《物流设施与设备》电子教案第五章装卸与搬运设备(53P)

1、第五章 装卸与搬运设备第一节 装卸与搬运设备概述1第二节 起重堆垛设备3第三节 输送设备22第四节 托盘38第五节 装卸搬运车辆41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。在某些特定时刻或场合，单称“装卸”或单称“搬运”也包含了“装卸搬运”的完整含义。装卸与搬运设备是物流设备中重要的设备，它不仅用于生产企业内部物料或工件的起重输送和搬运、用于船舶与车辆货物的装卸，而且又完成库场货物的堆码、拆垛、运输以及舱内、车内、

2、库内的搬倒。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。 随着物流现代化的不断发展，物料装卸与搬运技术装备机械将会得到更为广泛的应用。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。其中，专用装卸搬运机械指带有专用取物装置的装卸搬运机械，如托盘专用装卸搬运机械、集装箱专用装卸搬

3、运机械、船舶用专用搬运装卸机械等。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。有的机械功能单一，只能满足一个装卸或搬运功能，又的机械装卸搬运功能兼有，可将两种作业操作合二为一，取得较好的效果，如：叉车、车站龙门起重机等。三、装卸与搬运设备的特点装卸与搬运设备的性能和作业效率对整个物流系统的效率影响很大，为了顺利完成物料搬运任务，必须适应物料搬运作业要求。要求物料搬运设备结构简单牢固，作业稳定，造价低廉，易于维修保养，操作灵活方便，生产率高，安全可靠，能最大程度地发挥其工作能力。 起重设备是现代企业实现生产过程必不可少的重要机械设备。例如，一个现代化港口的年吞吐量在几

4、千万吨以上，这些货物要靠各类起重设备进行装卸转运；在制造业中，大量的原料、燃料、半成品与成品，都要依靠各类起重设备进行装卸和搬运。起重设备是机械化作业的重要物质基础，是企业主要生产力要素之一。 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。四、装

5、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柔性化为适应产品的个性化、多品种和小批量的发展趋势，装卸与搬运设备应开发与柔性生产系统相配套的物流输送系统。为此要研究多手指的装配机器人和能准确、自动供料和传送定位输送机，实现高精度多自由度的柔性自动装配。3系统化与集成化为适应制造领域物流系统点多、线长、面宽和规模大的特点，制造领域物料装卸与搬运设备及系统应与生产物流相结合，从系统化、集成化的概念出发，通过计算机和生产物流融为一体，以提高生产的整体效益。第二节

6、起重堆垛设备一、起重设备1起重设备的工作特点与组成起重设备是用来升降和水平运移货物的设备。它的工作程序是：吊挂（或抓取）货物，提升后进行一个或数个动作的运移，将货物放到卸载地点后卸载，然后返程做下一次动作准备。这一过程称做一个工作循环，完成一个工作过程后，在进行下一次的工作循环。因此起重设备是一种间歇动作的设备。起重设备主要由驱动装置、工作机构、钢架结构及安全保护装置组成。（1）驱动装置驱动装置是用来驱动各工作机构动作的动力设备。很大程度上决定着起重设备的工作性能和构造特征。（2）工作机构 起重设备其升降及运移货物是依靠相应的机构运动来实现的。起重设备的工作机构有起升、运行、变幅和回转四大机构

7、。起升机构是用来升降货物的机构，是起重设备最基本的机构；运行机构是用来实现起重设备或起重小车沿固定轨道或路面行走的机构；变幅机构是依靠臂架俯仰或小车运行的方式使吊具移动而改变幅度的机构；回转机构是使起重设备回转部分在水平面内绕回转中心转动的机构。（3）钢架结构钢架结构是起重设备的基体和骨架。它主要用来布置和安装起重设备的驱动装置和机构部分，并承受各种载荷并将这些载荷传递给起重设备的支承基础。起重设备的主要钢架结构有臂架、门架、桥架、转台、人字架、机房等。起重设备除了以上三大部分以外，为了使起重设备工作安全可靠，还需要装设一些安全保护装置。例如：为了防止吊重过载而使起重设备破坏，需装有起重量限制

8、器或起重力矩限制器；为了防止起重设备行至终点或两台机械相碰发生剧烈撞击，需要装设行程限位器、缓冲器；为了防止露天工作的起重设备被风吹动滑行，需装设防风抗滑装置等。2起重设备的类型起重设备按其结构特点和用途可分为三大类：（1）轻小型起重设备轻小型起重设备一般只有一个升降机构，使货物作升降运动。在某些场合也可作水平运输（如卷扬机）。属于这一类型的起重设备有：千斤顶、滑车、葫芦、卷扬机等。（2）桥式类型起重机桥式类起重机具有桥架结构，并配有起升机构、大车运行机构和小车运行机构等。依靠这些机构配合动作，可在整个长方形场地及其上空作业，适用于车间、仓库、露天堆场等场所。桥式起重机包括：通用桥式起重机、堆

9、垛起重机、龙门式起重机、装卸桥、冶金专用起重机等。（3）臂架类起重机臂架类起重机具有臂架结构，配有起升机构、旋转机构、变幅机构和运行机构，液压起重机还配有伸缩臂机构。依靠这些机构的配合动作，可在圆柱形场地及上空作业。臂架式起重机可装在车辆上或其他运输（移动）工具上，构成运行臂架式起重机，这种起重机具有良好的机动性，可适用于码头、货场、工场等场所。臂架类起重机包括：塔式起重机、门座起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带式起重机、浮式起重机、铁路起重机等。3常见几种起重设备在装卸作业中应用较为广泛的几种起重设备，如桥式起重机、龙门起重机、轮胎起重机、门座起重机等讲作做重点的详细介绍，而对其余的起重设

10、备则做一般的简单介绍。（1）固定式起重机 固定式起重机一般是将起重机固定在基础或支承基座上，只能原地工作，其作业范围较小。在内河港口码头应用较多。 固定起重机。臂架可以俯仰变幅而不能回转的起重机称为固定式动臂起重机；臂架可回转（包括能变幅和不能变幅的）起重机称为固定式回转起重机。 桅杆起重机。它是臂架下端与桅杆下部铰接，上端通过钢丝绳与桅杆相连，桅杆本身依靠顶部和底部支承、保持直立状态的可回转臂架型起重机。桅杆起重机一般安装在码头、库场或船舶甲板上使用。（2）流动式起重机流动式起重机是可配备立柱或塔架，能在带载或空载情况下沿无轨路面运行，依靠自重保持稳定的起重设备。流动式起重机按底盘形式分为小

11、型起重机、随车起重机、汽车起重机、轮胎起重机和履带起重机。小型起重机。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的起重机。该起重机结构简单，制造容易，起重量一般不超过1t。 随车起重机。它是固定在载货汽车上的流动式起重机。它主要用于装卸车上的货物。汽车起重机。它是以通用或专用的汽车底盘为运行底架的流动式起重机。汽车起重机有机械和液压传动两种形式，适用于流动性大的不固定作业场所。为了保证安全操作，使用时必须撑好支腿，并决不允许吊重行驶。 履带起重机。它是以履带为运行底架的流动式起重机。由于履带与地面接触面积大，能在松软、泥泞地面上作业。其通过性能好，爬坡能力大，但因

12、制造成本高，底盘笨重，且要破坏行驶的路面，故在港口应用不如轮胎起重机广泛（3）移动式起重机移动式起重机是沿地面轨道行走的臂架型起重机，或支承在轨道上的桥架型起重机。移动式起重机包括门座起重机、半门座起重机、铁路起重机、桥式起重机、门式起重机（龙门起重机）和装卸桥。（4）缆索起重机缆索起重机是挂有取物装置的起重小车沿架空承载索运行的起重机，如图58所示。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。起升卷筒与起重小车的牵引卷筒均装设在主塔上，另一侧的副塔上装设有调整承载索张力的液压拉伸机。5轻小型起重设备轻小型起重设备主要有千斤顶、滑车及滑车组、葫芦、卷扬机

13、等，它们具有结构简单，使用方便，适用于流动性和临时性的作业场合。手动的轻小型起重设备尤其适用在无电源的场合使用。（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100400mm，最大起重量可达500t，自重大约10500kg，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由于千斤顶具有顶升重物而不需要辅助设备，且顶升缓慢、均匀、稳定，又适用于校正设备安装偏差和物件变形等，因而

14、被安装施工中广泛应用，但由于千斤顶与项升重物接触点较小，又依赖底坐的平整、坚实，而且有要求与重物接触良好，所以使用时要特别注意。 （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。链条葫芦选用时考虑的主要因素有起重量、工作级别、起升高度、起升速度、运行速度。a. 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。手拉葫芦适合于工厂、

15、矿山、建筑工地、农业生产以及码头、船坞、仓库等用作安装机器、起吊货物和装卸车辆，尤其对于露天及无电源作业安装机器、起吊货物和装卸平辆，选用时考虑的主要因素有起重量、起升高度、两钩间的最小距离、主要尺寸、重量等。手拉葫芦如图512所示。 b. 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。如图513所示。 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。选用时考虑的主要因素有起重量、起升高度、两钩间的最小距离、满载时的手扳力、重

16、量、手柄长度等。c. 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。如图514所示。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。 电动葫芦主要类型有固定式、单轨小车式、双梁葫芦小车式、单主梁葫芦小车式。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、

17、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。 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。桥式起重机用吊钩、抓斗或电磁盘来装卸货物，吊运方式由大车的纵向运动，小车的横向运动，以及起升机构的升降运动所组成。这些运动构成了一个长方形的、大范围的作业空间。（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

18、钢板的组合截面（如图515所示）。电动葫芦或手动单轨小车沿主梁的工字钢下翼缘运行，跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时，可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面的主梁，进行物料搬运作业。通常用于工厂车间、仓库等货物吊装量不大，作业不甚频繁的场所。单梁桥式起重机按驱动方式分手动、电动两种。手动单梁桥式起重机采用手动单轨小车作为运行小车，用手拉葫芦作为起升机构。手动单梁桥式起重机各机构的工作速度较低，起重量也较小（通常为0.510t）。但其结构紧凑，操作灵活，质量小，成本低，既可用于地面操作，也可用于司机室操作，还可进行遥控操作，便于组织生产，适合用于无电源或搬运量不大，对速度与生产率要求不

19、高的场合。电动单梁桥式起重机的工作速度、生产率较手动的高，起重量也较大。电动单梁桥式起重机由桥架、大车运行机构、电动葫芦（或由电动葫芦作主要部件的电动起重小车）及电气设备等部分组成。单梁桥式起重机按桥架支承形式不同，分为支承式和悬挂式两种。前者桥架沿用车梁上的起重机轨道运行；后者的桥架沿悬挂在厂房屋架下的起重机轨道运行。（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。图516所示为轻型双梁起重机。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

20、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。（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

21、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。a. 门式起重机类型 门式起重机根据门架结构形式、主梁形式、吊具形式不同进行分类。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。全门式起重机主梁无悬挂，小车在主跨度内运行，如图517a所示。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，如图517b所示。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。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

22、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，如图5-18，5-19所示。单主梁门式起重机结构简单、制造安装方便，自身质量小，主梁多为偏轨箱形架结构。与双主梁门式起重机相比较，整体刚度要弱一些。因此，当起重量Q50t，跨度L35m时，可采用这种形式。 L形单主梁门式起重机的制造安装方便，受力情况好，自身质量较小，但是吊运货物通过支腿处的空间相对小一些。 C形单主梁门式起重机的支脚做成倾斜或弯曲形成C形，目的在于有较大的横向空间，以使货物顺利通过支脚。双主梁式起重机承载能力强、跨度大、整体稳定性好、品种多，但自身质量与相同起重量的单主梁门式起重机相比要大，造价也较高。根据主梁结构木同，

23、又可分为箱形梁和构架梁两种形式，目前一般多采用箱形梁结构。箱形双梁门式起重机。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

24、、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。门座起重机又称门机，是有轨运行的臂架型移动式起重机。它和其他移动式起重机的主要区别在于：起重机的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。门架又是整个起重机的承载部分，起重机工作时的全部载荷，均由门架传到地面轨道上。门座起重机就是由此门架而得名的。门座起重机的门架大多采用箱形结构，刚度大。由于门架底部能通行火车或其他车辆，因此门架轨距有三种规格：能通行一列铁路车辆的轨距为6m，称单线门架；能通行两列铁路车辆的轨距为 10.5 m，称双城门架

25、；能并列通行三列铁路车辆的轨距为15.3m，称三线门架。港口码头前沿的门座起重机大多属于双线门架。 在现代的海河港口装卸设备中，门座起重机占据着重要的地位，其主要原因是它具有较好的工作性能和独特的优越结构。门座起重机的工作机构具有较高的运动速度，起升速度可达70m/min，变幅速度可达55mmin。使用效率高，每昼夜可工作22h。台时效率也很高，一般每小时能达100 t以上，这是为了适应港口装卸生产率高、作业频繁的特点。同时，门座起重机的结构是立体的，不多占用码头的面积，且有高大的门架和较长的臂架，因而具有较大的起升高度和工作幅度，适宜于工作范围较大的万吨级海轮的装卸、过驳，并且是水陆联运码头

26、车、船转运的重要装卸机械。但门座起重机也有它的不足，如造价高，需要钢材多，需要较大的电力供给；一艘轮压较大，需要坚固的地基；附属设备也较多，如变电所、电缆、地道等。 门座起重机具有起升、运行、变幅、回转四大工作机构，即可完成货物升降、起重机运行、回转以及带载变幅等动作。各机构有各自的电动机驱动，可单独工作；起升、变幅、回转三个机构还可以联合动作，提高装卸效率。（1）门座起重机的组成门座起重机是由金属结构，行走、起升、变幅、回转四个机构和电气系统组成的整体，如图524所示。金属结构包括起重臂系统、平衡系统、转盘、人字架（转柱或立柱）、梯子平台、机器房、操纵室、门架、运行机构均衡梁等。2）臂架类起

27、重机的性能及主要参数 移（流）动起重机由于其自身稳定性的特点，所以有其特有的技术参数，除第一节介绍的基本参数外，这里主要介绍流动式起重机的主要参数。a. 工作幅度：工作幅度是指回转中心轴离吊钩中心线的水平距离。随着幅度增加或吊臂仰角的减小，起重量要减小，当幅度增加到一定值时或吊臂降低到一定值时，起重机将丧失任何起重能力（各种起重机均附有特性曲线图表）。故在实际使用时，各种起重机都规定了工作幅度，即最大幅度和最小幅度。吊臂仰角最大不超过80o，一般工作范围规定在30o75o。（为了安装副臂和其他工作，吊臂仰角可达3o）。由于吊重时吊臂会发生弹性变形，故空钩状态和吊重状态时的幅度是有变化的。为了反

28、映起重机的实际工作能力，规定了有效工作幅度即前支腿中心与吊钩中心的最小水平距离。b. 起重力矩：指最大额定起重量与相应的工作幅度的乘积即起重力矩起重量工作幅度。它是衡量移动起重机起重能力的指标。c. 支腿跨距：指支腿工作时的外伸尺寸。由于设计时以支腿最大跨距来计算起重机的稳定性，因此，不应任意改变支腿原来的跨距。d. 工作速度：流动起重机作业时各机构的工作速度，主要包括：起升、变幅、吊臂伸缩、回转、支腿收放和行走速度。 变幅速度：是指起重机取物装置从最大幅度变到最小幅度的平均线速度（mmin），也可以完成变幅全过程所需时间来表示（s）。由于变幅运动对起重机安全影响很大（特别是带载变幅或不打支腿

29、时），所以速度不应太快，一般在15mmin左右。 吊臂伸缩速度：是指液压起重机的吊臂从基本臂到各节吊臂完全伸出的平均速度（mmin），也有以全伸（缩）状态到全缩（伸）状态所需的时间来表示（S）。由于伸缩油缸两腔作用面积不同，所以吊臂外伸速度要比缩回速度慢一些。 回转速度：是指起重机绕旋转中心转动的速度（rmin）。额定回转速度是指旋转机构电动机在额定转速下，起重机绕其旋转中心的旋转速度。由于启动与制动时的惯性力影响吊重物体的摆动，故回转速度不宜过快（一般在3rmin以下）。 行走速度：是指自行式起重机在道路或轨道上行驶时的速度（kmh）。有一般行驶速度和吊重行驶速度两种。轮式起重机的行走速度为

30、1530kmh。吊重行走速度限制在5kmh以下。e. 通过性参数：指移动式起重机能通过各种道路能力的参数，包括：最小转弯半径、最小离地间隙、最大爬坡度等。一般汽车起重机最大爬坡度为12o22o；轮胎起重机最大爬坡度为8o14o；越野轮胎起重机最大爬坡度可达20o35o。f. 外形尺寸：指整机的长度、宽度和高度的最大尺寸。因为外形尺寸受到道路、桥梁、涵洞限制，所以各国都作出具体规定。通常宽度限制在3.4m以内，高度则应低于4m。g. 轴荷：指移动式起重单轴的最大负荷。为适应公路行驶的要求，各国都有严格的规定。德国定为12t；英国定为lit；法国与日本定为13t；我国则在公路工程技术标准中规定为1

31、2t。h. 自重：指起重机工作状态时的机械总重，有的机型是指在行驶状态下的重量。它是评价起重机的一个重要综合性指标。8. 集装箱专用起重机(1)岸边集装箱起重机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，如图525所示。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

32、等。a. 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。岸边集装箱起重机前大梁有俯仰式、折叠式和滑梁式三种，如图527所示。俯仰式如图527a）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527b)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527c）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。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

33、索牵引小车式、半绳索牵引小车式和导杆牵引小车式。b. 岸边集装箱起重机的主要技术参数岸边集装箱起重机的主要技术参数与集装箱的箱型、船型、码头结构和装卸要求等有关。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)。目前集装箱装卸机械产品样本和有关技术书刊中，习惯上把岸边集装箱起重机的起重量定为额定起重量与吊具的重量之和。这里的额定起重量不包括集装箱吊具的重量，为所起吊的集装箱最大总重量。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

34、重量已减小到88.5t。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。据统计，目前世界上拥有各种岸边集装箱起重机，70以上的起重量取为40.5t或37.5t。尺寸参数岸边集装箱起重机尺寸参数的选定，与所装卸的集装箱船船型、集装箱箱型、码头作业条件及装卸工艺等有关。目前，世界上海上集装箱运输以第二代集装箱船为主，其代表船型的载重量为30 000t，载箱量为1800一2 000TEU，船宽约32m，满载吃水约11m。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

35、、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。按3万吨级船型和码头前沿水位差为2m的条件，根据上述要求，经计算得出的起升高度约为37m。故目前世界各国设计制造的岸边集装箱起重机的起升高度大都取轨面以上为25m，轨面以下为12m,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。外伸距的确定应根据船宽并考虑在甲板上堆放四层8ft 6in高的集装箱，在船舶横倾向外倾斜3o时，仍能吊走甲板上外舷侧最上层的集装箱。以3万吨级船型为例，计算所得的外伸距约为35m。内伸距是指岸边集装箱起重机陆

36、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。为了保证装卸船舶的装卸效率，在码头前沿水平搬运机械（如跨运车、底盘车等）来不及搬运的情况下，内伸距就可起到某些缓冲作用。此外，考虑到起重机要把舱盖板吊放到内伸距范围下和起重机陆侧不同的供电方式对内伸距的要求，内伸距一般取7一llm。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。轨距的确定，应使岸边集装箱起重机具有足够的稳定性和考虑到由于轨距变化给起重机轮压带来的影响。同时，要考虑码头前沿的装卸工艺方式。通常，要求岸边集装箱起重机轨距范围内能临时堆码三列集装箱，并允许跨运车能自由进出搬运这些集装箱。在岸边集装箱起重机门架下铺设铁路线，

37、进行车船直取的方式是不经济的。由于需要经常移动铁路车辆和对箱作业，将会影响船舶装卸效率。同时在码头前沿铺设过多的轨道线，还会影响流动搬运机械的运行。故岸边集装箱起重机的轨距不考虑铺设铁路线的尺寸要求，一般轨距取16m是比较合理的，也符合我国起重机轨距标准的规定。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0.8lm。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。基距是指同一轨道上两个主支承中心线之间的距离。门框内的空间应能通过40ft (12m )集装箱、大型舱盖板（14m14m）并考虑到在装卸过程中可能产

38、生的摆动，两边须留有一定的间隙，门框内的有效宽度应约为16m。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。普通型岸边集装箱起重机的起升速度为：满载31.5m/min，空载72m/min，相应

39、的设计生产率为20TEU/h左右。高速型岸边集装箱起重机的起升速度为：满载50m/min，空载120m/min，相应的设计生产率为3035TEU/h。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120125m/min，高速型为150160m/min。根据实际使用情况，小车运行速度在140m/m

40、in以上，必须装设吊具减摇装置。移动大车的目的是调整作业位置。因此，对大车运行速度并不要求很快，一般在2545m/min即可。臂架俯仰时间是指将臂架仰起和放下一个工作循环所需要的时间。由于臂架俯仰机构属于非工作性机构，在集装箱船舶靠离码头或移泊时，岸边集装箱起重机需将臂架仰起来，以便让船通过，故速度较低。一般一个俯仰工作循环，即臂架仰起和放下，取8l0minc. 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180 m/rnin以上，在小车制动驻车后，

41、吊具及其集装箱的摆幅可达2m，要经过30 s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150 200 mm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。(2)集装箱龙门起重机集装

42、箱龙门起重机有轨道式和轮胎式两种二、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。（一）堆垛起重机的类型堆垛起重机是自动化立体仓库中最重要的设备。它分桥式堆垛起重机和巷道堆垛起重机两大类。（二）桥式堆垛起重机桥式堆垛起重机（简称桥式堆垛机）如图5-34所示。它是在桥式起重机小车上增加带有可回转360o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。桥式堆垛机的桥架在仓库的高架轨道上运行，小车在桥架上运行，

43、因此它可以服务于其跨度间的所有巷道。（三）巷道堆垛起重机巷道堆垛起重机（简称巷道堆垛机）如图5-35所示，是自动化立体仓库中最重要的设备。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。 巷道堆垛机的整机结构高而窄，因此可以方便地在狭窄的货架巷道内通行，完成对高层货架的货物存取。它配备了伸缩货叉、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。采用机上控制或远距离控制等自动控制方式，巷道堆垛机可以自动运行、升降、认址、停准及存取货物。巷道堆垛机和各种出人库输送机、分拣机

44、、装卸搬运机械组成了自动化立体仓库的货物存取与传送系统。1.巷道堆垛机的类型巷道堆垛机有多种类型和分类方法。（1）按作业方式分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，

45、又能从货物单元中拣选一部分货物出库。（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。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。（3）按控制方式分手动式操作人员在驾驶室里用手柄或按钮操纵堆垛机的运行、起升、货叉伸缩等动作，完成认址、变速和堆垛等工作。这种控制方式的设备简单，但驾驶员的劳动强度大，作业效率低。适合出入库不频繁的中、小规模仓库。半自动式堆垛机具有自动停准功能

46、。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。操作人员把货格地址和操作指令输人堆垛机的随机控制台，通过逻辑控制装置堆垛机自动完成作业。操作人员也可在控制室内，通过可编程序控制器和信号传输系统对堆垛机进行远距离控制。（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，如图5-36所示。曲线运行型堆垛

47、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，如图5-37所示。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，如图5-38所示。（1）起升机构起升机构的作用是使载货台作升降运动。起升机构的组成和安装位置起升机构由电动机、减速器、制动器、卷绕系统等组成。起升机构的工作过程起升机构运转是通过减速装置使卷筒（链卷筒）转动，将钢丝绳（链条）卷人卷筒（链卷筒）。钢丝绳（链条）绕过机架立柱顶部的定滑轮（链轮

48、）与载货台相连，因此钢丝绳（链轮）就牵引载货台上升。当到达指定的货格位置时，制动器动作，使载货台平稳、准确地停住。起升速度起升机构的工作速度一般为1530m /min，最高可达48 m/min。但不管选用多大的工作速度，都应备有一档低速档，一般为35m/rnin，以便使载货台能够平稳和准确地停在规定的位置上。另外，存取货物时，也需要使货叉或载货台作极短距离的微小升降。（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。第三节 输送设备一、连续输送机械的基本

49、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。在自动化立体仓库系统中，其搬运系统一般都是由连续输送机组成的，如进出库输送机系统、自动分拣系统等，整个搬运系统由中央计算机统一控制，形成了一个完整的货物输送与搬运系统，大量货物或物料的进出库、装卸、分类、分拣、识别、计量等工作均由输送机系统来完成。二、连续输送机械的特点 与起重设备相比，输送机能沿固定线路不停地输送货物，其工作机构的装载卸载都是在运行过程中进行的，因而输送机

50、的起动、制动次数少；另外，被输送的散料均匀地分布于承载构件上，被输送的成件货物也同样按一定的次序以连续的方式移动。连续输送机械与具有间歇动作的起重设备比较具有以下优点： （1）输送能力大。连续输送机械的输送路线固定，加上散料具有的连续性，所以装货、输送、卸货可以连续进行；输送过程中极少紧急制动和启动，因此可以采用较高的工作速度，效率很高，而且不受距离远近的影响。 （2）结构比较简单。连续输送机械沿一定线路全长范围内设置并输送货物，动作单一，结构紧凑，自身质量较轻，造价较低。因受载均匀、速度稳定，工作过程中所消耗的功率变化不大。在相同输送能力的条件下，连续输送机械所需功率一般较小。 （3）输送距

51、离较长。不仅单机长度日益增加，且可由多台单机组成长距离的输送线路。 （4）自动控制性好。由于输送路线固定，动作单一，而且载荷均匀，速度稳定，所以较容易实现自动控制。 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。三、连续输送

52、机械组成、类型与应用（一）连续输送机械的一般组成 散料机械系统通常由远距离运输、转载、取料、堆积等设备构成。 1.运输机械：由带式运输机（皮带机）、气垫带式运输机、螺旋运输机、气力运输机、刮板运输机等运输机械组成。 2.转载设备：一般为转载漏斗和其他转载设备及转载房等构成。 3.取堆设备：斗轮取料机、真空泵取料机、卸船机、卸车机等。 （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

53、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。 我国各个散粒物料出口专业化码头均装备了以带式输送机为主体的散粒物料装船系统；而在散粒物料进口专业化码头上则有以各种输送机为主体的散粒物料连续卸船系统，例如用于散粮码头的卸船作业的双带式卸船机、埋刮板卸船机、气力吸粮机等；用于化肥卸船作业的螺旋卸船机；用于煤炭卸船作业的链斗卸船机；用于卸驳船作业的悬链式链斗卸船机。这些散粒物料连续装卸机械

54、的迅速发展开拓了连续输送机械新的发展领域。（三）连续输送机械的类型连续输送机械的类型连续输送机械可分为机械式和流体式两大类。1.机械式 机械式输送机械是依靠工作构件的机械运动进行输送。按其结构形式不同又可分为有挠性牵引构件的、无挠性牵引构件的和连续装卸机械。 （1）有挠性牵引构件的输送机械 有挠性牵引构件的输送机械的特点是：物料放在牵引构件上或与牵引构件连接的承载构件上，利用牵引构件的连续运动来输送物料。这类输送机械除具有牵引构件、承载构件、驱动装置、张紧装置以外，一般还具有装载、卸载、改向等装置，还包括图543所示的带式输送机、斗式提升机、板式输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、悬挂输送机、自

55、动扶梯等，它们分别采用输送带或链条作为牵引构件。 （2）无挠性牵引构件的输送机械 无挠性牵引构件的输送机械的特点是：利用工作构件的旋转运动或往复运动使货物沿封闭的管道或料槽移动。它们输送货物的工作原理各自不同，且共性的零部件也很少，如图544所示的螺旋输送机、振动输送机、滚柱输送机等。 连续装卸机械是在货场进行堆料、取料及转运的连续装卸机械，它包括堆料机、取料机和堆取料机。2.流体式 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，如气力输送机和液力输送装置等。3.常用的几种输送机械特点（1）带式输送机是以带条作为牵引构件和承载构件的连续输送机械，它可供输送各式各样的散货和件杂货物，

56、输送长度可达数公里（国外最长的钢丝绳牵引胶带输送机输送长度达14.6Km），也有不超过数米长的小型带式输送机。带式输送机是散货码头的最主要的也是比较理想的输送设备，应用最为广泛。 （2）斗式提升机是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，广泛用于堆场、仓库、矿井、卸船和卸车。 （3）板式输送机中的链板输送机的结构和工作原理与带式输送机相似，其主要区别在于，链板输送机用链条作为牵引构件，用对接的或搭接的平形板或槽形等构件作为承载构件的输送机械。适用于输送散粒物料或成件货物，并在输送中可完成各种工艺流程或工艺操作。 （4）埋刮板输送机如图543a）的所示。在无端的链条上相隔一定距离固定一块刮板，链条和刮板在封闭的矩形断面管道内运动，由加料口导入管内的物料被刮板带动。工作时，刮板和链条完全理在物料之中，用来水平或垂直输送散粒物料。埋刮板输送机结构较简单，尺寸、重量也较小，输送路线布置灵活。但对所输送的物料有一定要求，不宜输送大块的、容重较大的、粘结性和磨损性大而不允许破碎的物料。 （5）螺旋输送机如图544所示，是借助于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。由于装入料槽的物料受本身重力及其对料槽的摩擦力