第一章 物流设施与设备概述

1、物流设施与设备物流设施与设备第一章第一章 物流设施与设备概述物流设施与设备概述【学习目标】l了解物流设备与设施的概念和种类，了解物流了解物流设备与设施的概念和种类，了解物流设施与设备的特点和发展趋势，理解机械设备设施与设备的特点和发展趋势，理解机械设备的基本组成，掌握机械传动的类型、基本原理的基本组成，掌握机械传动的类型、基本原理和特点。和特点。一、物流设施设备的基本概念一、物流设施设备的基本概念l物流设施设备就是指进行各项物流活动和物流作业所需要的设备与设施的总称。它既包括各种机械设备机械设备、器具器具等可供长期使用、并在使用中基本保持原有实物形态的物质资料，也包括运输通道、货运站场和仓库等

2、基础设施基础设施。l物流设施设备物流设施设备是组织物流活动和物流作业的物质技术基础，是物流服务水平的重要体现。l物流设施物流设施包括公路、铁路、航空、水运、管道及港口、货运站场和通讯等基础设施，这些基础设施的建设水平和通过能力直接影响着物流各环节的运行效率。二、物流设施与设备的分类二、物流设施与设备的分类l（一）物流基础性设施l物流基础设施是在供应链的整体服务功能上和供应链的某些环节上，满足物流组织与管理需要的、具有综合或单一功能的场所或组织的统称。物流基础设施一般由国家或地区政府投资建设，具有战略地位高、辐射范围大、投资规模大的特点。（一）物流基础性设施（一）物流基础性设施l1物流网络结构中

3、的枢纽点，如全国或区的铁路枢纽、公路枢纽、航空枢纽港、水路枢纽港，国家战略物流储备基地：粮食储备库、辐射全国或区域的物流基地等。l2物流网络中的线，如输送管路、公路、铁路、航道等。l3物流基础信息平台，由计算机硬件设备、有线网络设备、无线网络设备和信息自动采集设备组成，其任务是为企业的物流活动与物流信息系统提供基础信息服务，如交通状况信息、交通组织与管理信息、城市商务信息、经济地理信息、资金信息等。（二）物流功能性设施（二）物流功能性设施l1以存放货物为主要职能的节点，货物在这以存放货物为主要职能的节点，货物在这种结点上停滞时间较长。如储备仓库、营业仓种结点上停滞时间较长。如储备仓库、营业仓库

4、、中转仓库、货栈等，库、中转仓库、货栈等，l2以组织物资在系统中运动为主要职能的节以组织物资在系统中运动为主要职能的节点，如流通仓库、流通中心、配送中心流通加点，如流通仓库、流通中心、配送中心流通加工点等。工点等。l3物流系统中的载体：包括货运车辆、货运物流系统中的载体：包括货运车辆、货运列车、货机、货运船舶等。列车、货机、货运船舶等。（三）物流技术设备（三）物流技术设备l物流技术装备主要包括进行各项物流活动的所需的机械设备、器具等。l物流技术装备可以长期使用、并在使用过程中基本保持其原来的实物形态。l1 1仓储设备仓储设备l仓储设备是指在储存区进行作业活动所需要的设备器具，仓储设备是指在储存

5、区进行作业活动所需要的设备器具，主要用于各种配送中心、仓库存取货物，有货架、堆垛机、主要用于各种配送中心、仓库存取货物，有货架、堆垛机、叉车、室内搬运车、出入库输送设备、分拣设备、提升机、叉车、室内搬运车、出入库输送设备、分拣设备、提升机、AGVAGV、搬运机器人及计算机管理和监控系统等，仓储设备、搬运机器人及计算机管理和监控系统等，仓储设备可以组成机械化、半自动化、自动化的储仓，完成对物料可以组成机械化、半自动化、自动化的储仓，完成对物料的堆垛、存取、分拣、货物进仓与出仓等作业。的堆垛、存取、分拣、货物进仓与出仓等作业。l2 2输送机械设备输送机械设备l输送机械是指按照规定路线连续或间歇的运

6、送散状或包装输送机械是指按照规定路线连续或间歇的运送散状或包装物品的搬运设备。主要有带式输送机、斗式提升机、埋刮物品的搬运设备。主要有带式输送机、斗式提升机、埋刮板输送机、螺旋输送机、悬挂输送机、架空索道等。输送板输送机、螺旋输送机、悬挂输送机、架空索道等。输送机械设备是现代物流系统中完成物料搬运的重要设备。机械设备是现代物流系统中完成物料搬运的重要设备。l3起重机械l起重机械的作用是将重物提升、降落、移动、放置于需要的位置。起重机械是生产过程中不可缺少的物料搬运设备。起重机械包括：简单起重机、臂架类起重机、桥架类起重机等。l4流通加工装备流通加工装备l流通加工是指物品在从生产地到使用地的过程

7、中，根据需要施加包装、分割、计量、分拣、刷标志、拴标签、组装等简单作业的总称。它是商品流通中的一种特殊形式，是弥补生产过程加工程度的不足、更有效地满足用户多样化的需要、更好地衔接产需、促进销售的一种高效、辅助性的加工活动。完成流通加作业的专用机械设备称为流通加工装备，主要有切割机械、包装机械等。切割机械有金属、木材、玻璃、塑料等原材料切割机械；包装机械有充填机械、罐装机械、捆扎机械、裹包机械、贴标机械、封口机械、清洗机械、真空包装机械、多功能包装机械等设备；另外还有混凝土搅拌、运输机械等设备。l5集装单元化装备集装单元化装备 l集装单元化装备主要有托盘、集装箱和其他集装单元器具。货物经过集装单

8、元器具进行集装和组合包装后，提高了搬运活动性，货物随时处于准备流动的状态，便于储存、装卸搬运、运输等环节的合理组织，便于实现物流作业的机械化、自动化、标准化。l6工业搬运车辆工业搬运车辆l工业搬运车辆主要指在工厂、码头应用极为广泛的叉车、跨运车、牵引车等搬运设备。第二节第二节 物流设施与设备的发展概况物流设施与设备的发展概况一、国外发达国家物流基础设施的发展情况一、国外发达国家物流基础设施的发展情况l(一)国外各国公路的发展情况l从19世纪末到本世纪30年代，是各国公路的普及阶段。从30年代到50年代，是各国公路的改善阶段。从50年代到80年代，是各国高速公路和干线公路高速发展阶段。80年代末

9、90年代初以来，是各国公路综合发展阶段。l(二)托盘的使用l目前，世界范围内多数国家托盘使用量大，使用频率高，使用范围广。据统计，美国拥有1520亿个托盘，有80%的商品贸易由托盘运载；在日本拥有约78亿个托盘；在欧洲每年有2.8亿个托盘在企业间循环。物流业刚起步不久的我国也拥有上亿个托盘，并且社会生产、流通的大多数行业都不同程度地大量使用托盘。l( (三三) )叉车的生产和使用叉车的生产和使用l2007年，全球叉车销量达到90.7万辆，同比增长10%。消费量按地区构成情况如下：欧洲占世界叉车市场份额约为40%；其次为北美（美国加拿大）市场，约为21%；中国所占市场份额已超过11%；而日本占比

10、不超过10%；世界其它地区比重则接近16%。l从全球叉车市场按地区构成情况来看，欧洲是最大的叉车消费市场，占世界叉车市场份额比较稳定，约为40%；其次为北美（美国与加拿大）市场，其市场份额有所下滑，07年约为21%；中国已超越日本成为第三大叉车消费市场，表观消费量（销量进口量出口量）占全球市场份额逐年增加，现已超过11%；而日本叉车需求占全球市场份额也出现下降走势，预计其07年消费量占比不超过10%；世界其它地区叉车需求比重则不断提高，目前已接近16%。l(四)仓库l美国2000年的仓库面积达65亿平方英尺，约6亿平方米，比1999年增长了6%。配送中心是越建越大，企业所管理的仓库的面积也越来

11、越大，如：美国Hallmkk公司建立了多达120个巷道的立体仓库。日本的企业自动化物流系统在世界上发展最快，其销售的自动立体仓库在经历了1991年1814座的高峰后，尽管近年来日本经济低迷，在2000年仍销售1032座，其中91%在日本国内。l( (五五) )无人搬运系统（无人搬运系统（AGVSAGVS）l无人搬运系统（AGVS）又被称为激光自动导引车系统(Automatic Guided Vehicle System)、无人搬运车系统、自动导引车系统，它有若干辆沿导引路径行驶、独立运行的AGV组成。AGVS在计算机的交通管制下有条不紊地运行，并通过物流系统软件而集成于整个工厂的生产监控和管理

12、系统中。无人搬运主要用于装配、生产和配送过程中的物料运动，适用于包括汽车、航天和军工、食品和饮料、造纸、新闻和出版、塑料和原材料等不同的行业。l仓储业是AGV最早应用的场所。1954年世界上首台AGV在美国的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运。1974年，瑞典的Volvo Kalmar轿车装配工厂与SchiinderDigitron公司合作，研制出一种可装载轿车车体的AGVS，并由多台该种AGVS组成了汽车装配线，从而取消了传统应用的拖车及车等运输工具。由于工厂采用AGVS获得了明显的经济效益，许多西欧国家纷纷效仿Volvo公司，并逐步

13、使AGVS在装配作业中成为一种流行的运输手段。20世纪80年代，伴随着与机器人技术密切相关的计算机。电子、通信技术的飞速发展，国外掀起了智能机器人研究热潮，其中各种具有广阔应用前景和军事价值的移动式机器人受到西方各国的普遍关注 二、近几年我国物流基础设施、技术装备的发展概况二、近几年我国物流基础设施、技术装备的发展概况l（一）固定资产投资增长很快l（二）我国物流总体需求增长，产业发展变化快，物流装备业正形成产业集群模式。2007年中国物流装备业发展有以下几大特点年中国物流装备业发展有以下几大特点l1工业车辆需求大工业车辆需求大l2托盘产量高速增长，托盘共用系统得到全球关注，托盘产业链逐托盘产量

14、高速增长，托盘共用系统得到全球关注，托盘产业链逐步形成步形成l3工业货架行业产量快速增长工业货架行业产量快速增长l4中国自动化仓库建设步伐加快，物流自动化装备得到普及应用中国自动化仓库建设步伐加快，物流自动化装备得到普及应用l5物流装备租赁取得实质发展物流装备租赁取得实质发展l6中国物流装备业开始大量出口，占据国际市场中国物流装备业开始大量出口，占据国际市场l7RFID技术开始在物流业得到应用与发展技术开始在物流业得到应用与发展l8物流信息化向更加专业化方向发展物流信息化向更加专业化方向发展l9物流运输装备取得快速发展，专业配套设备市场广阔物流运输装备取得快速发展，专业配套设备市场广阔l10我

15、国造船业蓬勃发展我国造船业蓬勃发展l11物流装备专业服务理念初见端倪物流装备专业服务理念初见端倪l12系统整体解决方案需求越来越大系统整体解决方案需求越来越大三、我国物流技术发展展望三、我国物流技术发展展望l自动化物流系统是集光机电信息技术为一体的系统工程，由于信息技术的发展，使它具有了更广阔的内涵，物流自动化装备主要包括：自动化立体仓储系统、自动输送系统、自动导引系统、ACVS机器人作业系统，自动控制系统，多媒体实时监控系统、计算机模拟的其他系统及计算机集成管理系统等，这些自动化物流系统是一项复杂的系统工程，涉及到机械工程技术条码技术和无线标识模拟仿真、图像识别、网络通讯、数据库系统、数据采

16、集实时监据无线通讯、红外通讯、激光定位、激光导引、电磁导引、惯性导航机器人等技术。四、物流装备技术的发展趋势四、物流装备技术的发展趋势l现代物流技术装备目前已呈大型化、高速化、实用化、多样化、自动化、智能化、标准化、模块化及绿色化等趋势。 六、物流设施与设备在现代物流中六、物流设施与设备在现代物流中 的地位与作用的地位与作用l1物流设施与设备是物流系统的物质技术基础；l2物流设施与设备是物流系统的重要资产；l3物流设施与设备涉及物流活动的各个环节；l4物流设施与设备是物流技术水平高低的重要标志。第三节第三节 常用机械传动系统简介常用机械传动系统简介 l一、机械设备的基本组成一、机械设备的基本组

17、成l任何机械设备，不论其用途，性能如何，仅从各部分完成职能的角度来分析。其主体结构都由动力部分、传动机构、执行机构和控制系统等四个基本组成部分。l1动力部分动力部分l动力部分是机械设备动力的来源，为执行部分提供需要的动力。作为动力部分的原动机有电动机、内燃机、气（液）压动力装置等。l2执行部分执行部分l执行部分处于整个传动路线的终端，完成机械预期的动作，其结构形式取决于机械本身的用途，如水泵的水轮、卷扬机的卷筒等。l3传动部分传动部分l传动部分介于动力部分和执行部分之间，是连接动力部分和执行部分的桥梁，将原动机的运动和动力传递分配给执行部分。常用传动装置有机械传动装置、液（气）压传动装置、电气

18、传动装置等。机械传动装置是目前机械设备中最主要和应用最广泛的一种传动装置，机械传动能得到较精确的传动比，传递动力较大，变速范围宽，可以往任何方向传动，但工作条件要求苛刻，制造成本较高。液压传动和气压传动应用日趋广泛。液压传动传递功率大，传动平稳，工作安全可靠，很有发展前途，缺点是传动比不够精确。气压传动多用于小型机械工具中。电气传动是项新技术。l4控制部分控制部分l控制部分的作用是控制机械的其他基本部分，使操作者能随时实现或终止预定的功能。现代机械控制包括机械控制系统和电子控制系统两部分。除以上四部分外，机械设备还有操纵部分、支承部分和其他辅助部分。二、电机与常用机械传动系统二、电机与常用机械

19、传动系统 l（一）电动机l电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用着。l右图 Y系列三相异步电动机l目前较常用的交流电动机有三相异步电动机和单相交流电动机。三相异步电动机多用在工业上，单相交流电动机多用在民用电器上。1电动机的类型电动机的类型l电动机按其功能可分为驱动电动机和控制电动机；按电能种类分为直流电动机和交流电动机；从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为同步电动机与异步电动机；按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机；按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防水式、潜水式；按安装结构

20、型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸缘等；按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等。随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件，国内通常按功率大小将电机分为大型电机、中小型电机、小功率电机等三大类。2 2电动机结构及各部分的作用电动机结构及各部分的作用 三相鼠笼异步电动机结构图一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等，如图所示。（二）齿轮及齿轮传动（二）齿轮及齿轮传动l在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，齿轮传动可用来传递任意两轴之间的运动和动力。齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装

21、置。l齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。 斜齿轮传动斜齿轮传动直齿轮传动直齿轮传动齿轮传动的特点齿轮传动的特点是：齿轮传动具有结构紧凑、传动比精确，传动平稳、工作可靠、效率高、寿命长等特点，齿轮传动使用的功率、速度和尺寸范围大。如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生一定噪声。 l根据齿轮传动的工作条件，可分为：开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。半开式齿轮传动，齿轮浸入

22、油池，有护罩，但不封闭。闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确。（三）皮带传动（三）皮带传动l皮带传动皮带的类型有平皮带、三角带、齿形带等。右图为平皮带传动，皮带传动属于摩擦传动，当主动轮转动时，张紧在两个带轮上的皮带由于摩擦力的作用而移动，又依靠摩擦力带动被动轮。l皮带传动的特点：柔性带具有良好的弹性，能减缓冲击、吸收振动，传动平稳，噪声小。皮带传动是摩擦传动，过载易打滑，传动比不恒定，但可保护机器。传动中心距大，结构简单，成本低，装拆方便。对轴和轴承的压力较大，传动效率低。不宜高温、易蚀、易燃环境使用，带的寿命较低,结构不紧凑。4、链传动、链传

23、动链传动是一种应用较广的一种机械传动。它是由链条和主、从动链轮所组成。链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动与属于摩擦传动的带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比，传动效率较高；又因链条不需要象带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉；在远距离传动（中心距离最大可达十多米）时，其结构比齿轮传动轻便得多。 l按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，而在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链传递的功率一般在100kw以下，链速一般不超过15m/s ，推荐使用的最大传动比imax=8传动链有短节距精密滚子链（简称滚子链）、齿形链等类型。其中滚子链使用最广，齿形链使用较少。l链传动的主要缺点是：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。链传动主要在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如：链传动可用于低速重型及极为恶劣的工作条件下，例如掘土机的运行机构，虽受到土块、