过起升钢丝绳或链条的牵引 可以沿着机架立柱的导轨上下移动 6 电气设备巷道堆垛机的电气设备包括电力拖动 控制 检测和安全保护等 7 安全保护装置巷道堆垛机在狭窄的巷道内高速运行 起升高度较大 为了保证人身及设备的安全 堆垛机必须安装完善的安全保护装置 并在电气控制上采用连锁和保护措施 除了一般起重设备常用的安全保护装置外 还应增设以下安全保护装置 声光警告 堆垛机货叉与运行 起升机构连锁 79 堆垛机停准后才能伸货叉 货位虚实探测 限制货叉在货格的升降行程 堆垛机负荷限制 载货台断绳保护 货物外形和位置异常检测 80 一 连续输送机械的基本概况连续输送机械是以连续的方式沿着一定的线路从装货点到卸货点均匀输送散料和成件包装货物的机械装置 简称为输送机 由于连续输送机能在一个区间内连续搬运大量货物 搬运成本较低 搬运时间容易控制 因此 被广泛应用于现代物流系统中 第三节输送设备 81 二 连续输送机械的特点优点 1 输送能力大 2 结构比较简单 3 输送距离较长 4 自动控制性好 其缺点是 1 通用性较差 每种机型一般只适用于输送一定种类的货物 2 必须沿整条输送线路布置 输送线路一般固定不变 在输送线路变化时 往往要按新的线路重新布置 在需要经常改变装载点及卸载点的场合 须将输送机安装在专门机架或臂架上 借助它们的移动来适应作业要求 3 大多不能自动取料 除少数连续输送机能自行从料堆中取料外 大多要靠辅助设备供料 4 不能输送笨重的大件物品 不宜输送质量大的单件物品或集装容器 82 二 连续输送机械的应用范围连续输送机械在国民经济的各个部门中得到了广泛的应用 已经遍及各行各业 在重工业及交通运输部门主要用于输送大宗散粒物料 在现代化生产企业中 连续输送机械是生产过程中组成有节奏的流水作业线所不可缺少的设备 通过连续输送机械的应用实现车间运输和加工安装过程的机械化 并实现程序化和自动化 在食品 化工 轻纺等许多部门 连续输送机械往往不单纯进行物料输送 还在输送的同时进行某些工艺处理 在大型工程项目的施工工地 连续输送机械可用来搬运大量土方和建材物料 在机场 港口连续输送机械还用来输送旅客和行李 83 三 连续输送机械的类型 84 1 有挠性牵引构件的输送机械 埋刮板输送机 刮板输送机 带式输送机 链板输送机 85 用途 用于垂直或大倾角输送粉状 颗粒状及小块物料的连续输送机械 不仅广泛应用于堆场 仓库和矿井 还可以用它来卸船和卸车 86 2 无挠性牵引构件的输送机械 螺旋输送机 借助带有螺旋片的转动轴在一封闭的料槽内旋转 将物料推移而进行输送的机械 依靠物料的自重和其对料槽的摩擦力而向前运动 用于短距离输送各种粉状 颗粒状 小块状物料 辊子输送机 在机架上装有辊子组 由动力带动部分或全部辊子转动 依靠摩擦力来输送货物 用于带装货物或软包装的件货 螺旋输送机 辊柱输送机 87 流体式输送机械是利用空气或水等流体的动力通过管道进行输送 如气力输送机 88 四 物料特性输送机械输送货物的种类和物料的物理性能 机械性能对于机械的选型 设计有重要的影响 必须了解货物的物理机械特性输送机械输送的货物有散货和成件货两大类 成件货物是指有固定外形的单件物品 如机械零部件 袋装 箱装 桶装等货物 散粒货物是指不进行包装而成批堆积在一起的由块状 颗粒状 粉末状组成的成堆物料 如矿石 煤炭 砂子和粮食等 其物理机械特性有 粒度和颗粒组成 堆积密度 湿度 堆积角 外摩擦系数等 1 粒度和颗粒组成粒度又称块度 是指单一散粒体的尺寸大小 用d表示 单位毫米 mm 89 2 堆积密度堆积密度是指散粒物料在自然堆放的松散状态下 含颗粒间间隙在内的单位体积物料所具有的质量 用 表示 单位 吨 米3 t m 或公斤 米 kg m 物料的堆积密度与物料在容器中的压实程度 物料的湿度等因素有关 物料在压实状态下的堆积密度大于松散状态下的堆积密度 3 湿度 含水率 物料除了本身以形成化合物的方式而存在的结构水以外 还有物料颗粒从周围空气中吸收的湿存水和存在于物料颗粒表面和颗粒间的表面水 仅含有结构水的散粒物料称为干燥物料 除了物料的含水率外 还要注意物料的吸湿性 有些物料容易从大气中吸收水分而潮湿或结块 4 堆积角 自然坡度角 堆积角 自然坡度角 是指散粒物料从一个规定的高度自由均匀地落下时所形成的能稳定保持的锥形料堆的最大坡角 即自然堆放的料堆表面与水平面之间的最大夹角 它反映了物料的流动性 90 5 外摩擦系数物料的外摩擦系数指散粒物料对与之接触的某种固体材料表面之间的摩擦系数 用 表示 外摩擦系数不仅与固体表面的材料有关 而且与表面的形状和粗糙度有关 除了以上基本特性外 散粒物料还有其他方面的特性 如散粒物料的磨琢性 爆炸危险性 腐蚀性 有毒性 粘附性 脆性以及物料的温度等 在选择连续输送机械时不应忽视 五 连续输送机械主要性能参数1 生产率 是指输送机在单位时间内输送货物的质量 用Q表示 Q二3 6q v t h 式中 q 单位长度承载构件上货物或物料的质量 kg m v 输送速度 m s 2 输送速度 被运物料沿输送方向的运行速3 充填系数 输送机承载件被物料填满程度的系数 4 外形尺寸 输送长度 或提升高度 和倾斜角 91 1 工作过程 无端输送带 绕过驱动滚筒 和张紧滚筒 利用带条与驱动滚筒之间的摩擦力来驱使带条运动 物料通过装载装置 送到带条上 随着带条的运动一起被输送到卸载地点 通过卸载装置 或端部滚筒 物料从带条上被卸出 机架可以固定也可以移动 前者称为固定式带式输送机 后者称为移动式输送机 输送带 驱动滚筒 张紧滚筒 装载装置 卸载装置 机架 六 带式输送机 92 2 带式输送机的组成带式输送机由金属结构机架12装在头部的驱动滚筒7和装在尾部的张紧滚筒13 绕过头 尾滚筒和沿输送机全长上安置的上支承托辊3 下支承托辊11的无端输送带6 以及包括电动机 减速器等在内的驱动装置10 装载装置2 卸载装置8和清扫装置9所组成 带式输送机的这些主要装置都安装在机架上 机架可以是固定的 也可以是移动的 前者称固定式带式输送机 后者称移动式带式输送机 93 2 带式输送机的特点及应用1 带式输送机的特点带式输送机的输送长度受输送带本身强度和运动稳定性所限制 输送距离越大 驱动力越大 输送带所受的张力也越大 带条的强度要求就越高 当输送距离很长时 若安装精度不够 则输送带运行时很容易跑偏成蛇形 使带条使用寿命降低 所以采用普通胶带输送机 单机长度一般不超过400m 采用高强度的夹钢丝绳芯胶带输送机和钢丝绳牵引的胶带输送机 单机长度已达10km之多 94 带式输送机的发展趋势 通过采用钢绳芯带 增加驱动单元数量 采用中间驱动 增大单个驱动单元功率 增大输送带与传动滚筒间摩擦系数等方法 使单机长度提高 以实现无转载输送 目前最长的单机已达到15500m 提高输送能力 通过加大带宽 提高带速 增加槽角等方法 提高输送能力 目前最大带宽达到3 2m 最高带速达到8 4m s 最大输送能力达到37500t h 提高输送倾角 通过采用花纹带 波状挡边隔板带 压带 磁性带 吊挂带等方法 已能使输送倾角达到60 以上甚至垂直提升 提高自动化程度 实现无人操作及监控运转 实现平稳起动及制动 减少输送过程中的环境污染 提高对地形的适应能力 发展可水平拐弯的输送机 95 2 带式输送机的应用带式输送机主要用来沿水平和倾斜方向输送物料 其布置形式基本上有以下五种 在具体选用时 应根据输送工艺的需要进行选择 96 3 带式输送机的主要装置1 输送带输送带是带式输送机最重要也是最昂贵的部件 输送带的价格约占输送机总投资的30 左右 所以 正确选择输送带是一个很重要的问题 要求输送带强度高 自重小 伸长率小 挠性好 抗磨耐用和便于安装维修 1 输送的组成输送带由带芯和橡胶覆面所组成 如下图所示 带芯又称衬垫层 起骨架作用 并增强带条纵向抗拉强度 橡胶覆面有上覆面和下覆面 其作用是保护芯体免受机械损伤和减小磨损 97 2 输送带的种类输送带种类较多 使用最广泛的是普通橡胶带和夹钢丝绳芯的高强度橡胶带两种 普通橡胶带是用棉织物或化纤物经过挂胶后的胶布层作为带芯材料 再用橡胶作为表面覆盖材料 经硫化成型后 形成完整的橡胶带 如图5 49a 所示 98 夹钢丝绳芯高强度胶带带芯除有两层织物衬垫层外 在两层衬垫层之间还夹着一层纵向布置的直径为2 4mm的钢丝绳 如图5 49b 所示 这样大大提高了输送带的强度 延伸率也小 这种输送带适用于长距离输送的输送机上 3 橡胶带的连接方法由于生产工艺条件和运输条件限制 出厂的橡胶带长度通常不超过120m 当输送机单机长度很大时 就要将若干段胶带连接使用 即使单机长度不大 也至少需要连接一次 使它成为无端封闭状 常用的连接方法有胶带热接法 胶带冷接法和胶带机械接法三种 99 胶带热接法即采用热硫化胶接法 将胶带接头部位的衬垫层和胶层按一定形式和角度剖割成阶梯形 如图5 50a 所示 涂上胶浆使其粘着 再用硫化机在一定时间内加温加压 经过热硫化反应使其粘住 这种方法使接头处的强度达到本身强度的85 90 胶带的寿命较长 100 胶带冷接法是近年来采用的常温冷接工艺 即冷胶工艺 这种方法的优点是 无需热源 操作简单 劳动强度低 接头强度高等 因而被普遍采用 冷接法的操作方法是 将胶带接头部位的衬垫层和胶层按一定形式和角度剖割成阶梯形 涂上环氧树脂或氯丁胶料 或202树脂 约过3 5min后将接头合拢 加上螺杆压板固定即可 胶带的机械连接法如图5 50b 所示 它是用弹簧钢丝制成的卡子由正 反方向交替打入胶带两端或分别将卡子打人两个端头 再在中间穿一根钢丝销柱 这种方法比较简单 检修方便 它适用于移动式带式输送机要求快速检修的场合 其缺点是 输送带连接处强度只有本身强度的35 40 带芯外露易受腐蚀 在运行时胶带上的金属卡子对托辊及滚筒会产生附加的冲击和磨损 2 支承装置 1 支承装置的作用及组成支承装置的作用是支承输送带和输送带上所载物料的重量 限制输送带的垂度 保证输送带正常运行不发生跑偏 常用的支承装置有托辊和支架组成的托辊组形式 101 2 托辊的类型按其用途不同可分为支承托辊组 调心托辊组和缓冲托辊组等 支承托辊组用于支承输送带承载分支的称为上托辊组 用于支承空载分支的称为下托辊组 托辊组按构造形式不同分为槽形和平形两种 如图5 51所示 槽形托辊组用于输送散货 可提高输送量 平形托辊组用于输送件货 下托辊组一般都采用平形托辊组 102 槽形托辊组按托辊数目分为两托辊 三托辊和五托辊等多种形式 目前 常用的是三托辊的槽形托辊组 托辊组槽角的大小取决于对输送机对输送能力的要求及输送带的带芯材料 槽角大有利于提高输送生产率和防治带条跑偏 但输送带弯折严重 容易疲劳破裂 103 调心托辊组用来调整输送带的横向位置 使其不会跑偏而保持输送带的正常运行 调心托辊组用于长度大于50m的带式输送机上 一般每隔10组设置一调心托辊组 104 3 驱动装置 1 驱动装置的作用驱动装置是用来驱动输送带运动 实现物料运送的装置 2 驱动装置的组成驱动装置是由电动机 减速器 联轴器和驱动滚筒等组成 如图5 52所示 倾斜式带式输送机还设有停止器或制动器 以防止电动机断电后 输送带在自重及物料重力作用下产生返回运动 105 3 对驱动装置的要求对于要求结构紧凑的带式输送机 常采用电动滚筒的驱动装置 该驱动装置是把电动机 减速器全封闭在滚筒里面的一种特殊的驱动滚筒 它具有结构紧凑 重量小 便于布置 操作安全等优点 但存在电动机散热条件不好 检修不便之不足 4 使用要求带式输送机的驱动原理是依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力来传递动力使带条运动的 为了使输送带在驱动滚筒上不打滑 输送带与驱动滚筒之间必须有足够的摩擦力 106 4 张紧装置 1 张紧装置的作用张紧装置的作用是使带条具有适当的初张力 以保证带条与驱动滚筒之间产生必要的摩擦力 在传递牵引力时不打滑 补偿带条在工作过程中的伸长 减小带条运动时的摇晃和在托辊组之间的垂度 2 张紧装置的结构形式张紧装置的结构形式主要有螺旋式 小车重锤式 垂直重锤式三种 张紧装置的安装位置通常选择在带条张力较小的地方 以减小所需的张紧力 张紧行程取输送机长度的1 5 对于水平输送的取小值 倾斜输送的取大值 107 108 5 装载和卸载装置 1 装载装置装载装置是把物料均匀地装到输送带上 使带条不因加料时受力不均匀而跑偏 尽量减小物料 大块物料 对输送带的冲击和磨损 使物料沿带条运动方向有一定的初速度 以减小物料在带条上的滑移所造成的磨损 常用的装载装置有漏斗 导料槽和导板 图5 53所示的为槽底带孔的装载漏斗 使粉状和小块物料能透过孔预先落到带条上形成垫层 从而避免大块物料对带的直接冲击和磨损 漏斗和导料槽的后壁应有适当的倾斜度 通常比物料与斗壁的摩擦角大5 10 以防止物料的阻塞 109 1 耐磨衬垫 2 硬橡胶条 3 导料槽 110 在带式输送机中 理想而又简便的卸载方法是在端部滚筒处卸载 而实际的输送系统中 经常要求在输送机中某点或任意处卸载 因此 除了采用端部卸载外 还常用犁式卸载器和电动卸载车进行中途卸载 端都滚筒卸载常用于卸载地点固定的场合 其原理是 当输送带绕过瑞部滚筒时 运动方向改变 物料则因运动惯性而与带条脱离被抛入卸料槽或直接卸到物料堆 111 电动卸载车如图5 54b 所示 是串联在输送带中的高效卸载装置 卸载车可以沿轨道移动 卸载车上装有两个改向滚筒 输送带通过上滚筒升高 使物料卸出 落入三通道或双通道的卸载漏斗中 然后带条又通过下滚筒改向 恢复到原来的高度 卸载漏斗上装有分配隔板 拨动分配隔板 物料可从左侧或右侧卸出 还可以经中部卸料槽重新回到主输送带上 112 6 清扫和制动装置 1 清扫装置当输送粘 湿的物料时 在卸载后部分物料还会粘在带条的工作表面上 使带条通过下支承托辊组时 增加了运动阻力和加速了带条的磨损 为了清除卸载后粘附于带条表面的物料 在卸载滚筒附近装有弹簧清扫器 如图5 55a 所示 弹簧清扫器是利用弹簧的弹力使橡胶刮板始终紧贴输送带 进行刮扫物料 对于潮湿和粘性物料也可以用旋转刷子 刷子用硬性鬃毛或橡胶制成 由端部滚筒带动刷子旋转 113 空段清扫是采用犁形橡胶刮板 如图5 55b 所示 它是利用自重使橡胶刮板与带条的非工作面贴紧 以清扫由于装载时落入带条上的物料 2 制动装置水平安装的带式输送机一般不需要制动装置 而倾斜式带式输送机为防止突然断电 输送带在自重和物料重力作用下而反转 使物料堆积在装载装置底部造成阻塞 有时甚至会使机件损坏 带条撕裂 因而需要安装制动装置 常用的有如图5 56a 所示的有带式逆止器 如图5 56b 所示的滚柱逆止器和块式制动器 带式逆止器的制动带条一端固定在金属构件上 另一端自由地放在驱动滚筒和出瑞带条之间 输送机正常工作时 制动带条自由瑞沿输送带运动方向离开滚筒 当输送带倒转运动时 则制动带条自由瑞被卷入滚筒和输送带之间 使输送带的返回运动停止 114 2 制动装置水平安装的带式输送机一般不需要制动装置 而倾斜式带式输送机为防止突然断电 输送带在自重和物料重力作用下而反转 使物料堆积在装载装置底部造成阻塞 有时甚至会使机件损坏 带条撕裂 因而需要安装制动装置 常用的有如图5 56a 所示的有带式逆止器 如图5 56b 所示的滚柱逆止器和块式制动器 l 制动器 2 斜带 3 固定架 4 星轮 5 固定圈 6 滚子 7 弹簧柱销 115 四 新型的带式输送机1 压带式带式输送机为了充分发挥带式输送机的优点 克服其不能实行垂直方向输送的缺点 近年来出现了一种压带式带式输送机 这种输送机与一般带式输送机构造相同 只是在垂直区段增加一台并列的带式输送机 两输送机的输送带夹持着散状或成件货同步提升 带条在夹持货物输送的过程中 需要一定的压力才能夹紧货物 为了解决这个问题 起初采用粘有一层较厚且弹力较好 如海绵状 的泡沫塑料的输送带 借助于泡沫塑料的弹力夹紧货物进行垂直向上或向下的输送 116 2 中间带驱动的带式输送机中间带驱动的带式输送机的驱动方式是在一条长距离的带式输送机中间安装几台较短的驱动带式输送机 借助两条紧贴在一起的输送带产生摩擦力来驱动长距离带式输送机 图5 58所示为中间带驱动的带式输送机的几种结构形式 图a 为仅有中间带驱动 图b 为中间带驱动加头部滚筒驱动 图C 为中间带驱动加头尾滚筒驱动 图d 为带式输送机上 下分支均有中间带驱动 117 3 气垫式带式输送机普通带式输送机以托辊组为支承装置 对于长距离的带式输送机来说 所需要支承托辊的滚动轴承数量就相当可观 在输送过程中又容易发生故障 一种新型的气垫式带式输送机应运而生 如图5 59所示 气垫式带式输送机是用薄气膜支承输送带及其上物料的带式输送机 它将托辊带式输送机的托辊用带孔的气室盘槽代替 当气源向气室内提供具有一定压力和流量的空气后 气室内的空气经盘槽 气室上部的圆弧形槽称为盘槽 上的小孔逸出 在输送带与盘槽之间形成一层具有一定压力的气膜 称为气垫 支承输送带及其上部物料 1 回程托辊 2 气室支架 3 气室 4 盘槽 5 输送带 6 物料 7 气垫 8 气源 118 七 其他输送机 一 刮板式输送机1 刮板式输送机的结构组成与工作原理刮板输送机如图所示 在牵引构件 链条 2 5上固定着刮板 并一起沿着机座槽内运动 牵引链条环绕着端部头部1驱动链轮和尾部9张紧链轮 并由驱动链轮来驱动 由张紧链轮进行张紧 被输送的物料可以在输送机长度上的任意一点装入敞开槽内 并由刮板推动前移 输送机的卸载 同样可以在槽底任意一点打开的洞孔来进行 这些洞孔是用闸门关闭的 刮板输送机分为上下工作分支 在个别情况下 当需要向两个方向输送物料时 则两个分支可同时成为工作分支 具有下工作分支的输送机 在卸料方面较为方便 因为物料可以直接通过槽底的洞孔卸出 牵引构件可以根据刮板的宽度 采用一