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模块四：物流装卸技术与设备 学习目标: ■ ■掌握起重机的分类和基本参数，手动葫芦, 千斤顶的结构和应用； ■掌握门座式起重机的分类，构造和工作原 理； ■掌握集装箱龙门起重机分类和适用场合； ■掌握常用索具，常用取物装置的分类，钢 丝绳的选用与维护； ■掌握起重机的电气安全技术，起重装卸设 备安全技术。 第一节 起重机械 一、起重机械设备概念： 是用来从事起重和搬运，作循环间歇运动的 机械设备。 二、主要作用： 1）提高装卸搬运效率，节约劳动力，减轻劳 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）降低装卸搬运成本； 5）充分利用货位，加速货位周转，减少堆码 的场地面积。 三、装卸起重机械的分类： 按其结构及运动方式可分为四大类： １．小型起重设备：一般只有一个升降机构，如： 千斤顶、葫芦、卷扬机。 ２．桥式类起重机：适用于车间、仓库、露天堆 场等场所。 桥式类起重机 悬挂梁式起重机 通用桥式起重机 轨道龙门起重机 龙门起重机 轮胎龙门起重机 抓斗装卸桥 装卸桥 集装箱装卸桥 多用途装卸桥 ３．臂架类起重机 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、门座式 起重机、汽车起重机、轮胎式起重机、必履带 式起重机、浮式起重机、铁路起重机等。 4、升降机 四、起重机的基本参数 ： １）．额定起重量： 起重机能吊起货物连同可分吊具或属具 （如抓斗，电磁吸盘）质量的总和。一般用字 母Q表示，单位为t 。 ２）．起升高度 起升高度是指起重机运行轨道面或工作 场地面到取物装置上极限位置之间的垂直距离。 以字母H表示，单位为m。 ３）．跨度L或幅度R 幅度（或工作幅度）是指回转类起重机旋转 中心到取物装置中心线之间的水平距离，单位 为m。 跨度是指桥式起重机大车运行轨道中心线之 间的水平距离。 桥式起重机 门座起重机 4) 额定工作速度Ｖ 起重机的工作速度主要是指起升速度、变幅速 度、旋转速度和运行速度。 起重机上部旋转 部分相对于下部 固定部分的旋转 速度 起重机本身 的行走速度 是指取物装置或 物品的上升（或 下降）速度 取物装置或物 品从最大幅度 到最小幅度沿 水平方向移动 的平均速度 ５）．起重机工作类型： 起重机类型是指起重机工作忙闲程度和载 荷变化程度的参数。（指某一个机构或整体在 一年时间内运转时数与总时数的比。） 负载持续率 ：在起重机的—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JC％表示。 JC％＝t/T100％ 式中 t—— 起重机一个工作循环中机构 的运转时间。 T——起重机—个工作循环的总时 间。 根据起重机的工作忙闲程度和载荷变化程 度把起重机的工作类型划分为：轻级、中级、 重级和特重级四种级别。 注意区别起重机的工作量和工作类型是 两个不同的概念。起重量一般是指一次起升物 料的最大质量，工作类型是起重机综合工作特 性参数，工作起重量大，不一定是重级，而起 重量小，也不一定是轻级。 如车站货场用的龙门起重机．起重量一般 为10～20吨。但是非常忙，虽然起重量不大， 也还是属于重级工作类型。 6．起重机和机构的工作级别： 起重机的载荷是指起重机工作时受到各种 力的作用，它包括起吊物品及吊具索具的 重量、起重机的自重、起重和制动时的运 动惯性力、缓冲器的碰撞力、风力等的合 力作用。且起重机受到的变化着的动载荷， 每一工作循环中，有关机构要作一次正向 和反向运动，并且频繁地起动和制动构件 材料产生交变应力，发生疲劳破坏现象 ， 所以说---- 影响起重机使用寿命的因素不但与载荷大小有 关，而且与工作忙闲程度（即工作时间的长短） 及使用频繁程度（即工作循环次数多少）有关。 根据起重机国家标准规定，按起重机工作的利 用等级和载荷状态将起重机分为A1、A2、A3、A4、 A5、A6、A7、A8共八种工作级别；按起重机各机 构的利用等级和载荷状态将起重机机构分为M1、 M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8共八种工作级 别。 第二节: 轻小型起重设备 一、轻小型起重设备的特点和适用场合： 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 设备尤其适用在无电源的场合使用。 二、千斤顶 千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车 辆修理及其它起重、支撑等工作。（其结构轻巧坚 固、灵活可靠，一人即可携带和操作。）千斤顶是 用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部 托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。 千斤顶按工作原理分为： (1)螺旋千斤顶：采用螺杆或由螺杆推动的升降套 筒作为刚性顶举件的千斤顶。 (2)齿条千斤顶：采用齿条作为刚性顶举件的千斤 顶。 (3)油压千斤顶：采用柱塞或液压缸作为刚性顶举 件的千斤顶。 二、千斤顶： 正确使用方法： （a）千斤顶不能超负荷使用； （b）放置千斤顶的基础必须平稳可靠， （c）顶升重物前，应使千斤顶位置放正， （d）为确保安全，顶升重物前，应另搭保 险枕木垛， （e）液压千斤顶放低时只能微开回油阀使 其缓慢下降，不能突然下降，以免损坏内部 皮碗。 三、手动葫芦： 手拉葫芦（右图） 手动葫芦是一种以链条为承载牵引的手拉 链轮驱动的轻便吊装起重设备，具有使重 物垂直位移的功能。广泛应用于工矿企业、 建筑工地、仓库和码头等场所。 手动葫芦由链轮、手拉链、传动机械、 起重链及上下吊钩等几部分组成。 四、电动葫芦 电动葫芦,简称电葫芦。由电动机、传 动机构和卷筒或链轮组成，分钢丝绳电动葫 芦和环链电动葫芦两种。 通常用自带制动器的鼠笼型锥形转子电 动机驱动，起重量一般为 0.1～80吨，起升 高度为3～30米。多数电动葫芦由人用按纽 在地面跟随操纵，也可在司机室内操纵或采 用有线（无线）远距离控制。电动葫芦除可 单独使用外，还可同手动、链动或电动小车 装配在一起，悬挂在建筑物的顶棚或起重机 的梁上使用。 第三节 桥式起重机和门式起重机 桥式起重机在起重机械中用途最广， 数量最多，通用化程度最高。从20 世纪60年代以后称为“定型化”时 期，它的设计、制造、试验、检验 及性能指标等目前都已规范化。 一、桥式起重机的概念和结构： 桥式起重机是由能运行的桥架结构和在此 上能运行的起升结构组成的起重机械。 按桥架结构分单梁桥式起重机和双梁桥式 起重机。 通用桥式起重机 二、梁式起重机的分类与适用范围： 1．单梁桥式起重机 具有一根主梁，主梁多采用工字钢或型钢与 钢板的组合截面。分手动、电动两种 。 手动类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，工作速度较优低， 起重量也较小，成本低，适合用于无电源或搬 运量不大，对速度与生产率要求不高的场合。 电动类由桥架、大车运行机构、电动葫芦， 电气设备等部分组成，工作速度、生产率较手 动的高，起重量也较大。 2．双梁式起重机 具有两根主梁。特别适合于大悬挂跨度和大 起重量的平面范围物料输送。 三、门式起重机： １．它的结构像门形框架，在承载主梁下安装 两条支脚，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。 特点：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 门式起重机 1、分类： （1）按门框结构形式分 类 （a）全门式起重机： （主梁无悬伸，小车在 主跨度内运行） （b）半门式起重机： （c）双悬臂门式起 重机：（最常见的一种 结构形式） （d）单悬臂门式起 重机：（结构形式往往 是因场地的限制而被选 用） （2）按主梁结构形式分： （a）单主梁门式起重机：单主梁门式 起重机门腿有L型和C型两种形式。 （b）双梁式起重机：双梁式起重机承 载能力强、跨度大、整体稳定性好。 L型单主梁门式起重机 C型单主梁门式起重机 箱形双梁门式起重机 2、门式起重机的表示方法： 用代号、额定起重量、跨度、工作级别4个 主要要素特征表示. 例：起重机ME50/10+50/10-35A4GB/T144061993 起重机： ３．门式起重机的选用 （１）单主梁和双梁门式起重机的选用 一般情况下，起重量在50t以下，跨度在35m以 内，无特殊使用要求，宜选用单主梁式。如果 要求门腿宽度大，工作速度较高，或经常吊运 重件、长大件，则宜选双梁门式起重机。 （２）跨度的选择 门式起重机的跨度是影响起重机自身质量的重 要因素，选择中，在满足设备使用条件和符合 跨度系列标准的前提下，应尽量减少跨度。 （３）轮距的确定原则 （a）能满足门架沿起重机轨道方向的稳 定性要求； （b）货物的外形尺寸要能顺利通过支腿 平面刚架； （c）注意轮距B与跨度S成一定比例关系， 一般取轮距B=（1/4—1/6）S。 （４）门式起重机间距尺寸确定：一般运 输车辆在跨度内装卸时，应保持与门腿有 0.7m以上的间距。吊具在不工作时应与运 输车辆有0.5m以上的间距，货物过门腿时， 应有0.5m以上的间距。 （５）电气设备 选用应符合通用门式起 重机GB/T 14406—1993的有关规定。 四、装卸桥： 1.装卸桥的概念和适用范围: 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。 工作对象都是大批量的散状物料或成批件 物品，如谷物、化肥、沙子、煤碳等。常用在 电厂、车站、港口、林区货场等场合。 装卸桥与龙门起重机的不同点是它的跨度 大，用抓斗作取物装置，工作速度快，效率高。 综合训练: 1. 起重机的分类？ 2. 千斤顶的正确使用方法？ 3．桥式起重机的概念？ 4．装卸桥的概念和适用范围？ 第四节:臂架类起重机 一、门座式起重机： 装在沿地面轨道行走的门形底 座上的全 回转臂架起重机，它是码头前沿的通用起重 机械之一。门座起重机的工作地点相对比较 固定，可以较高的生产率完成船—岸、船— 车、船—船之间等多种装卸作业。 1、四大构造： 1）起升机构 2）变幅机构 3）回转机构 4）行走机构 （1）起升机构 为了便于使用双绳抓斗装卸散货，门座起 重机一般采用双卷筒的起升机构，即由两 台电动机分别带动各自的减速器，经过三 级减速后输出，并带动各自的钢丝绳卷筒。 (2)变幅机构:为了在变幅过程中保持载荷水 平位移，常采用绳索补偿法和组合臂架法 使重物在变幅过程中沿着接近于水平的轨 道移动。 （a）绳索补偿法。绳索补偿法的工作原理 是：当臂架摆动时，依靠特殊设计的起升 绳卷绕系统，适当地放出或收进一定长度 的起升绳来补偿货物悬挂点的升降，以达 到货物在变幅过程中水平位移的目的.适用 于中小起重量的港口起重机。 （b）组合臂架补偿法。组合臂架补偿法的 工作原理：依靠组合臂架象鼻架端部滑轮 在变幅过程中的特殊运动（水平线或近似 水平线）来保证货物的水平移动。这种补 偿和布置方式比较简单，在港口起重机中 应用得非常普遍. （3） 回转机构 由一个或两个旋转电动机输出的转矩经 蜗轮减速器或行星齿轮减速器减速后，带 动旋转小齿轮，小齿轮再带动固定于转柱 上的旋转大齿轮，从而使门座起重机的上 部旋转，以完成作业任务。 （4）行走机构 由两台或四台行走电动机输出转矩经各 自的减速器减速后，传递到开式齿轮组， 再驱动门座行走轮沿轨道运动，从而使门 座改变工作位置。它也可用于装卸货物行 走。 应用 2、门座起重机的参数选择 （1）轨距、按跨越铁路线的线路数确定，跨单 线时取6 m，跨双线时取10.5 m，跨三线时取16 m 。 （2）起重量、根据通过码头货物的单件最大重 量或成组件重量及货物运量、船型特点等因素确 定。 （3）幅度、最大幅度至少应达到设计船舶舱几 的外侧或考虑外舷作业、场地作业的需要。 （4)起升高度。空载低潮时，吊钩能到达舱底； 空载高潮时，吊钩能顺利卸货。 （5）各机构的速度根据装卸作业生产率和有关 标准而定。 二、地面动臂式起重机 ： 1．典型地面动臂式起重机分类： （1） 履带起重机 ：装在履带运行底盘上的 全回转悬臂起重机。多用于野外作业和工地上。 1）履带式起重 机 把起重工作装 置和设备装设 在履带式底盘 上的起重机. 优点:接触地面面积大,有较大的爬坡能力, 通过性能好,转弯半径小，甚至可以原地转 弯。 缺点：行走速度慢，对地面有破坏作用。 (2）汽车起重机 在通用或专用的载货汽车底盘上，装上 起重工作装置及设备的全回转悬臂起重机称为汽 车起重机 (3）轮胎式起重机 将起重工作装置和设备装设在专门设计的 轮胎底盘上的全回转悬臂起重机，称为轮胎起重机 轮胎起重机 项目 汽车起重机 轮胎起重机 底盘 通用汽车底盘或专用汽车底盘 专用底盘 行 驶 速 度 汽车原有速度，一般50km/h以 上 ≤30km/h 起 吊 性 能 吊重时一般不能行走， 仅在侧后方工作 能吊重行走 四周方向均能作业 发动机 中小型起重机,用汽车原有发动机作 起重的动力，大型起重机需在回转 平台上再增加一台发动机 不论大中小型，只用一台发动机，设在 回转平台上，或在底盘上，其功率以满 足起重作业为主 驾驶室 除汽车原有驾驶室外，回转平 台上再设一操纵室 只有一个驾驶室，一般设在回转平台上 行 驶 性 能 转弯半径大，越野性差，机动 性差，轴荷符合道路运输法规 要求 转弯半径小、机动性好 使用特 点 能经常作较长距离的转移 汽车起重机与 轮胎起重机的 区别 工作场地固定，在公路上移动较少 2．主要结构和工作原理 （1）构造 主要由动力装置、工作机构、金属结构和 控制系统等组成。其中工作机构有起升机构、 变幅机构、回转机构、行驶机构。 （2）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。 3、主要参数： （1）工作幅度 （2）起重力矩：起重量X工作幅度 （3）支腿跨距：工作时的外伸尺寸 （4）通过性参数：最小转弯半径、最小离地 间隙、最大爬坡度等。 （5）外形尺寸:长X宽X高 （6) 轴负荷 （7) 自重 （8) 特性曲线:当幅度变化时,额定起重量和 起升高度的变化情况. 第五节 集装箱装卸搬运机械 一、集装箱吊具： １．集装箱吊具的种类 集装箱吊具基本上可分为不可伸缩的固定 式吊具和伸缩吊具两类。 （１）固定式吊具：又有几种不同的形式： 类型 形 式 说 明 是起吊20ft或40ft集装箱的 专用吊具，它直接挂在起 升钢丝绳上，在吊具上装 设的液压 装置通过旋 锁机构转动旋锁，与集装 箱的角配件连接或松脱。 这种吊具结构简单，重量 最轻。 是将专门制作的吊梁悬挂 在起升钢丝绳上，根据起 吊集装箱的需要来更换与 吊梁连接的20ft或40ft集 装箱专用吊具 。 类型 形 式 说 明 是一种由两种不同规格的吊 具组合在一起并可快速装拆 的组合式吊具。这种吊具构 造较简单，故障少，拆装和 维修保养较方便，对于集装 箱跨运车等流动装卸机械比 较适用。 具有伸缩吊架，因而能适应 不同规格集装箱的吊运。吊 具的伸缩在司机室内通过液 压机构操纵。伸缩式吊具是 目前集装箱起重机采用最为 广泛的一种吊具。 ２．集装箱吊具的主要部件： 具有金属构架之外，还有导向、连接、 吊具前后倾斜及操纵控制装置等部件。 （１）导向装置： （２）连接装置： （３）悬挂及倾斜装置： （４）操纵控制装置： （１）导向装置 它在吊具接近集装箱时起定位作用，常 用导向板式，其末端是用钢板做成的角锥 形包角，在使用时可转180而向下，正好套 在集装箱的四个角上，不工作可翻转为向 上，导向板的动作通常靠液压机构控制。 （２）连接装置 它是使吊具与集装箱在吊运时连成一整体 的机构。对于国际标准集装箱，采用旋锁 连接装置，即在吊具框架的四角相应于集 装箱角配件的孔位置处，装设一个可以转 动的旋锁。 （a）定轴式旋锁装置：旋锁相对吊具旋转 箱不能作摆动，只能在定轴套内作转动。 其结构如图4-31。 （b）浮动式旋锁装置：旋锁既能在吊具旋 转箱内转动，又能作相对于旋转箱的摆动. （３）悬挂及倾斜装置 吊具通过金属构架上的滑轮组和起重钢丝绳相连， 实现吊具的升降。由于在装卸过程中，集装箱船 出现横倾或纵倾时，要求吊具在前后左右方向作 一定角度的倾斜，所以常设有允许5的吊具倾斜装 置。它是通过液压缸伸缩或差动钢丝绳的收放来 实现吊具倾斜的。伸缩式吊具的前后倾斜装置是 由前后斜液压缸和液压系统组成的。正常状态时， 吊具的上架平面与底架平面相互平行，当倾斜液 压缸伸缩时，吊具可前后倾斜5度。 （４）操纵控制装置 伸缩式吊具，其旋锁驱动装置、导向板 驱动装置、吊具前后倾斜装置和吊具伸缩 装置均采用液压传动。共用的液压泵驱动 装置和油箱设在底架上。由行走小车垂下 的电缆存放在电缆储存器中。集装箱吊具 上设有电器和机械的连锁安全装置，在一 个动作没有完成以前，后一个不能进行。 二、岸边集装箱起重机： 国际大型集装箱起重机设备现状与发展趋势 : 随着经济全球化的不断深入，国际货物交 易量持续上升，对已经几近饱和的全球航运运 力提出了新的要求，世界许多国家和地区都加 快了现代化的集装箱港口建设的步伐，大型集 装箱起重机作为集装箱船与码头之间的主要装 卸设备得到了迅猛发展。据统计，近年来，全 世界港口装卸机械产品的销售额平均每年按810%左右的速度递增。2002年销售交易额达到 150亿元左右。 跨国公司加强对集装箱起重机的技术创新： 跨国公司对集装箱起重机技术的研发均十分重视， 三菱重工业株式会社的“装卸用起重机中的集装箱位 置检测方法及装置、及集装箱着地、摞放控制方法” 的技术，通过对从设置在吊具上的CCD等的摄像装置获 得的集装箱的图像数据的处理，可以精确地对集装箱 与悬吊集装箱的相对位置进行定位。 德国西门子公司发明了一种集装箱起重机装卸的方法。 在起重机驾驶室中采用带有监视器的PC机，通过触摸 屏操作，根据预先设定的数值，使起重机自动达到预 期目标。 石川岛播磨重工业株式会社(ISHIKAWAJIMA HARIMA HEAVY IND)的开发的集装箱起重机技 术，在起重机上安装集装箱运送装置、测量装 置，能测船上集装箱水平和垂直位置，并且控 制装置根据测到的集装箱位置数据计算出集装 箱运送装置的运动路线来控制集装箱运送装置 的运动。 上海振华港口机械股份有限公司获得法国 双小车起重机定单,首次进入法国市场。 岸边集装箱起重机由前后两片门框和拉 杆构成的门架及支承在门架上的桥架组成， 行走小车沿着桥架上的轨道用专用吊具吊 运集装箱,门架可沿着与岸线平行的轨道行 走，以便调整作业位置和对准箱位。 1、结构分类： 按门架结构形式分类： A型、H型、AH组合形门架 A H AH 按前大梁结构形式分类： （为了避让船舶当其不作业时，前伸梁须仰起或伸进 临海侧门框内。）俯仰式、折叠式、伸缩式 折叠式 俯仰式 伸缩式 折臂式 2．主要技术参数的确定： （一）起重量 习惯上取额定起重量与吊具重量之和， 即额定起重量不包括集装箱吊具在内。目 前各国普遍采用伸缩式吊具，重量约为10 吨，有的已减轻到8~8.5t. （二）尺寸参数 包括起升高度、外伸距、内伸距、轨距、基 距、门架净空高度等。 1、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；目前各国设计制造的起 升高度大都取为轨面以上25米，轨面以下12米。 2、外伸距 是指岸边集装箱起重机海侧轨道中心 线向外至吊具铅垂中心线之间的最大水平距离；考 虑到船宽，通常外伸距为35~38米。 3、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，取 8~16米。 4、轨距 轨道中心线之间的水平距离。轨距的确定 应使起重机具有足够的稳定性和考虑到由于载荷 的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 5、基距 是指同一轨道上两个主支承中心线之间的 距离； 6、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，主要考虑能通过跨运车，并留出 一定的安全间隙0.8－1m。 7、工作速度 （a）起升速度。 （b）小车运行速度。 （c）大车等速度。 （d）臂架俯仰时间。 3、主要工作机构的特点 （1）起升机构：起升机构设置在起重机中部或尾 部的机器房内，目前均采用晶闸管直流恒功率调 压调速系统。由直流或交流电动机、盘式或块式 制动器、齿形联轴器、硬齿面减速器和用钢板卷 制加工的钢丝绳卷筒及支撑轴承座组成。 因集装箱吊具均采取四点悬挂，起升机构用 两个双联卷筒绕起升绳，并采取双电动机驱动， 以选用较小功率和较小外形尺寸的电动机。为实 现四根钢丝绳同步运行，起升机构一般采用同时 发生同步，其布置形式如图4-36所示。 （2）小车运行和减摇机构：集装箱起重机小车运 行距离较长，运行速度也较高，当小车起动和制 动时，货物会在小车运行方向上摇摆。小车运行 速度越高，摇摆越严重，从而影响装卸效率和作 业安全。因此，必须装设减摇装置。 常见的减摇方法是通过高速小车架上的起升滑 轮与吊具上的滑轮之间的距离，形成并加大起升 绳的夹角，当吊具与集装箱摆动造成起升绳张力 变化时，对高张力一端提供一定的阻尼来吸收摆 动能量实现减摇。 （3）大车运行机构：在装卸集装箱船时， 由于需要经常移动大车对正船上的箱位， 并不致碰撞相近的集装箱或船舶的上层建 筑，因而要求大车运行机构具有较好的调 整、微动和制动性能，所以通常采用直流 电动机驱动。 （4）驱动和供电方式：为满足岸边集装箱 起重机的工作要求，获得良好的调整性能， 一般采用直流无级调速系统， 三、集装箱堆场和水平运输机械： 1、集装箱龙门起重机： 集装箱龙门起重机专门用于集装箱货场 进行堆码，按其行走部分不同可分为轨道式 和轮胎式两种。 轮胎式集装箱龙门起重机结构: 由前后两片门框和底梁组成门架，支撑在橡 胶充气轮胎上，以便在货场上行走，而装有集装 箱吊具的行走小车沿着门框横梁上的轨道行走， 用以装卸底车和进行堆码作业。 轮胎式集装箱龙门起重机主要有起升、小车 行走、大车运行机构，并设有吊具回转装置和减 摇装置。回转装置使吊具能在水平面内小范围回 转（通常为±5º），以便吊具对准集装箱锁孔。 减摇装置则要在前后左右两方向上衰减，防止吊 具和集装箱摆动。 为了使轮胎式龙门起重机能从一个堆场转移到 另外一个堆场工作，需要装设转向装置，有定轴 转向和90º直角转向两种方式。 定轴转向是以一条支腿为轴心进行转向，如 下图所示。以支腿1为轴心进行定轴转向，将支腿 2的车轮转动90º，支腿3的车轮转动一定的角度， 支腿4的车轮方向不变，即可进行定轴转向。车轮 的转动可由液压缸和车轮转向板等控制。定轴转 向的回转半径相当大，转向时需占用很大的场地， 故只用在宽敞的集装箱堆场、配备台数不多、使 用不频繁的场合。 图 定轴转向 1，2，3，4---支腿 90º转向装置，如下图所示。车轮处于实线位 置表示起重机直线运动状态，在这种情况下，锁 销6锁在转向板的锁口位置A 上，当需要作90º转 向时，先将锁销6退出，液压缸1推动转向板 7回转，借助的拉杆4使车轮围绕转向销2回转90º。 此时，车轮处于虚线位置，锁口B转到原来锁口A 的位置，再用锁销液压缸5将锁销5锁在锁口B中， 起重机完成90º转向。整个操作在司机室内进行。 在堆场两头转向处，可铺设转向垫板，以防止转 向时车轮变形和磨损。 图 90º转向装置 1-双向液压缸 2-转向销 3-轮 4-拉杆 5-液压缸 6-锁销 7-转向板 8-定位销 适用场合： 轮胎式集装箱龙门起重机适用于场地面积有限， 集装箱吞吐量较大的水陆联运码头。一般可跨6列和 1条车道，可堆3~4层。轮胎式龙门起重机跨距内的 集装箱和车道的布置有两种形式： 1）通道安排在中间的布置形式。 底盘车通道放在中间，两边各排3列集装箱，如 图4—l所示。 2)通道安排在边上的布置形式，如图4—2所示。 底盘车通道放在一边，集装箱放在一边。 两种布置形式比较：底盘车通道放在中间， 小车行走距离较短，操作视线较好，找箱 容易，可减少集装箱搬运距离，提高搬运 效率，但集装箱牵引车司机操作不便，安 排在边上，通道与龙门起重机的通道或场 区道路连在一起，操作比较方便。 轨道式集装箱龙门起重机： 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。 轨道式集装箱龙门起重机与轮胎式比较： 轨道式跨度较大，可跨14列或更多列集装 箱，堆码层数多，最多可堆放5~6层集装箱， 堆场面积利用高，机械结构简单，维修保 养容易，作业可靠，但其工作范围会受到 轨道的限制，灵活性差。 2、装箱跨运 车 适用场合:集装箱跨运车承 担码头前沿与堆场之间的水 平运输，以及堆场的堆码和 进出场车辆的装卸作业。它 以门形车架跨在集装箱上， 由装有集装箱吊具的液压升 降系统吊起集装箱，进行搬 运，并可将集装箱堆码两、 三层高。 结构: 集装箱跨运车由门形跨架、起升机构、动力设 备及其他辅助设备组成，采用机械或液压传动。 前者将柴油机的动力通过传动轴传递到各工作机 构后由柴油机带动液压泵，以高压油驱动液压马 达，带动各个工作机构。 跨运车门形跨架分为前跨架和后车架两部分： 前跨架一般采用管表结构、由四根管形纵梁和四 根或六根管形立柱焊成左、右两片，前跨架为起 重机构提升架的支承与导轨，其作用与叉式装卸 车的外门架相似；后车架为箱形结构，作为动力 设备以及其他辅助设备的支柱，前跨架和后车架 以法兰定位并最后焊成一体，成门形跨架。 起升机构由提升架及其升降液压缸和吊具组 成。提升架插入门形跨架前跨架的立柱中，借助 装设在前跨架立柱中的四个或六个升降液压缸沿 立柱作升降运动。起升机构的吊具升降与叉式装 卸车的货架相似，是通过链条绕过架的链轮，最 后固接在前跨架上，以两倍于提升架的升降。 集装箱跨运车采用轮胎式行走机构。它由前 跨架底部悬挂的左、右两组从动轮和后车架底部 左、右驱动轮组成。后车架上面的驱动装置通过 减速器和链传动，把动力传给驱动轮。车轮的转 向是通过左、右两组拉杆和横拉杆所组成的梯形 机构引到后车架上部的机房操纵台，由司机操纵 液压转向系统，推动梯形机构转向。由于转向系 统是全液压的，，转向轻便灵活。 主要优点: 1)一机完成多种作业,减少码头的机种和数量. 2) 对位快,能自行抓取运走,充分发挥装卸桥 的效率. 3)机动性强,既能搬运又能堆码. 4)堆场的利用率较高 缺点： 本身价格高；液压驱动容易损坏，维修费用高； 轮压比底盘车大，要求较厚的场地垫层；在进 行门对门的内陆运输时，需要用跨运车再一次 把集装箱装上底盘车，比底盘车方式增加一次 操作。 3、集装箱叉车和侧面集装箱叉车: 优点:机动性强,使用范围广.是装卸、搬运和堆码 集装箱的一种专用机械。 缺点：叉车的通道较宽，占用面积大，只呈两列 堆放，堆场面积的利用率不高。轮压较大对通道 路面的承载能力要求高，液压部件多，维修费用 较高。 集装箱叉车和侧面集装箱叉车 4.集装箱正面吊 集装箱正面吊是通过改变可伸缩动臂的长 度和角度，实现集装箱装卸和堆垛作业的搬运 车辆。其适用范围： 与集装箱叉车相比，具 有自重轻、视野好、机动性好、设备投资小等 优点。 四、集装箱港站装卸搬运工艺系统 1、底盘挂车系统 由岸边集装箱装卸桥将集装箱从船上直 接卸到底盘车上，再拖到堆场，集装箱仍留在 底到底盘车上，在场内排列存放。这样存放在 底盘车上，可以很方便再用牵引车拖走。 优点是：作业环节少，搬运方便，疏运 能力很高，最适合开展“门到门”的运输；其 缺点为投资大，需要配各与集装箱堆存量相等 数量的底盘车，且占用货场面积大，利用率相 当低。 2、跨运车系统 由岸边集装箱装卸桥将集装箱由船上卸到 码头前沿，然后用跨车把集装箱搬运到货场堆 放。20世纪70年代初，国际上很多集装箱专业 码头都是采用这种装卸系统，其优点是：跨车 既可进行水平运输，又可以完成4~5层的堆垛 作业，当工作量增加而机械装备不足时，可以 随时调入调出跨车，重新调整。 跨车系统具有投资少，装卸速度快，堆 场利用率高的优点；但也有缺点，跨车的结构 比较复杂，维修工作量大，因而装卸成本高。 香港葵角TML集装箱公司就是采用跨车系统。 3．轮胎式龙门起重机系统 由岸边集装箱装卸桥将集装箱从船上卸到 拖车上，然后拖到货场，由轮胎式龙门起重机 堆存和进行装卸货车作业，装船过程与之相反。 轮胎式龙门起重机系统优点是：跨距大， 堆层高，堆场面积利用率高，可以从一个轨道 线转到另一个轨道线上工作，机动性强；缺点 是需要水平运输拖车作业。 轮胎式龙门起重机现在已发展成为集装箱专业 码头物流系统的主要装备之一，我国的集 装箱专业码头大部分采用这种工艺方式。 4．有轨龙门起重机系统 这种方式可以在船与堆场之间不用拖挂车，有轨 龙门起重机的悬臂伸到岸边集装箱装卸桥伸臂下，接力 式地直接将箱子转运到堆场或进行铁路车辆装卸。 国外有关使用部门曾对集装箱码头的4种主要装卸 成本进行过比较，装卸成本的计算内容包括土地、机械 设备、堆场维护、机械设备维修和人工费等，年装卸集 装箱数少于5万箱时，轮胎式龙门起重机系统成本最低； 年装卸集装箱数达10万箱箱时，轨道式龙门起重机成本 最低。 集装箱码头新型装卸搬运技术： 自动导向车（AGVs)系统：轨道线通过装卸 桥和轨道龙门起重机的机腿间呈环状敷设， 自行导向车就沿着这一轨道绕场地回转运 行。每辆自动导向车可装运40TEU箱一个或 20TEU箱两个，运行于港站前沿和堆场之间。 综合训练: 1.试比较汽车起重机和轮胎起重机的异同点。 活动建议： 参观货场、码头，了解装卸搬运设备的使 用情况。 第六节 起重机的主要属具 一、钢丝绳 钢丝绳是吊装工作中的常用绳索，它具有 强度高、韧性好、耐磨性好等优点。同时，磨 损后外表产生毛刺，容易发现，便于预防事故 的发生。 1、构造与种类 ①钢丝绳的构造 在结构吊装中常用的钢丝绳是由六股钢丝 和一股绳芯(一般为麻芯)捻成。每股又由多根 直径为0．4—4．0mm，强度由1400、1550、 1700、1850、2000MPa的高强钢丝捻成，见图 6—1。 图 6 — 1 普通钢丝绳的截面 1 —钢丝； 2 —由钢丝绕 成的绳股； 3 —绳芯。 图 6 — 2 钢丝绳的捻法 (a)交绕绳 (b) 顺绕绳 在结构安装工作中常用以下几种： （ 1）6×19+1 即6股每股由19根钢丝组 成再加一根绳芯，此种钢丝绳较粗，硬而耐磨 ，但不易弯曲，一般用作缆风绳。 （ 2）6×37+1 即6股每股由37根钢丝组 成再加一根绳芯，此种钢丝绳比较柔软，一般 用于穿滑轮组和作吊索。 （ 3）6×61+1 即6股每股由61根钢丝组 成再加一根绳芯，此种钢丝绳质地软，一般用 作重型起重机械。 钢丝是采用优质碳钢（如50号、60号、 65号）经冷拉和热处理制成，钢丝直径一 般为0.22－3.2mm。 钢丝的质量根据耐弯折的次数分为三级： 特级、Ⅰ级和Ⅱ级。特级钢丝韧性最好， 用于载人的升降机；Ⅰ级钢丝韧性较好， 用于一般起重机；Ⅱ级钢丝韧性一般，常 用作捆扎绳。当腐蚀成为钢丝绳报废的主 要原因时，钢丝要进行镀锌处理。 ②钢丝绳的种类 钢丝绳的种类很多，按钢丝和钢丝绳股的搓 捻方向分： (1)交互捻钢丝绳（交绕绳）： 每股钢丝的搓 捻方向与钢丝股的搓捻方向相反。这种钢丝绳较 硬见图6—2(a)。强度较高，不易松散，吊重时不 会扭结旋转，多用于吊装工作中。 (2)同向捻钢丝绳(顺绕绳)： 每股钢丝的搓捻 方向与钢丝股的搓捻方向相同，见图6—2(b)。 挠性和寿命都较互捻绳要好，但其易扭转、松散， 一般只用来做牵引绳。 (3)不扭性钢丝绳：常在起升高度较大的起重机 上使用。钢丝绳由两层绳股组成，两层绳股捻制 方向相反，采用旋转力矩相互平衡的原理捻制而 成。钢丝绳受力时，其自由端不会发生扭转。 2、钢丝绳的标记： 钢丝绳的结构、类型和性能的标记可用下面的方 框示意说明： 钢丝绳□ □ □－□－□－□－□－□－□ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 其中： ①股数。 ②结构型式，“×”表示普通型；“W”表示复 合型粗细式；“X”表示复合型外粗式。 ③每股钢丝根数。 ④钢丝绳直径（mm）。它是指钢丝绳的最大外径。 ⑤公称抗拉强度（×10N/mm2）。 ⑥钢丝的韧性号，有“特”号、“Ⅰ”号、“Ⅱ” 号。 ⑦钢丝表面情况。有：“光”（光面钢丝）； “镀”（镀锌钢丝）；“甲”（用于严重腐蚀条 件）；“乙”（用于一般腐蚀条件）；“丙” （用于较轻腐蚀条件）。 ⑧捻向及捻线方式。有“右”（右向捻）、“左” （左向捻）、“交”（交绕）、“同”(顺绕)。 ⑨产品依据的标准号。 例如：由六股组成，普通型，每股又由37根 钢丝组成，钢丝绳的直径为15mm，钢丝的公称 抗拉强度为170×10N/mm²，钢丝韧性较好，钢 丝表面镀锌可用于严重腐蚀条件，右向顺绕， 按国家标准GB/T 8918－1996制造，则此钢丝 绳标记为： 钢丝绳6×37－15－170－Ⅰ－甲镀－右同－ GB/T 8918－1996。 3、钢丝绳使用和维护 （a）使用检验合格的产品，保证其力学性能 和规格符合设计要求； （b）保证足够的安全系数，必要时使用前要 做受力计算，不得使用报废钢丝绳； （c）使用中避免两钢丝绳的义叉、叠压受力， 防止打结、扭曲、过度弯曲和划磨； （d）应注意减少钢丝绳折次数，尽量避免反 向弯折； （e）不在不洁净地地方拖拉，防止外界因素 对钢丝绳的损伤、腐蚀，使钢丝绳性能降低； （f）保持钢丝绳表面的清洁良好的润滑状态， 加强对钢丝绳的保养和维护。 钢丝绳的安全检查和使用注意事项 钢丝绳的安全检查 钢丝绳使用一定时间后，就会产生断丝， 腐蚀和磨损现象，其承载能力就降低了。钢 丝绳经检查有下列情况之一者，应予以报废。 (1)钢丝绳磨损或锈蚀达直径的40%以上； (2)钢丝绳整股破断； （3）使用时断丝数目增加得很快； (4)钢丝绳每一节距长度范围内，断丝根 数不允许超过规定的数值。一个节距系指某一 股钢丝搓绕绳一周的长度，约为钢丝绳直径的 八倍，见图6—3 。 钢丝绳直径的正确量法见图 6—4 所示。 钢丝绳的使用注意事项 (1)使用中不准超载。当在吊重的情况下，绳股间有大 量的油挤出时，说明荷载过大，必须立即检查。 (2)钢丝绳穿过滑轮时，滑轮槽的直径应比绳的直径 大1～2．5mm。 (3)为了减少钢丝绳的腐蚀和磨损，应定期加润滑油( 一般以工作时间四个月左右加一次)。存放时，应保持干 燥，并成卷排列，不得堆压。 图 6 — 3 钢丝绳节距的量法 1~6 ——钢丝绳绳股的编号 图 6 — 4 钢丝绳的量法 2．麻绳： 麻绳具有持地柔韧、轻便、易于捆绑、结 扣和解脱方便等优点，但其强度较低，一般麻 绳的强度只有相同直径钢丝绳的10%左右，而 且易磨损、腐烂、霉变。 适用场合：主要用于较小的重物的捆绑。 吊运500Kg以下和物体。 麻绳的种类很多，按其原料的不同，可分 为白棕绳、混合麻绳和线麻绳三种。 基本结构： 麻绳的制造是用相应的麻料纤维细线先捻搓成 股，再合几股捻搓成绳，股的捻向与绳的捻向相 反。按照捻制股数的多少，可分为三股、四股和 九股三种。白棕绳强度较高，在起重中使用较多， 四股麻绳和九股麻绳比三股麻绳使用更为普遍。 3．化学纤维绳 化学纤维绳俗称尼龙绳或合成纤维绳，目 前多采用锦纶、尼龙、维尼纶、乙纶、丙纶等 合成纤维搓制而成。它有质轻、柔韧、耐腐蚀、 强度及弹性比麻绳好等优点。其缺点是不耐热， 使用中忌火忌高温。 化学纤维绳有以下几种 ：尼龙绳 ；涤纶 绳 ；维尼纶绳 ；丙纶绳 。各有特点见P119. 二、起重设备常用取物装置： 1.吊钩： 吊钩是起重机最常使用的取物装置，与动 滑轮组合成吊钩组 （1）吊钩的分类及特点： 按形状分为单钩和双钩。吊钩一般用整块 钢材锻造，也有用几块钢板叠在一起铆接制成。 单钩是最常用的一种吊钩，它的构造简单， 使用方便。叠板式吊钩是由切割成形的多片钢 板叠在一起，用铆接方法制成的，并在吊钩口 上装有护垫，叠板式吊钩具有制造方便的优点， 工作可靠性比整体锻造好；自重较大，尺寸也 较大。 案例１：吊钩坠落，造成铁岭市的一个建筑工程公司的施 工队，在一个煤矿煤仓工地上施工时，用汽车起重机吊运 混凝土进行连续浇注作业，当工作到深夜接班的驾驶员因 病未来，经施工队长临时同意后，让非起重机驾驶员上车 操作。结果仅工作1h左右，在起升空料斗时因没注意将吊 钩上升至超过了其极限位置，升到了起重臂端头定滑轮处 被卡住，起升钢丝绳受力突然增加而被拉断，料斗与吊钩 坠落时将一根方木砸断，使站在其上面干活的工人摔落在 仓底的斜坡上，送往医院后经抢救无效死亡。 事故原因为：起重机本身存在故障；非起重机驾驶员操 作。该汽车起重机吊钩的安全保护装置起升高度限位器失 灵后未及时加以修复，致使设备"带病"运转；非起重机驾 驶员未经有关部门安全技术培训，无上车操作证上岗，不 掌握该汽车起重机的性能，酿成此祸，教训惨重。 [案例2] ：载荷从吊钩中脱出造成死伤各一人 铁道部郑州铁路局某工程公司三段九队，承担郑州客车 站高架候车室六站台钻孔桩的施工任务。当在六站台21号 钻孔桩的桩位下钢筋笼后，需用汽车起重机从井孔将杉木 杆吊出，当木杆的小头落了地而大头眼看就要落地时，起 重指挥人员却离开了岗位去做吊第二节钢筋笼的准备工作 去了。此时，驾驶员在无人指挥的情况下，自行转动起重 臂(准备落钩后去吊第二节钢筋笼)，不料钢丝绳扣因受力 减少、松弛而从吊钩中滑出，造成木杆的大头坠落在六站 台上，将正在做焊接钢筋笼准备工作的工人牛某、樊某的 头部砸伤。经及时送医院抢救，樊某得救但受重伤，牛某 死亡。 事故原因分析：事故后经现场勘察发现，起重机吊钩上 虽然装有吊钩闭锁装置，但该装置上的弹簧片已经损坏但 尚未修复，使其失去了防止索具意外脱落的闭锁保险功能。 这是一起因维修工作不到位，未能保持整机各部分完好， 而在特定的条件下发生的事故案例。 （2）吊钩的安全检查： （a）安装使用前检查：吊钩应有制造厂的检 验合格证。 （b）表面检查：通过目测、触摸检查吊钩的 表面状况。在用吊钩的表面应该光滑无毛刺， 无锐角，不得有裂纹、折叠、过烧等缺陷，吊 钩缺陷不得补焊。 （c）内部缺陷检查：必要时，应进行内部探 伤检查。 （d）安全装置：有条件的应该安装防止吊物 意外脱钩的安全装置。 （３）吊钩的报废Ｐ121 2．抓斗： 抓斗是一种由机械或电动控制的自动取物 装置，主要用于装卸散装货物，有时还用于抓 取长材。 根据操纵抓斗的原理不同，可分为单绳、双绳 和电动抓斗三种。双绳抓斗的结构简单，工作 可靠、并能在任意高度卸货，生产效率较高， 因而应用广泛。 （1）双绳抓斗的工作原理： 双绳抓斗的动作完全由起升绳和开闭绳的 运动速度来操纵。其工作过程可分为四步： （a）降斗：卸载后张开的抓斗依靠自重下降到散 货堆上，这时开闭绳和支承绳以相同的速度下降， 开闭绳较松。 （b）闭斗：抓斗插入物料后，支承绳保持不动， 而开闭绳开始收紧使颚板闭合，将散料物料抓到 斗中。 （c）升斗：抓好散料物料后，开闭绳和支承绳以 同样的速度起升。 （d）开斗：支承绳不动，开闭绳放松，以卸出抓 斗中的物料。 3．C形卷钢吊具： 配有平衡器的C形卷钢吊具，是一种吊 运卧放钢卷的专用工具 4．电磁吸盘： 电磁吸盘是靠电磁力自行吸取导磁物 品的取物装置。通常靠线圈通电激磁吸料， 断电去磁卸料。 电磁吸盘由铸钢外壳和装在其内的线圈 组成。电流通过挠性电缆输入线圈通电后 即产生磁力线，磁力线在外壳与磁性物料 间形成闭合回路，于是物料即被电磁吸盘 吸住。线圈断电后，物料自行脱落。电磁 吸盘以用直流电为宜，因为直流电工作可 靠，磁力损失及旋涡损失小，电感影响也 较小。 5、起重无泵真空吸盘 第七节 起重机的安全管理 一、起重装卸设备安全技术： 1. 要求起重机上设置有夹轨器或锚固等防风 装置。(对露天工作的起重机，为防止风力过 大时，起重机被吹倒或移动而发生事故） 2. 起重机上要求装设起升高度限位器，又称 为卷扬机限位器。 （为防止由于司机疏忽或 机构故障使起重机吊钩卷扬，从而导致钢丝被 拉断、吊钩和吊物坠落或挤坏滑轮装置等事故 发生） 3. 起重机上要求装有重量限制器。(为防止起 重机超负荷） 4．用叉车进行托盘、集装箱的装卸作业时，要 注意货场上货物的稳定性，上、下坡时，叉车 应前进上坡，倒退下坡，遇因货物遮挡视线时， 应有专人负责指挥。 5．起重机吊运或顶部叉车叉运集装箱时，要保 证吊具与集装箱角配件的可靠连接，旋锁装置 工作灵活可靠，当四个角配件不能同时旋合时， 应能发出报警信号，确保装卸作业占的安全。 6．用吊索捆绑货物时，应牢固可靠，吊索间 夹角不应太大，一般不超过120º，多根吊索合 力的作用线必须通过货物的重心，以保证吊运 过程中货物的平稳性。 7．对起重机的钢丝绳应每天进行日常检查， 要特别注意钢丝绳端部在机械上的固定连接和 穿绕平衡滑轮的位置。钢丝绳应保持良好的润 滑状态，对起重机的绝缘绳每月至少两次加注 润滑剂。 当出现下列情况之一时，钢丝绳应报废： （1）钢丝绳直径减少达7%时； （2）钢丝径向磨损或腐蚀量超过原直径的40%时； （3）交互捻钢丝绳的断丝数达到钢丝绳钢丝总数 的10%；同向捻钢丝绳断丝数达到钢丝总数的5%； （4）外观检查发现下列情况：麻芯外露；明显腐 蚀；打死结；外层钢丝呈笼形状态；波浪变形的 幅度不小于钢丝绳直径的3/4；绳股挤出；绳径局 部增大；严重扭结；受热辐射或电弧作用使钢丝 绳外表面出现可资识别的颜色。 8．起重机是一种间歇工作的机械，各机 械运行中的制动、调速或限速及货物的 悬空支持都靠制动器来完成。正常使用 的起重机每班都要对制动器进行检查。 制动器的零件，有以下情况之一就应 报废：裂纹；制动带摩擦垫片厚度磨损 达原厚度的50%；弹簧出现塑性变形；小 轴或轴孔直径磨损达到原直径的5%。 9．动臂式起重机回转支承基准面的倾斜度 不得大于1º。特别是轮式起重机更要注意 支腿的水平度和松动情况。 10．轮胎式起重机可负载作短距离行车， 但负载要降低为额定起重量的2/3，离地高 度不应大于0.5m，地面坡度不能大于5º。 且行走要缓慢，一般不得超过5km/h。 二、起重机的电气安全技术 1．电气元件应与起重机的机构特性、工 艺条件和环境条件相适应。 2．室外工作的起重机，电线应敷设在金 属管中，金属管须经防腐处理。 3．起重机应有指示总电源分合状态的信 号，必要时还应设置故障信号或报警信 号。 4．起重机主电路及控制电路对地绝缘电阻 一般不小于0.5MΩ；潮湿环境不小于 0.25MΩ（用500V兆欧表在常温下测量）。 5．为减小起重设备漏电时造成的触电危险， 起重机有金属结构及所有电气设备的金属 外壳、管槽、电缆金属外皮和变压器低压 侧均应有可靠接地。 综合训练： 1.起重机的常用属具有哪些？ 2.如何做好起重机的安全管理？