书城教材教辅现代物流技术基础
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第23章 装卸搬运装备及管理(2)

二、起重设备

起重设备是对以间歇作业方式对物料进行起升、下降和水平移动的机械设备的总称。它对减轻劳动强度,降低运输成本,提高生产效率,加快车、船周转,实现装卸搬运机械化起着十分重要的作用,在交通运输行业得到广泛应用。各种起重设备不仅用于交通运输部门对长大笨重件、集装箱、托盘等进行装卸作业,而且还用于工民建筑,轻、重工业及机械工业、水电、化工、油田等对大型构件和设备进行安装、起吊搬运等作业。

1.起重设备的分类

起重设备按其重量及运动方式可分为三大类。

(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、滑车及滑车组、手动葫芦、卷扬机等。它们具有轻小简练、使用方便的特点,适用于流动性和临时性的作业,手动的轻小型起重设备尤其适合在无电源的场合使用。

(2)桥式类起重机。桥式类起重机配有起升机构、大车运行机构和小车运行机构。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、堆垛起重机、龙门式起重机和装卸桥等。

(3)臂架类起重机。臂架类起重机配有运行机构、起升机构、旋转机构和变幅机构,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工具上,构成自行动臂架式起重机,这种起重机具有良好的机动性,适用于码头、货场、矿场等场所。臂架类起重机包括塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机、铁路起重机、悬臂起重机等。

2.轻小型起重设备

(1)千斤顶。千斤顶又称举重器,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,能顶起很重的货物,又可矫正设备安装的偏差和构件的变形等。千斤顶的高度一般为100~400毫米,最大起重量可达500吨,自重10~500千克。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。使用千斤顶时,顶升高度不要超过套筒或活塞上的标志线,如无标志线,使用时,其顶升高度不要超过螺杆或活塞总高度的3/4,特别是螺旋千斤顶。当顶升高度超过螺杆总高度的3/4时,螺母套筒与螺杆的接触面减少,从而使每圈螺纹牙所受的压力增加。当此压力超过螺母套筒的设计允许值时,会使螺纹牙发生剪切和挤压破坏。起重一个重物若同时使用几个千斤顶时,每台千斤顶(同类型、同负荷)的起重能力不应小于计算载荷的1.2倍,主要是防止由于不同步而造成个别千斤顶超负荷而损坏。

(2)手动葫芦。手动葫芦是一种使用简单、携带方便的手动起重机械,也称“环链葫芦”或“倒链”。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10吨,手动葫芦具有结构紧凑、手拉力小等特点。

3.桥式类起重机

桥式类起重机指由具有能运行的桥架结构和设置在桥架上的能运行的起升机构组成的起重机械。常用的桥式类起重机包括梁式起重机、通用桥式起重机、龙门式起重机、装卸桥等。这类起重机多是固定式,完成固定空间的吊运作业,适用于所有工矿企业、仓库、露天堆场等,进行物料的装卸、搬运和吊装等。

(1)桥式起重机。桥式起重机是横架于车间、仓库及露天货场的上方,用来吊运各种货物的机械设备,通常称为“桥吊”“天车”或“行车”。它放置在两排固定的钢筋混凝土栈桥上,可沿栈桥上的轨道纵向移动,起重小车可在桥架上的小车轨道上作横向移动。这样,起重机可以在一个长方体(起吊高度×跨度×走行线长度)的空间内作业。桥式起重机是应用广泛的一种轨道运行式起重机,其数量约占各种起重机总量的60%~80%,额定起重量从几吨到几百吨。常用的桥式起重机有桥式吊钩起重机、桥式抓斗起重机、桥式电磁起重机、三用桥式起重机、双小车桥式起重机和电葫芦双梁桥式起重机。

(2)龙门起重机。龙门起重机又称龙门吊或门式起重机,它是由支撑在两条刚性或一刚一柔支路上的主梁构成的龙门框架而得名,其外形结构。龙门起重机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。龙门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,在仓库、货场、车站、港口、码头等场所担负着生产、装卸、安装等作业过程中的货物装卸搬运任务,是企业生产经营活动中实现机械化、自动化的重要工具。龙门起重机应用十分普遍,其使用数量仅次于桥式起重机。

4.臂架类起重机

臂架类起重机由行走、起升、变幅、旋转机构组成。通过这些机构的配合动作,可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,在此主要介绍的是物流系统中常用的门座式起重机和地面动臂式起重机两种。

(1)门座式起重机。门座式起重机又称门机,是有轨运行的臂架型移动式起重机。门座式起重机的额定起重能力范围很宽,一般在5~100吨,造船用的门座式起重机的起重量范围则更大,现已达到150~250吨。门座式起重机的工作机械具有较高的运动速度,运行效率高。同时,它的结构是立体的,占地面积很小,具有高大的门架和较长的伸臂,因而具有较大的起升高度和工作幅度,能满足港口码头船舶和车辆的机械化装卸、转载以及充分利用场地的要求。门座式起重机的回转机构能使臂架作360°回转,其变幅机构能使臂架俯仰,改变起吊点至回转中心的距离,并且在变幅过程中保持货物的离地高度不变,由起升机构完成起吊作业。门座式起重机的缺点是造价高,需要钢材多,电力消耗大,一般轮压较大,需要坚固的地基,附属设备也较多。

(2)地面动臂式起重机。地面动臂式起重机的特征是机体贴近地面,采用动臂结构。它主要依靠吊臂的长短或仰角的大小旋转运动,使货物作垂直和水平运动。它具有机动灵活、转移快和作业范围大等特点,被广泛用于码头、车站、货场及工地等场所物料的装卸、搬运和设备、构件的安装。地面动臂式起重机的基本工作原理是:利用动力装置(如柴油机、电动机)为驱动力,再依靠各种传动方式(如机械传动、液压传动、电力传动),将动力分别、依次传递到各工作机构去,使机构运动,吊起重物。

三、搬运设备

搬运是对物料、产品、零件、介质或其他物品进行搬动、运输或改变其位置。搬运设备是进行搬运作业的物质基础,它的技术水平是搬运作业现代化的重要标志之一。物料搬运输送设备是物流中心和生产物流系统的重要装备,在生产与作业场地,物料搬运设备起着人与工位、工位与工位、加工与存储、加工与装配之间的衔接作用,具有物料的暂存和缓冲功能。通过对搬运设备的合理运用,使各工序之间的衔接更加紧密,提高生产效率,它是生产中必不可少的调节手段。

1.手推车

手推车是一种以人力驱动为主,在路面上水平运输货物的小型搬运车辆的总称。其搬运作业距离一般不大于25米,承载能力一般在500千克以下。其特点是轻巧灵活、易操作、转弯半径小,是短距离输送较小、较轻物品的一种方便而经济的运输工具。

由于输送货物的种类、性质、重量、形状、道路条件等的不同,手推车的构造形式是多种多样的。

手推车的选择首先应考虑货物的形状及性质。当搬运多品种的货物时,应考虑采用具有通用性的手推车,对单一品种的货物,则应选用专用性的手推车,以提高搬运效率。

2.叉式搬运车

叉式搬运车又称叉车,是在仓库和货场装卸、搬运、堆码作业中被广泛用使用的一种搬运车辆。它具有适用性强、机动灵活、效率高等优点。它不仅可以将货物叉起进行水平运输,还可以叉取货物进行垂直堆码。叉车的种类很多,可以从不同角度分类。如果按构造的不同,可分为正面式、侧面式和转叉式叉车;如果按所用动力不同,则可分为内燃式、蓄电池式和无动力叉车。

(1)正面式叉车。正面式叉车的特点是货叉朝向叉车正前方。正面式叉车根据结构的不同可分为5种:手推式叉车、平衡重式叉车、插腿式叉车、前移式叉车和全向行走叉车。

①手推式叉车是利用人力推拉的简易插腿式叉车。其形式有:手摇机械式、手动液压式和电动液压式3种。用于仓库内效率要求不高,有一定堆垛作业,装卸高度不大且单向搬运距离在100米以内的场合。其起重能力为50~1000千克,起升高度为1000~3000毫米,货叉最低离地高度≤100毫米。

②平衡重式叉车是使用最为广泛的叉车。这种叉车的货叉在前轮中心线以外。为了克服货物产生的倾覆力矩,在叉车的尾部装有平衡重。车轮采用的是充气轮胎或实心轮胎,运行速度比较快,而且有较好的爬坡能力。取货时和卸货时门架前倾,前倾角度一般为30°,便于货叉插入和抽出,取货后门架后倾,后倾角度一般在80°~100°之间,以便在行驶中保持货物的稳定。这种叉车可根据作业对象和作业方式的不同在叉车的叉架上增设叉车属具,实现“无托盘”搬运需要。

平衡重式叉车可以是内燃式的,也可以是蓄电池式的。内燃式叉车因噪声大和产生有害气体,适用于露天货场作业。蓄电池式叉车适合于室内或环境条件要求较高的场所。

平衡重式叉车主要由发动机、底盘、门架、叉架、液压系统、电气系统及平衡重等部分组成,主要性能参数有起重量、最大起升高度、货叉长度、最小转弯半径、最大起升速度、最大运行速度等,可根据作业对象和作业要求进行选择。

③插腿式叉车的结构非常紧凑,货叉在两个支腿之间,因此无论在取货或卸货还是在运行过程中,都不会失去平衡。由于结构紧凑,叉车尺寸小,转弯半径也小,适于库内作业。这种叉车一般采用蓄电池为动力,不会污染环境。由于叉车在叉取货物时,支腿和货叉都必须插入货物底部,因此要求货物底部一般要高出地面200毫米左右。

④前移式叉车的结构与插腿式叉车类似。但取货或卸货时,门架或货叉可由液压系统推动,移到前轮之外。运行时,门架、货叉又缩回车体内。前轮的直径大约为300毫米,因此,要收回货叉,必须先将货物升起一定高度。

⑤全向行走叉车是在前移式叉车的基础上改造,专门用于长大件货物作业的叉车。不同之处在于它的4个车轮均能在90°范围内转动任意角度,这样叉车既可向前、向后行驶,也可向左、向右行驶,能在原地对运行方向进行调整。因此,叉车工作时所需的货架通道宽度很小。

⑥集装箱叉车是一种集装箱码头和堆场上常用的搬运、装卸集装箱的专用叉车。既可用门架顶部吊具起吊搬运集装箱,也可用货叉插入集装箱底部叉槽举升搬运集装箱。主要用于堆垛空集装箱等辅助性作业,也可在集装箱吞吐量不大(低于3万标准箱/年)的综合性码头和堆场进行集装箱装卸,或短距离搬运。

(2)侧面式叉车。侧面式叉车的货叉装在车身的侧面,是平板运输车和前移式叉车的结合。门架可以伸出取货,然后缩回车体内将货物放在平台上即可行走,适于装卸运输钢管、型材、木材、电线杆、水泥管等细长货物。

(3)转叉式叉车。转叉式叉车是专门用于仓库的无轨堆垛机的一种。其货叉有一个回转机构,还有一个侧移机构。两个机构协调动作,货叉可以面向货架通道任意一侧的货架,并伸到货架格中完成存取作业,而不需要对叉车的位置作任何调整。因此所需要的货架通道最小。当货架高度较大时,需要配备自动选层装置在高度方向辅助定位。这种叉车在货架通道内行驶时,需要导轨导向或用感应线自动导向,以避免与货架相碰。

四、输送设备

输送设备是在一定的线路上连续不断地沿同一方向输送物料的物料搬运设备,装卸过程中无需停车,因此生产率很高。皮带类型的输送机械常称为传送带,其他类型则称为连续输送机。输送机械主要完成物料的水平运输,兼有一定垂直运输功能,工作对象以小型件及散状物品居多。输送机械输送能力大,运距长,结构简单。此外,还可在输送过程中同时完成若干工艺操作,所以应用十分广泛。输送机械可进行水平、倾斜和垂直输送,也可组成空间输送线路,输送线路一般是固定的。

连续输送设备可以根据其装载的物料类型(散装或单元化)进行分类,也可以根据其所处的位置或其最大载重量进行分类。常见的类型有斜槽输送机、皮带输送机、轮式输送机和辊子输送机等。

1.单元物品输送设备

(1)辊道式输送机。这是结构比较简单,使用最广泛的一种输送机械,它由一系列以一定的间距排列的辊子组成,用于输送成件货物或托盘货物。为保证货物在辊子上移动时的稳定性,支承面至少应该接触4个辊子,即辊子间距应小于货物支承面长度的1/4。