装卸搬运技术与设备.ppt

第四章装卸搬运技术及设备 本章内容 4 1装卸搬运概述4 2起重设备4 3搬运车辆4 4常规输送设备4 5集装单元装卸搬运机械 装卸 Loadingandunloading 指物品在指定地点以人力或机械装入运输设备或卸下 搬运 Handling carrying 指在同一场所内 对物品进行水平移动为主的物流作业 国家标准 物流术语 GB T18354 2001 物流领域 货物装卸 生产领域 物料搬运 4 1装卸搬运概述 一 装卸搬运的概念与作用 特点 减少作业成本和降低物流费用决定物流速度的关键加速车船周转 提高运输效率保证货物安全 降低货损率降低产品生产成本 提高产品的价格竞争力 2 装卸搬运在物流系统中的作用 3 装卸搬运的特点 附属性 伴生性支持 保障性衔接性非增值性 二 装卸搬运作业的特点 装卸搬运作业量大装卸搬运作业过程复杂装卸搬运作业不连续 不均衡原因 1 商品交换批量化的影响 2 社会 经济诸方面的原因影响 3 各种运输方式由于运量 运速的不同 使得港口 码头 车站等不同物流结点也会出现集中到货或停滞等待导致装卸搬运不均衡 装卸搬运对安全性的要求较高货物种类种类繁多 其中很多具有危险性 作业环境复杂如车辆频繁进出 场地狭窄 视野不良等 三 装卸搬运作业的方法 1 按装卸搬运对象分类 1 单件货物装卸指对货物进行单件 逐件装卸搬运 对长 大 笨重货物 或集装会增加危险的货物等采用的作业方式 附 长大笨重货物类一级货物长度6 10米或重量4吨以上 不含4吨 至8吨的货物 二级货物长度10 14米或重量8吨以上 不含8吨 至20吨的货物 大型物件一级1 长度大于14米 含14米 小于20米 2 宽度大于3 5米 含3 5米 小于4 5米 3 高度大于3米 含3米 小于3 8米 4 重量大于20吨 含20吨 小于100吨 二级1 长度大于20米 含20米 小于30米 2 宽度大于4 5米 含4 5米 小于5 5米 3 高度大于3 8米 含3 8米 小于4 4米 4 重量大于100吨 含100吨 小于200吨 三级1 长度大于30米 含30米 小于40米 2 宽度大于5 5米 含5 5米 小于6米 3 高度大于4 4米 含4 4米 小于5米 4 重量大于200吨 含200吨 小于300吨 四级1 长度在40米以上者 2 宽度在6米以上者 3 高度在5米以上者 4 重量在300吨以上者 2 成组作业或集装作业法 1 成组作业成组作业是指在装卸搬运之前 先借助于成组工具将单个货物规整成组 然后再进行装卸搬运 2 集装化作业是指将货物先进行集装 然后再对集装件进行装卸搬运的方式 成组和集装的区别与联系成组和集装都是简单件或单个货物集中规整后统一处理 所以并无本质上的区别 但从实践中看仍有一些细小的差别 成组技术出现的比较早 成组技术应用工具较为简单 一般无严格的标准且多为企业自制 而现代意义上的集装技术是借助标准化的器具如托盘和集装箱等 成组技术可处理的货物品种较少 多为离散型货物 如原木 金属型材 小件柔性包装货物等 而集装技术可处理的货物几乎涉及所有货物种类 从处理后的货物形态看 集装化处理的货物成统一的尺寸 体积 重量 而成组货物一般不具有这一特征 2 散装货物装卸对块 粒 粉状货物进行装卸搬运的方式从装点直到卸点 中间不落地 集装卸与搬运于一体 常采用重力法 倾翻法 输送法 专用作业法等 输送法指利用连续输送机械输送散装货物从而达到装卸搬运目的的作业方法专用作业法是指采用各种专用机械 通过舀 抓 铲等作业方式 达到装卸搬运的目的 散装作业适用于煤炭 建材 矿石 谷物及其制品等大宗货物常用的装卸搬运机械有链斗装车机 单斗和多斗装载机 抓斗机 挖掘机等 散装货物一般指可按体积换算成标准计算重量的货物 如砖 瓦 砂 石 土 矿石 木材等 换算标准由各省 自治区 直辖市统一规定 3 按装卸搬运作业的循环方式分类 连续型装卸搬运主要是同种大批量散装或小件杂货通过连续输送机械 连续不断地进行作业特征 中间无停顿 货间无间隔 间歇型装卸搬运指装卸作业是由顺序相对固定的作业环节构成的循环 呈周期性 特征 分重程和空程两个阶段现场组织较困难 且由于辅助作业环节 辅助作业人员多 效率低 4 按装卸搬运的机械及机械作业方式分类 1 吊装采用各种起重机械从货物上部起吊 依靠起吊装置的垂直移动实现装卸 并在吊车运行的范围内或回转的范围内实现搬运或依靠搬运车辆实现小搬运 运动特征 垂直装卸 2 叉装采用叉车从货物底部托起货物 并依靠叉车的运动进行货物位移 搬运完全靠叉车本身 货物可不经中途落地直接放置到目的处 运动特征 水平运动为主 3 滚装利用载货汽车 挂车 半挂车 承载货物 连同车辆一起开上船 到达目的地后再从船上开下的作业方式称为滚装 运动特征 水平装卸应用领域 港口装卸技术条件 滚装船 滚装码头 4 移上移下两车之间 如火车及汽车 进行靠接 然后利用各种方式 不使货物垂直运动 而靠水平移动从一个车辆上推移到另一车辆上 称移上移下方式 技术条件 运作工具货台高度一致 机场装卸 港口装卸 汽车装卸 铁路装卸 仓库装卸 5 按作业场所不同分类 1 仓库装卸配合出库 入库 维护保养等活动进行 并且以堆垛 上架 取货等操作为主 2 铁路装卸对火车车皮装进 卸出 一次作业实现一车皮的装进或卸出无整装零卸或零装整卸情况 3 汽车装卸一次装卸批量不大汽车灵活 可减少或根本减去搬运活动 而直接 单纯利用装卸作业过渡车与物流设施之间货物 4 港口装卸码头前沿装船 后方支持性装卸搬运小船在码头与大船之间 过驳 装卸流程复杂 需经多次装卸及搬运作业实现船与陆地之间货物过渡 5 机场装卸 四 装卸搬运设备的概念 作用和分类1 概念装卸搬运机械是指用来搬移 升降和短距离输送物料或货物的机器 2 作用提高装卸效率 节约劳动力 减轻装卸工人的劳动强度 改善劳动条件 缩短作业时间 加速车辆周转 加快货物的送达和发出 提高装卸质量 保证货物的完整和运输安全 降低装卸搬运作业成本充分利用货位 加速货位周转 减少货物堆码的场地面积 3 分类 1 按主要用途或结构特征进行分类按主要用途或结构特征进行分类起重设备连续运输设备装卸搬运车辆专用装卸搬运设备 专用装卸搬运设备是指带专用取物装置的装卸搬运设备 如托盘专用装卸搬运设备 集装箱专用装卸搬运设备 船舶专用装卸搬运设备 分拣专用设备等 2 按作业时的运动方向分类水平方向作业的装卸搬运设备主要特点 沿地面平行方向实现货物的空间转移 例如 各种机动 手动搬运车辆 各种皮带式 板式输送机等 垂直方向作业的装卸搬运设备主要特点 可实现货物沿与地面垂直方向上下运动 例如 各种升降机 堆垛机等 复合方向作业的装卸搬运设备主要特点 同时具有水平和垂直方向的作业能力例如 门式起重机 桥式起重机 轮胎起重机 叉车 堆垛机等 3 按被装卸货物的特点分类包装成件货物的装卸搬运设备长大笨重货物的装卸搬运设备散装货物的装卸搬运设备集装箱货物装卸搬运设备 一 起重机械的概念及工作特点起重机械是一种循环 间歇运动的装卸机械 主要用来实现货物的垂直升降运动 同时伴随着实现货物的水平移动 以满足货物的装卸 转载等作业要求 4 2起重设备 1 反复短暂工作的货物装卸搬运机械 其工作过程具有固定的循环和周期 起升运动和水平运动交替进行 吊钩下降 挂钩 起升 平移 多向 下降 摘钩2 起重机械具有庞大的钢结构和比较复杂的机构 通常能完成一个或几个运动 技术难度较大 3 多数起重机械 需要在较大的范围内工作 活动空间大 一旦造成事故后果非常严重 4 起重设备所吊运的物品多种多样 载荷也经常处于变化状态 2009年7月12日印度首都新德里高架桥坍塌事故现场连续两起致5人死亡26人受伤 5 作业环境复杂从厂矿企业到现代化港口 建筑工地 铁路枢纽等地都有起重机械工作 作业场所也常常会遇到高温 高压 易燃易爆 输电线路等危险因素 对设备和作业人员直接构成威胁 6 起重机械上暴露的 活动的零部件较多 而且常与吊运作业人员直接接触 潜在许多偶发的危险因素 7 起重作业中常常需要多人配合 共同完成一个操作 要求指挥 司索等作业人员相互配合默契 动作协调一致 而且要有在紧急情况下妥善处理现场问题的应变能力 但多个作业人员之间的相互配合 又存在较大的难度 由于诸多危险因素的存在 决定了起重作业伤害事故较多 二 起重机的分类1 按综合特征分类 1 轻小型起重设备构造特征 一般指只有一个升降机构 它只能使重物作单一的升降运动 特点 轻便 结构紧凑 动作简单分类 千斤顶 滑车 手 气电 动葫芦等 2 桥式类型起重机基本构造 起升机构 大 小车运行机构 桥式起重机龙门起重机装卸机冶金桥式起重机等 前两种通用性较高 物流企业常用 而后二者仅用于特定场合 3 臂架式起重机基本组成 起升机构 变幅机构 旋转机构结构特征 臂架式起重机多装设在车辆上或其他形式的运输 移动 工具上 分类 汽车起重机 履带起重机 轮胎起重机 塔式起重机 门座式起重机 4 升降机结构特征 仅有升降机构 但实用的升降机往往有许多附属装置 特点 重物或取物装置只能沿导轨升降 常用机型 电梯 货梯等 千斤顶手板葫芦 手拉葫芦电动葫芦 轻小型起重机械 桥式类型起重机 臂架类起重机 堆垛类起重机升降机 起重机 悬挂梁式起重机 通用桥式起重机 龙门起重机 轨道龙门起重机 轮胎龙门起重机 装卸桥 绳索起重机 甲板起重机固定旋转臂式起重机 流动起重机 门座起重机 浮式起重机 轮胎起重机 履带起重机 汽车起重机 2 按取物装置分类吊钩起重机抓斗起重机电磁起重机吊钩抓斗起重机吊钩电磁起重机抓斗电磁起重机吊钩抓斗电磁起重机集装箱起重机等 3 按用途分类通用吊钩起重机堆垛起重机装卸起重机专用起重机多用途起重机其他用途起重机等 液压抓斗堆垛起重机 4 按运行方式分类固定式起重机缆索起重机固定塔式起重机等拖运式起重机拖运塔式起重机等运行式起重机汽车起重机轮胎起重机履带式起重机桥式起重机龙门起重机等 1 千斤顶种类有 立式液压千斤顶螺旋千斤顶齿条千斤顶等 三 轻小型起重设备 2 电动葫芦 由电动机 传动机构和卷筒或链轮组成 适用于低速小行程的物料装卸 设备安装 矿山及工程建筑等方面 3 手拉葫芦 4 滑车 四 桥式类型起重机桥 架 式类型起重机的最大特点 是以桥形金属结构作为主要承载构件 取物装置悬挂在可以沿主梁运行的起重小车上 桥架类型起重机通过起升机构的升降运动 小车运行机构和大车运行机构的水平运动 在矩形三维空间内完成对物料的搬运作业 桥架类型起重机根据结构形式不同还可以进一步分为桥式起重机 俗称为天车 行车 门式起重机 被称为带支腿的桥式起重机 包括装卸桥和集装箱门式起重机 和缆索起重机 由于跨度太大 用缆索取代了桥形主梁 等 1 桥式起重机的概念桥式起重机由桥架和起重小车两大部分组成 桥架两端通过运行装置 直接支承在高架轨道上 沿轨道纵向运行 起重小车沿架设在桥架主梁上沿小车轨道横向运行 右图桥式起重机 2 桥式起重机构造桥式起重机结构包括三个组成部分 分别是金属结构 机械部分和电器部分 1 金属结构作用 起重机承载结构并使起重机构成一个整体 要求 金属结构是起重机的主要受力部分 必须满足强度 刚度及稳定性的技术要求 才能确保起重机安全使用和正常运行 组成 起重机桥架 即大车桥架 小车架 驾驶室等 双梁桥式起重机 单梁桥式起重机 1 桥架及其结构 特点主要由主梁 端粱 栏杆 走台 小车轨道等组成 单梁桥式起重机类别定义 具有一根主梁的桥式起重机 主梁结构 单主梁主梁承重方式 下承重起升机构 电动葫芦起重量 16t以下 电动葫芦的最大起升量 控制形式 地面控制技术特点 参数变动范围大 跨度 电动单梁桥式起重机结构图 图电动单梁桥式起重机实物图 图电动单梁桥式起重机 图电动葫芦 单钩 图电动葫芦 双钩 适合于起吊长形物料 双 主 梁桥式起重机类别定义 具有两根主梁的桥式起重机 主梁结构 双主梁主梁承重方式 上承重起升机构 小车起重量 数吨到数百顿控制形式 小型 地面控制 中型 地面控制 司机室控制大型 司机室控制技术特点 参数变动范围大 跨度 起重量和工作级别 图电动双梁桥式起重机结构图 桥式起重机 大型 电动双梁桥式起重机实物图 主梁结构形式 箱型 偏轨箱型 四桁架 单腹板结构等分类 桁架式主梁和箱型主梁桁架式主梁断面形式 四桁架式 三角形桁架式 1 主桁架 2 上水平桁架 3 斜撑 4 副桁架 5 下水平桁架 6 小车轨道桁架梁结构示意图 箱型主梁箱式梁结构 由上下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱型截面 为了减轻重量腹板的下边和下盖板可做成抛物线形 等强度梁 断面形状 腹板中部为矩形 两端做成梯形 同时使下盖板两端向上倾斜 1 上盖板止小车轨道2 小车轨道3 纵向拉筋4 腹板5 下盖板6 小筋板7 大筋板箱型主梁结构示意图 桁架结构与板梁结构比较桁架结构 重量较轻 用料省 刚度大 迎风面小等优点 对于大跨度 小起重量的起重机 采用桁架结构比较经济 箱梁结构 采用整体钢板焊接 便于使用自动焊和半自动焊 具有设计简单 制造工艺性好 适于成批生产 端梁端梁是由钢板拼焊成箱型结构 走台位置 主梁的外侧作用 安装及检修大车运行机构 放置电气设备 小车导电滑线等 防护栏杆防护栏杆高度不应小于1050mm 并应设有间距为350mm的水平横杆 底部应设置高度不小于70mm的围护板 2 小车架桥式起重机小车架是由钢板拼焊而成作用 安装起升机构 小车运行机构 各种安全防护装置 3 驾驶室驾驶室内主要装有大小车运行机构和起升机构的操纵系统和有关装置 如控制器 控制屏及照明开关箱 安全开关 如紧急开关 电铃开关等 要求 驾驶室必须安全可靠 其与悬挂或支承部分的连接必须牢固 应设在无导电滑线一侧 不得不置于导电滑线一侧时 应有防护措施 驾驶室应有良好的视野 便于操作和维修 在事故的情况下 便于驾驶人员能安全撤出 驾驶室的底板应铺设绝缘垫板 在高温 有尘 有毒等环境下工作的起重机 应采用封闭式驾驶室 露天工作的起重机 应设防风 防雨 防晒的驾驶室 2 机械部分桥式起重机机械传动部分主要有大车运行机构 小车运行机构 起升机构等 1 大车运行机构大车运行机构由电动机 制动器 传动轴 联轴节 车轮等部件组成 分类集中驱动低速驱动 传动轴转速低于电机 集中高速驱动 传动轴转速等于电机 分别驱动 1 电动机2 制动器3 减速机4 联轴节5 车轮6 轴承7 开式传动齿轮集中驱动结构图 分别驱动 分别驱动的优点 由于省去传动轴 自重较轻 安装和维修方便 实践证明使用效果良好 目前我国生产的桥式起重机大部分采用分别驱动方式 2 小车运行机构功能驱动小车 使其沿着主梁上的轨道运行 构造电动机制动器联轴节减速器轴承箱车轮等 图小车运行机构 齿轮齿条传动 局部 分类减速机中置减速机侧置减速机中置的结构及特点结构 1 电动机2 减速器3 车轮 4 联轴器5 制动器特点 减速器的输出轴及两侧的传动轴所承受的扭矩比较均匀 减速机侧置的结构与特点结构 1 电动机2 减速器3 车轮 4 联轴器5 制动器特点 安装和维修比较方便 3 起升机构作用 吊运重物 工作原理与结构 电动机通过制动轮 联轴节与减速器相联接 减速器的输出轴与缠绕钢丝绳的卷筒联接 吊钩及悬挂物件就随卷筒的旋转绕放钢丝绳上升和下降 1 电动机2 齿轮联轴器 3 传动轴4 制动轮联轴器5 减速器6 齿盘接头7 卷筒组 8 定滑轮组9 钢丝绳10 吊钩组11 制动器起升机构结构图 图装卸桥的起升机构 3 电器部分构成 大车和小车集电器 保护盘 控制器 电阻器 电动机 制动电磁铁 照明设备 电气线路及各种安全保护装置等 基本功能 动力配电控制行走变速控制重物提升及下降变速 制动功率因数补偿 要求必须装有限位器且工作可靠 以保证吊钩上升到极限位置而自行切断电源 起重量大于15吨的起重机 应设置副钩 副钩的起重量通常为主钩的12 25 必须保证传动性能和控制性能准确可靠 在紧急情况下能切断电源安全停车 必须具有可靠的零位保护 主要适用于矿山 港口码头 铁路货站 露天仓库等 常用于集装箱装卸搬运 龙门吊 龙门重机 结构像门形框架 在承载主梁下安装两条支腿 可以直接在地面的轨道上行走 为了增加作业面积 主梁两端可以具有外伸悬臂梁 它的起重小车在主梁的轨道上行走 而整机则沿着地面轨道行走 门式起重机 1 门式起重机的组成金属结构机械部分电器部分 若将门式起重机支腿及以下部分去掉 剩余部分就是一台接近完整的桥式起重机 这就是说门式起重机除金属结构的门架部分之外 其余部分的结构以及工作原理 驱动与传动方式都与桥式起重机是很相似的 图龙门式起重机结构图 单支腿门式起重机 2 门式起重机的分类 按金属结构分类桁架式 箱梁式 按主梁数目单梁式 双梁式 按支腿形状分类若为桁架型 门式起重机的支腿形式比较简单 对于箱梁型 一般可分为以下几类 L型 折线型 C型 A型 O型 L型支腿门式起重机结构示意和实物图 折线型支腿门式起重机结构示意和实物图 C型支腿门式起重机结构示意和实物图 A型支腿门式起重机结构示意和实物图 A型支腿门式起重机 U型支腿门式起重机结构示意和实物图 桁架式全门架门式起重机结构示意和实物图 按有无悬臂分类无悬臂龙门起重机 单悬臂龙门起重机 双悬臂龙门起重机 悬臂型龙门起重机的因支腿也类似 门 型 故称全门架 无悬臂起重机则称为半门架 悬臂参数悬臂长度 支腿中心线至悬臂外端的距离有效悬臂长度 钩口中心指支腿中心距离 4 门式起重机的特点 1 与桥式起重机相比 货场面积可以得到较充分的利用 2 地面上无永久建筑物 货场改建容易 3 利用悬臂下的作业空间 可很容易实现运载工具的换装 加快了车船的周转和作业效率 5 门起重机的选用要点 1 单主梁与双主梁龙门起重机的选择起重量在50 以下 跨度在35米以下 无特殊使用要求宜选用单主梁式 16 以下应首选单主梁葫芦式 2 跨度和悬臂长度选择当门式起重机悬臂长和主梁长度比例合理时 载荷分布合理 主梁的自重 用钢量 最小 因此根据等刚度和等强度理论 在判断门式起重机结构是否合理时应尽量符合 当起吊额定重量时 小车位于悬臂极限位置和位于跨中位置的主梁下挠度应尽量相等 或同时接近许用挠度值 五 汽车起重机 轮胎起重机和履带起重机 臂架类起重机 汽车起重机 轮胎起重机和履带起重机属流动型臂架起重机 臂架起重机主要利用臂架的变幅 俯仰 和绕垂直轴线回转升降和搬移货物 倾斜臂架起重机的吊具悬挂在臂架顶端滑轮的下面 水平臂架起重机的臂架上有带吊具的起重小车 一般可以回转 通过起重机的回转和臂架的俯仰 或起重小车沿臂架的运行 使重物在特定范围内移动 工作范围是一个圆柱或扇形的立体空间 1 汽车起重机 概念汽车起重机是在通用或专用载货汽车底盘上装上起重工作装置及设备的起重机 结构特点车轮弹性悬挂 行驶性能与汽车相近 全液压传动 早期型号为机械传动 单发动机 极少双发动机 双司机室 箱梁 可伸缩臂 应用特点利用量产通用载货汽车底盘改装 价格较低 相对于轮胎吊和履带吊 行驶速度高 可与载货汽车混合编队 适合远距离转场作业 且到达目的地能马上投入工作 作业时须锚定 不可荷重运行 车身较长 转弯半径大 进出作业场地不便 汽车起重机 图汽车起重机 汽车起重机 三 4 汽车起重机工作机构组成起升机构变幅机构回转机构 主要工作机构的结构和工作原理起升结构构成 原动机 电动机或油泵 制动装置减速装置和卷绕系统 汽车起重机外型简图1 载重汽车 2 回转机构 3 支腿 4 吊臂变幅缸 5 吊臂伸缩缸 6 起升机构 7 基本臂 原动机 联轴器 制动器 减速器 钢丝绳卷筒 滑轮组 离合器汽车起重机起升机构示意图 变幅机构分类挠性变幅 钢丝绳滑轮组 刚性变幅 油缸变幅 目前绝大多数汽车起重机采用的都是刚性变幅 挠性变幅仅见于一些早期型号或专用型号 挠性变幅 左 刚性变幅 右 回转机构组成回转驱动装置原动机 电动机或油泵 制动器回转减速器输出小齿轮 回转支承装置 回转驱动装置 1内圈2外圈3底盘板4螺栓回转支承装置 起重机支腿概念安装在起重机底盘的支承装置称为支腿机构 作用提高起重机作业稳定性使起重机处于保持水平状态 分别调整支腿高度 要求收放可靠支撑可靠 负荷增大时不能回缩 分类机械式液压式液压式支腿机构组成和工作原理水平油缸垂直油缸支脚 位于垂直油缸下端 常见支腿形式W型支腿当支腿收起时 从起重机后方看呈W形H型支腿伸出后 从起重机后方看呈H形X型支腿伸出后 从起重机后方看呈X形辐射型支腿可根据作业的需要改变支腿伸出形式H形支腿应用较广 辐射形支腿多用于特大型起重机 型支腿 型支腿 型支腿 辐射型支腿 二 轮胎起重机和履带起重机轮胎起重机和履带起重机都属于流动型臂架起重机 其起升 变幅 旋转等机构的组成 工作原理也都与汽车起重机很相似 以下仅介绍轮胎起重机 履带起重机和汽车起重机的区别 2 轮胎起重机 类别定义轮胎起重机是装在特制轮胎底盘上的全回转 可360 回转 臂架起重机 结构特点 与汽车起重机的主要区别 汽车起重机用标准或专用汽车底盘 轮胎起重机用专用底盘 其轴距和轮距配合适当 从而稳定性好 并能在平坦的地面上吊货行驶 图轮胎起重机 轮胎起重机 应用特点型号规格多 吨位由数吨到数百吨 轮胎减震 行驶速度低 不适合远距离转场作业 稳定性好 一定起重量范围可荷重运行 可配双索抓斗即变形属具 可在狭小的场地上作业 生产量小 价格较高 由于以上特点 轮胎起重机多用于野外工地 在物流口能适应多种装卸作业 尤适合散货如矿石 煤炭装卸作业 但由于造价较高 有被汽车起重机逐渐取代的趋势 3 履带起重机 概念履带式起重机是把起重工作装置和设备装在履带底盘上 靠行走支撑轮在自身封闭的履带上滚动行驶的起重机 结构和应用特点与轮胎起重机相似 但履带式底盘的通过性能优于轮胎底盘 可在条件恶劣的场地上作业 如泥泞 松软 碎石等 爬坡能力强 牵引性能好 能荷重行驶 履带起重机的另一特点是大型化 目前世界上最大的履带式起重机的起重量可达3000t 我国目前可生产的最大吨位是600t 国产QUY600型履带起重机 其最大起重量600吨 主臂长度为24 102米 但自身质量大 行驶速度低 1 5km h 且破坏公路路面 因而小吨位 100t以下 已被汽车起重机取代 图履带起重机结构图 履带起重机 国产QUY50 履带起重机 国产QUY300 局部 六 其他起重机图轮胎式集装箱跨车 轮胎式集装箱龙门起重机 通称场桥 属集装箱专用起重机械 主要用于集装箱码头 大型集装箱堆场的装卸 搬运和堆垛作业 场桥配有能起吊20英尺 40英尺集装箱的伸缩吊具 场桥的吊具 多采用固定式导板 为减少吊具的摇摆 装有机械减摇装置 为了对箱方便 装有吊具小角度回转装置 为了能转换场地作业 设有0 90度的直角转向机构 场桥跨距已标准化 为23 47米 六行加走道 如有特殊要求 也可定制非标跨距 场桥的起升高度 应保证起吊长40英尺高9 6 的标准集装箱时 能顺利越过至少四层 或五到六层 标准集装箱 场桥的支承机构由4轮 8轮或16轮的大型无内胎轮胎组成 轮数可根据场地对轮压的要求而设计的 大车行走机构可以是四轮或两轮驱动 为防止场桥之间以及场桥与集装箱之间的相互碰撞 大车四角装有防碰装置 图装卸桥走行机构 场桥采用交流或直流调速系统 具有很好的调速和恒功率控制 能根据箱内重量不同自动调节升降速度 场桥一般设有超负荷保护 若是柴油动力 则设有柴油机超速保护 水温过高和机油压力过低等报警装置 场桥需配风速指示仪 防台风锚定装置 紧急停止按钮以及各机构限位开关和信号指示等 有的场桥还可选配卫星自动定位系统 DGPS 故障显示 ECMS 与中控室联系系统 RCMS 为方便大车转向和减少轮胎磨损 场桥一般会配装大车顶升装置及登机电梯等设备 图装卸桥的拖缆供电系统 图大车顶升装置 图门座式起重机 七 起重机的常用吊具 一 吊钩组和吊钩吊钩组是起重机上应用最普遍的取物装置 它由吊钩 吊钩螺母 推力轴承 吊钩横梁 滑轮 滑轮轴以及拉板等零件组成 按形状有单钩和双钩之分 单钩常用于较小的起重量 起重量较大时多采用双钩 吊钩在起重作业中 受到频繁 冲击重载荷的反复作用 一旦出现故障就可能导致重物坠落 造成重大人身伤亡或财产损失 因此 吊钩的基本安全要求就是避免发生突然断裂或脱钩 保证作业人员的安全和被吊运物料不受损害 吊钩安全性能需要正确的结构设计 合理选材 适宜的制造方法来保证 并且在使用中要加强安全检查 发现超过标准规定的缺陷要及时报废更新 使取物装置保持持续安全状态 吊钩的基本安全要求如下 1 吊钩的材料起重机吊钩除承受物品重量外还要承受起升机构起动与制动时引起的冲击载荷作用 它应该具有较高的机械强度和较好的冲击韧性 一般采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢制造 由于机械强度高的材料往往脆性也大 通常对应力集中和裂纹缺陷敏感 所以一般不采用高碳钢材料制造 2 吊钩的制造工艺按制造方法分有模锻钩和叠片钩 模锻吊钩为整体锻造 由于成本低 制造使用都很方便 使用量非常大 缺点是一旦破坏即要整体报废 叠片式吊钩 板钩 是由切割成形的多片轧制钢板叠片铆接而成 在钩口上装护垫以减小对钢丝绳磨损 同时使叠片均匀受力 由于板钩破坏仅限于个别钢板 一般不会同时整体断裂 故工作可靠性较整体锻造吊钩好 主要用于大起重量或冶金起重机 如铸造起重机 上 由于铸造在工艺上难以完全避免铸造缺陷 一般不允许使用铸造钩 由于无法防止焊接产生的应力集中和可能产生裂纹 不允许焊接制造吊钩 也不允许用补焊的办法修复吊钩 a 锻造吊钩 b 锻造双钩 C 叠板单钩 d 叠板双钩 吊钩的危险断面 按平面弹性曲杆理论对吊钩的受载状况进行受力分析可知 吊钩危险断面主要在三个部位 水平断面A A 垂直断面B B和钩柄螺纹根部C C断面 参见下图 危险断面附近的吊钩状态是安全检查的重点 1 钩身水平A A断面起升载荷对A A断面的作用为偏心拉力 所以该断面受到弯曲和拉伸组合应力作用 断面内侧应力为最大拉应力 断面外侧为最大压应力 A A断面是吊钩受力最大的断面 2 钩身垂直B B断面 受力虽然不如A A断面大 却是吊索强烈磨损的部位 随着断面面积减小 承载能力逐渐下降 在操作时应注意控制系物吊索分支的夹角 分支的夹角越大 断面受力就越大 也就越容易发生脱钩 3 钩柄尾部的螺纹部位C C断面螺纹根部应力集中 还会受到腐蚀 容易在缺陷处断裂 二 索具和吊带索具和吊带是最简单的吊具 索具一般为有经验的工人利用旧钢绳制作 吊带是由高强度纤维织物制成 重量轻 柔软 使用很方便 快装索具 快装索具 货物捆扎绳 快装索具 吊带 材质 PES 起重量1 4吨 宽度每增加25mm 起重量增加1吨 快装索具 圆吊带 二 钢板钳1 用途装卸钢板及其他金属板材 竖吊或翻转钢板 2 使用成组挂于起重机的吊钩上 两个或四个 将夹钳分别钩住钢板的两侧 或一侧 起吊3 结构和动作原理压紧板 俗称压舌 可动钩体 齿型钩体 一般制成齿形吊环活动压紧板的上端利用杠杆原理 活动压紧板在重力作用下与吊钩卡紧钢板 并可保证吊装的稳固和安全 1 钩体2 销轴3 压紧板钢板钳结构示意和实物 三 卷纸夹1 用途装卸卷筒纸和新闻纸2 作用防止卷筒纸破损提高装卸效率3 分类普通卷纸夹新闻纸专用夹 普通卷纸结构和动作原理每2只为一副 当2只分别夹住卷筒纸时 纸夹向内夹紧 产生摩擦力 用钢丝绳串接后挂在起升机构上 可直夹或横夹起纸卷 普通卷纸夹 新闻纸专用夹结构和动作原里将卷纸夹挂在起重机吊钩上 这时纸夹的两个夹臂呈开口状态 控制杆上的卡销脱开卡槽 起升吊钩时夹口即自动闭合 将新闻纸吊起 当新闻纸落到地面或车底板上时 继续下降吊钩 使控制杆销子落到卡槽内 纸夹的夹口也随之松开 新闻纸专用夹 四 网格袋 也称网络 1 结构网格袋是由绳索或尼龙绳编结而成的方形或矩形平面网眼状织物 其四角都附有吊环或吊索 2 用途用于装卸散装货物或小型柔性包装货物如 生铁 矿石 废钢铁 小型袋装货物如大米 食盐等3 作用提高效率保证货物的完整和作业安全4 材质和选用网心材料有胶带 钢丝绳 尼龙绳等应根据装卸物料性质来选择 外形图 5 胶带型网格袋一般呈长方形 是用胶带编制而成 它的边框和四角常用白棕绳或尼龙绳编制 采用胶带做网心筋 不仅坚固 耐用 有较好的防水性和防腐性 而且材料来源较广 如果利用废旧胶带编制 造价则更低 自重较大 其安全负荷一般在2t以下 胶带型网格袋的结构图 6 钢丝材质网格袋 1 材质和特点废旧钢丝绳编制结构简单 重量轻 体积小 没有统一的编结方法 其规格大小也视货场作业情况而定 所以在物流作业中使用较普遍 2 分类普通用途装卸一般散货用的钢丝绳网格袋装卸 网心筋通常用较细的废旧钢丝绳编结而成 中心筋和边框则用较粗的钢丝绳制成 这种网格袋一般适用于各种颗粒状或较小块的散货的装卸 生铁锭块专用网心筋一般用废旧钢丝绳编织而成 边框和吊索则用粗一号的钢丝绳制成 上图普通型下图生铁锭块专用型钢丝材质网格袋的结构图 五 钩型吊具1 油桶钩 1 组成和用途由不同类型的群钩组成 装卸立放和卧放油桶 2 作用直接钩取油桶 不用绳套 装卸效率高 3 分类卧桶钩立桶钩 4 卧桶钩用途装卸卧放桶装货物构造桶钩穿有钢丝绳 或链条 组成共16个 吊架使钢丝绳之间保持一定的距离 避免吊索相互缠绕或与货桶碰撞 使用将吊具挂在起重机的吊钩上 使每对铁钩钩住货桶两端的凸缘 起吊 起吊后 在货物重力的作用下 钢丝绳 或链条 能勒紧铁钩 使之紧紧夹住货桶 卧桶钩吊具示意图 2 立桶钩1 用途装卸立放桶装货物 2 结构和动作原理在圆形钢环的对称位置上 用销轴连接四个桶钩 桶钩的末端向上 在圆环内与钢丝绳相连接 另一端通过支点向下往里压紧货桶 3 使用将圆环外的四个钩子钩在货桶凸缘上 起升吊索 左立桶钩结构示意图右组合立桶钩吊具示意图立桶钩吊具结构图 图各型抓斗及变型机具 八 起重机械的技术性能参数 一 概念起重机械的技术性能参数是表征起重机械主要性能特征的技术指标 二 作用正确选用起重机械的技术和经济依据 三 主要性能参数 起重量和起重力矩 起重量和额定起重量起重量是指被起升重物的质量 单位是kg或t 在实际应用中又分为额定起重量 最大起重量 总起重量 有效起重量等 额定起重量起重机能吊起的最大物料质量 包括可分离吊具或属具质量 通常 当起重量超过10t时设两个起升机构 即主起升机构和副起升机构 二者起重量之比约为1 4 主起升机构的起重量大 用以起吊重的货物 副起升机构的起重量小 但速度较快 用以起吊较轻的货物或作辅助性工作 以提高工作效率 按标准规定 桥式起重机的起重量系列采用的是R10优先数系 从3 2t开始 按1 25公比递增为4 5 6 3 8 10 12 5 16 20 25 32 40 50t 但目前国内的桥式起重机产品只是根据多年的生产惯例 从上述数列中选出一部分组成实际的起重量系列 最为常用的系列是5t 10t 16t 20t 32t和50t 起重力矩和额定起重力矩起重力矩臂架类起重机的起重能力指标 以某一幅度的起重量和相应幅度的乘积表示 单位是t m 额定起重力矩当吊钩处于一定幅度时 起重机所能吊起物料的最大质量与相应幅度的乘积 包括可分离吊具或属具质量 起重机的额定起重力矩是固定不变的 说明起重机的铭牌上标定的起重量是起重机的额定起重量 臂架类起重机的起重量随幅度的变化而变化 铭牌上标定的是额定起重力矩 带有可分离吊具或属具 其最大起重量指起吊的货物和吊具质量的和 跨度和幅度跨度和幅度是表征起重机作业范围的指标 跨度门桥类起重机大车走行轨道中心线间的水平距离 单位为米 幅度臂架类起重机回转中心线到钩口中心或取物装置中心线之间的水平距离 单位为米 幅度有固定幅度和可变幅度之分 大多数臂架类起重机的幅度都是可变的 对可变幅度的臂架类起重机而言 表征其作业范围的幅度指标有 最大幅度 用表示 最小幅度 用表示 有效幅度 用 表示 起升高度 吊钩处于最高位置时 钩口中心与起重机工作场地地平面或大车运行轨面之间的最大垂直距离 说明 带有吊具或属具时 指吊具或属具的最低构件与地面或大车轨面的垂直距离 俯仰变幅式臂架类起重机的起升高度随幅度的改变而改变 所以此类起重机的额定起升高度是指最小幅度时的最大起升高度 小车变幅式臂架类起重机的起升高度与幅度无关 用于物流作业的臂架类起重机多属俯仰变幅式 工作速度 门桥类起重机的工作速度起升速度吊钩或取物装置单位时间上升或下降的垂直距离 单位或 大车运行速度起重机单位时间的行走的距离 单位同起升速度 小车运行速度起重小车单位时间行走的距离 单位同大车 流动式 臂架 起重机的工作速度起升速度 同门桥类 变幅速度吊钩或取物装置从最大幅度到最小幅度沿水平方向移动的平均 线 速度 用m min表示 旋转速度起重机旋转部分 上车 相对于固定部分 下车 的角速度 用r min表示 运行 行驶 速度起重机的的行走速度 用km h表示 轨距和基距轨距一般指有轨运行 包括臂架类如塔式起重机 门座起重机等 起重机运行轨道中心线之间的水平距离 有时也指起重小车运行轨道中心线之间的水平距离 单位是m 基距一般指起重机或起重小车运行轨道一侧两支撑点中心线之间的距离 单位是m 基距的表示与轮数有关 当一侧仅有两轮时 指轮距 当一侧的轮数大于二时 偶数 指横梁与最大均衡架铰轴之间的距离 轮压包括起重机轮压或起重小车轮压 分别指起重机或起重小车的一只车轮对运行轨道 或地面 的压力 单位是n或kn 最大工作轮压 指起重小车处于最不利的工作位置时 以及露天工作的起重机承受最大风压时所具有的轮压 小车轮压的选择对起重机桥架或臂架结构的强度设计有直接的影响 起重机轮压是起重机的应用 尤其是场地或基础设计的重要参考依据 九 起重机的工作类型 也称工作级别 工作制度 一 概念工作类型也称工作级别 是表明起重机工作繁重程度的参数 它关系到起重机金属结构 零部件 电动机和电气设备的选型 主要体现在繁忙程度和载荷变化程度两个方面 理解要点 不能把起重机的工作类型和起重机的吨位混为一谈 即起重机起重量的大小不代表起重机可适应的工作类型 二 起重机的繁忙程度对起重机整体来说 工作繁忙程度是指一年时间内起重机实际运转时数与总时数之比 三 机构的繁忙程度对机构来说 则是指某一机构在一年时间内运转时数与总时数之比 在起重机的一个工作循环中 机构运转时间所占的百分比 称为该机构的负载持续率 用汉语拼音的两个字母加百分号 JC 表示机构负载持续率 四 载荷变化在按额定起重量设计的门 桥式起重机实际作业中 起重机所起吊的载荷往往小于额定起重量 这种载荷的变化程度用起重量利用系数 表示 其中 Q均为起重机在全年实际起重量的平均值 Q额为起重机的额定起重量 五 起重机工作类型分级根据门 桥式起重机的工作繁忙程度和载荷变化程度 起重机的工作类型可以划分为轻级 中级 重级和特重级四种级别 在选用起重机以及检修起重机时 要密切注意各机构的工作类型 机构的工作类型不同 所需要的零部件也有所不同 配用的动力也不同 例如额定起重量同为15t的门式起重机的起升机构 中级的工作类型用22 25 kW 而重级工作类型则要用48 40 千瓦的电动机 其他零部件也有类似的区别 六 起重机工作类型的表示起重机的工作类型在应用中分为三类 起重机工作类型机构工作类型金属结构工作类型 附表1机构利用等级 附表2机构载荷状态分级及其名义载荷谱系数Km 七 选择起重机时应注意的若干问题工作速度较低的起重机 生产率相应地也较低 但运行惯性小 所以驱动功率较小 启动 制动时的动载荷也较小 对结构的强度要求相对较低 因此用钢量少 结构轻巧 造价低廉 使用成本低时低速起重机的特点 随着起重机工作速度的提高 运行惯性增大 启动和制动引起的动载荷增大 驱动功率增大 结构强度都会增大 用钢量剧增 导致购置成本 使用成本也相应增加 1 速度选择应考虑的因素选择起重机时 起重机的工作速度应与作业量 作业时限尽可能的吻合 起重机的工作性质和工作场合 起重机的起重量 起重机的工作行程 各机构工作速度的协调性 2 技术参数选择应考虑的因素额定起重量的选择考虑因素拟购机型作业对象的最大单钩起重量拟购机型作业对象平均单钩起重量工作速度的选择考虑因素作业量 作业频繁程度 作业时限 3 其他影响因素从现实作业条件看 起重机单位时间内的作业量并不绝对的取决于起重机的技术能力 而更多地取决于作业现场的具体条件 现场组织和调度能力 作业人员的熟练程度 场地布局和工作行程 辅助机具的配套程度 如专用取物装置 专用属具 快装索具等 货物的种类 品种 品种少 批量大的货物通常生产率较高 4 4搬运车辆 主要包括手推车 叉车和自动搬运车辆 AGV 等 手推车 以人力为主 在路面上水平输送物料的搬运车 特点 结构简单 价格低廉 轻巧灵活 易操作 适于短距离搬运轻型物料 手推台车 手动升降平台车 左图 登高式手推台车 右图 物流台车 油桶搬运车 一 叉车的概念和构成叉车是以货叉作为主要的取货装置 依靠液压起升机构升降货物 由轮胎式行驶系统实现货物的水平搬运的轮式车辆 叉车也称为叉式取货机 是物流领域中应用最广泛的装卸搬运设备 我国早期曾称为铲车 后来为了区别于单斗装载机而不再使用这种叫法 叉车是具有动力部分 传动部分和工作部分的复杂的装置 从总体结构上可分为动力系统 传动系统 转向系统 制动系统 液压系统 起重系统 电器设备和行驶系统八大部分 同装载的货物进行平衡的重量 约占车辆重量的33 前轮作支点 货物装载同跷跷板原理相同 车辆后部配置重型材料进行平衡 货叉是搬运负载最必用的配件 通常是100 150m宽 1 000 1 200mm长 40mm厚 用于室外的车辆 多使用内燃机式 硬胎多用于室内 气胎多用于室外的场合 行走速度较快 配重式的设计 轴距最长 将门架上安装孔位置及形状标准化 可确保货叉与其它应用附件的交换性 顶罩用于物体从上方落下以及在上升过程中货物倒塌时保护操作者 工作装置 内侧门架 外侧门架 提升控制用油压缸 链条 挡货架 货叉架 货叉 二 叉车的分类 一 按动力装置分类 内燃式叉车 EnginePoweredForkLiftTrucks 以四行程往复活塞式内燃发动机为动力的叉车 内燃式叉车依据内燃机所用燃料不同 又可分为 汽油机叉车 柴油机叉车 液化石油气叉车 天然气叉车 图液化石油气叉车 电动式叉车 ElectricForkLiftTrucks 电瓶叉车 交流 拖缆叉车拖缆叉车因活动范围有限 故应用很少 但其动力性 可靠性 维修性 使用经济性都由于电瓶叉车 内燃叉车和电瓶叉车性能的简单比较 内燃叉车动力强劲 运行速度快 可长时间连续作业 但噪音 振动 废气等污染严重 不适合库房内作业 品种 吨位 规格齐全 电瓶叉车 动力小 运行速度低 不可长时间连续作业 但无废气排放 噪音 振动也较小 适合库房内作业 品种 吨位 规格较少 3 手动式叉车手动油压叉车主要靠操作人员提供动力 起重量比较小 但购置费用 维修保养费用较低 操作灵活 维护方便 近年来在一些配送企业 连锁企业应用普及速度较快 手动叉车在仓库也有应用 习惯上称为装车机 手动叉车 二 按用途分类 通用叉车在大多数情况下都可以使用的叉车 专用叉车具有专门用途 仅适应某些特定场合或作业的叉车 如集装箱叉车 托盘搬运车等 专用叉车多属变形机具 三 按结构特征分类平衡重式叉车前移式叉车货叉前移式门架前移式插腿式叉车侧式叉车 四 按走行底盘的支撑形式分类1 四点支撑采用四个 组 车轮支撑车辆的重量 2 三点支撑采用三个车轮支撑车辆的重量 常见于插腿式叉车和前移式叉车 其他形式的叉车很少应用这种支撑形式 三点式叉车的结构和工作特点结构紧凑 工作尺寸小 转变半径小 用途广泛 更适合于小空间内作业 整车重心低 支撑面大 具有较高的转向稳定性 驾驶空间大 座椅 转向管柱前后位置均可调 操作者工作环境良好 图三支点电动叉车 平衡重式 此车最小转弯半径仅1450mm 四 常用叉车 一 平衡重式叉车1 类别概念和结构特点货叉位于车体的前部 为平衡货物重量产生的倾覆力矩 在车体后部装有平衡配重 故称平衡重式叉车 平衡重式叉车是出现最早 技术最成熟 也是应用最广的车型 平衡重式叉车 2 工作特点平衡重式叉车的货叉只能做升降运动和小角度的俯仰 以实现货物的安全升降 货叉在车体纵向的位置是固定的 因此需借助整车的移动完成货物的叉取 所以也称为直叉平衡重式叉车 对驾驶技术要求较高 门架和货叉位于车体 行驶方向 前部 工作时驾驶员的视野受限 3 应用由于其没有支撑臂 就需要较长的轴距和平衡重来平衡载荷 这样叉车的重量和尺寸都较大 需要较大的作业空间 货叉直接从前轮的前方叉取货物 对叉取货物的体积没有严格要求 它的动力较大 底盘较高 具有较强的地面适应能力和爬坡能力 总之 适合在各种场合进行货物的堆垛和搬运以及装卸作业 尤其适合室外作业 二 插腿式叉车1 类别定义由外伸在车体前方的 带脚轮的支腿保持车体的稳定 货叉位于支腿正上方 并可依靠门架做升降运动的叉车 此类叉车的支腿高度很小 可同货叉一起插入货物的底部 故称做插腿式叉车 由于独特的车体结构 此类叉车的吨位较小 一般不超过2吨 2 驱动方式电动 3 操纵方式步行操纵站式操纵坐式操纵4 结构特点结构独特 稳定性强 尺寸紧凑 小巧灵活 操控轻便 低噪声 无污染 故障率低 5 应用主要应用仓库 货场中货架上托盘及货物的存取及短距离运输 6 变形机种无门架结构 货叉仅能微升降的插腿式叉车常称为 托盘搬运车 图插腿式叉车 步行操纵式 步行操纵站式操纵图电动托盘搬运车 三 前移式叉车1 类别定义前移式叉车是指门架或货叉可以前后移动的叉车 2 分类 1 按工作部分的移动方式分类门架前移式货叉 叉架 前移式门架前移式货叉和门架一起移动 叉车驶近货垛时 门架可前伸的距离要受外界空间对门架高度的限制 因此 只能对货垛的前排货物进行作业 叉架前移式叉车的门架则不动 货叉借助于伸缩机构单独前伸 如果地面上具有一定的空间允许插腿插入 叉车能够超越前排货架 对后一排货物进行作业 2 按操作方式分类 站立式座椅式一般而言 小吨位为站立式 吨位较大的为座椅式 3 按适合的作业场所 普通型防爆型冷藏型 4 按驱动形式分类电动式内燃式大多数为电动 内燃驱动的较少 多见于大吨位 门架前移式叉车 货叉前移式叉车 图 门架 前移式叉车 图门架前移式叉车 4 结构和工作特点 1 利用门架或货叉的前移叉取货物 运行时门架或货叉后移 使货物重心位于前 后轮之间 运行稳定 2 利用门架或货叉前移和车辆的自重保持车体在工作时的重心的相对稳定 不需平衡配重 因而自重轻 同吨位的前移式叉车要比平衡重式叉车的自重要小得多 3 前移式叉车采用三点式支承的较多 因而具有转向灵活 操纵容易的特点 所需直角通道宽和堆垛通道宽较小 适用于车间 仓库内工作 4 前移式叉车的吨位一般较小 常见机型多为3吨以下 5 工作场合前移式叉车的支承轮 驱动轮因其结构上的原因直径较小 通过性能较差 所以对工作场地或道路的要求较高 这就决定了前移式叉车更适合在地面平整的货场上和库房内作业 4 结构和工作特点利用门架或货叉的前移叉取货物 运行时门架或货叉后