第2章物流通用设备.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 物流通用设备,物流设备主要包含仓储设备和物料搬运设备。物料搬运设备又可以主要分为以下3类，即集装单元化设备、搬运装卸机具以及输送机(Conveyors)。仓储设备的相关内容本教材将在第 章中介绍；输送机（除了皮带输送机外）大都用于生产线物料输送，本教材将在第 章中介绍。本章只介绍通常被称为物流通用设备的集装单元化设备和搬运装卸机具。,2.1 集装单元化设备,集装单元化设备即组成单元载荷的设备和容器(Container 0r Unit Load Formation Equipment)。,主要有集装箱、托盘、集装袋、散装罐等。这些工具的主要作用是将零杂货物组合成单元货物，并以这些工具为承托物，以单元货物为整体进行物流作业。,2.1.1托盘,托盘不仅是货物集装单元化的重要设备，而且也是仓储系统的辅助设备。托盘是一个不可或缺的“活动的货台”，是集装单元化物流中，承上启下，承前启后的关键要素，是单元化物流的重要载体；是衔接运输、仓储、包装、装卸搬运等几大物流环节的接口；是实现物流全过程效率最大化、成本最小化的必备器具。,托盘的种类繁多，就目前国内外常见的托盘种类来说，大致可以划分为四大类：平托盘、柱式托盘、箱式托盘、轮式托盘。,1.平托盘,一般所称之托盘，主要指平托盘，平托盘是托盘中使用量最大的一种，可以说是托盘中之通用型托盘。平托盘又进一步按三个条件分类：,(1)按台面分类。按承托货物台面分成单面型、单面使用型和双面使用型、翼型四种。,(2)按叉车叉入方式分类。分为单向叉人型、双向叉入型、四向叉入型三种。四向叉入型，叉车可从四个方向进叉，因而叉车操作较为灵活。单向叉入型只能从一个方向叉入，因而在叉车操作时较为困难。图,2-1,为托盘的各种形状和结构,图2-1,托盘的形状和结构,(3)按材料分类，分成：,木制平托盘。木制平托盘制造方便，便于维修，本体也较轻，是使用广泛的平托盘。,钢制平托盘。用角钢等异型钢材焊接制成的平托盘，钢制平托盘最大特点是强度高，不易损坏和变形，维修工作量较小，但自身较重，人力搬运较困难。钢制平托盘可制成翼形平托盘，这种托盘不但可使用叉车装卸，也可利用两翼套吊器具进行吊装作业。,塑料制平托盘。塑料制平托盘最主要的特点是本体重量轻，耐腐蚀性强，便于各种颜色分类区别，托盘是整体结构，不存在透钉刺破货物的问题，但塑料承载能力不如钢、木制托盘。,胶板制平托盘。用胶合板钉制台面的平板型台面托盘，这种托盘质轻，但承重力及耐久性较差。,.柱式托盘,柱式托盘的基本结构是托盘的四个角有固定式或可卸式的柱子，这种托盘的进一步发展又可从对角的柱子上端用横梁连结，使柱子成门框型。柱式托盘的柱子部分可分用钢材制成，按柱子固定与否分为柱式和可卸柱式两种。,柱式托盘的主要作用有两个，其一是防止托盘上所置货物在运输、装卸等过程中发生塌垛；其二利用柱子支撑重量，可以将托盘上部货物悬空载堆，而不用担心压坏下部托盘上的货物。,.箱式托盘,箱式托盘的基本结构是沿托盘四个边有板式、栅式、网式等栏板和下部平面组成的箱体，有些箱体有顶板，有些箱体上没有顶板。箱板有固定式、折叠式和可卸式三种。,1219,系列,(1219mm1016mm)(48in40in),是考虑北美国家习惯以英寸为单位制定的系列。,2003年，ISO标准（ISO6780）又增加了11001100和10671067两种标准，说明在亚洲正处于发展势头的11001100标准的托盘拥有潜在的市场，亚洲托盘系统联盟主推的12001000和11001100两种规格的托盘有利于与欧洲主推的12001000和1200800、美洲和澳洲主推的12191016和11401140标准齐头并进。,（2）中华人民共和国托盘国家标准,我国于1982年就制定了联运平托盘外形尺寸系列的国家标准。我国新发布的联运通用平托盘主要尺寸及公差国家标准（GB/T2934-2007）确定将我国原有的六种标准，缩减为,12001000和11001100两种，12001000为优先推荐使用标准。,12001000和11001100标准符合目前的国际ISO规定，这两种托盘近年已在日本、韩国、菲律宾、泰国、马来西亚、香港和台湾出现了明显增长态势，而且，在我国这两种尺寸的托盘也出现了快速上升势头。确定这两种托盘为新的标准规格，既符合国际要求，又顺应了国内发展需要。,托盘尺l寸标准一经制定，就可以决定包装尺寸和容器尺寸的标准，并且反过来又影响运输工具的尺寸选择，也影响仓库建筑、货架和储存空间的尺寸。可见托盘尺寸的选定，往往是确定其他物流参数的依据。大量实践表明，以托盘为基准推进包装模数、叉车结构尺寸、汽车厢体尺寸、集装箱规格、货架和仓库货格尺寸的标准匹配将十分科学合理；以托盘物流为基础，组合贯通与匹配物流各环节（如：运输、仓储、装卸搬运、包装、流通加工、配送等），可避免物流过程中的浪费，大幅度节约物流成本；,从托盘物流的角度审视物流是否科学合理，能明显提高物流系统的整体效率。,2.1.2 集装袋,散状货物集装“单元化”也是要将物料加以组装，但是需要额外的材料来包装使之成为一个单元。散状货物集装“单元化”最普通的方法是使用集装袋。集装袋是一种柔性的集装容器。集装袋单元货载可依其尺寸和重量分别以搬运车、输送带或起重机来搬运。集装袋又称柔性货运集装箱，适于散状货物，如：水泥、化肥、粮食、饲料、砂糖、盐、纯碱等。配以叉车或吊车及其它运输工具，就可实现集装单元化运输。集装袋的分类一般可按使用的型式、形状、材料与制袋方法等进行区分，常见的几种集装袋如图23所示。,图2-3 集装袋,2.1.3 集装箱,“单元化”的最普通的方法是“货柜化”。“货柜化”是将品种货物组装于大型盒子或箱子（主要是集装箱）内。集装箱是进行周转用的具有一定规格和强度的大型货箱。它适合于铁路、水路、公路、航空等多种运输方式的现代化装卸和运输，是仓库外部物流理想的集装化运输用具。,集装箱的结构特点,集装箱不同于公路和铁路货车的车厢，也不同于反复使用的大型包装箱。它的主要特点是有,8,个角件，依靠这,8,个十分简单，但结构尺寸和定位尺寸都很精确的角件，可以完成集装箱的装卸、栓固、堆码、支承等作业。图,24,是通用集装箱的结构及部分名称简图。,图2-4 集装箱的结构简图,2集装箱分类,一般按用途和货物的特点，集装箱可分为普通货物集装箱和特种货物集装箱。,（1）普通货物集装箱(包括通用集装箱和专用集装箱)。普通货物集装箱的结构有内柱式、外柱式、折叠式和薄壳式等。,普通货物集装箱以装运货物为主，包括五金、机电产品、零部件等。其中通用集装箱要求结构尺寸符合国际或国内尺寸标准，便于流通和周转；其使用数量约占全部集装箱的7080。为防止货物在箱内摇动，在箱内设有确保货物稳定的附属设备。这类集装箱大部分为端开门式，端门闭锁后即成密闭状态。根据货物的装卸要求，这类集装箱还可分为侧开门式、侧壁全开式和开顶式。而专用集装箱主要是作为专门用途或单一品种规格的普通货物流通,流通之用，对结构尺寸标准要求不严格。,图2-5 集装箱的分类,(2),特种货物集装箱,通风集装箱。适于装载需要一定程度通风的蔬菜、食品及杂 货，通风集装箱在侧壁或端壁设有4个6个通风窗口，能有效地保证新鲜货物在运输途中不腐烂损坏。,如图2-6所示。该箱内装载潮湿货物时，为防止其渗出物对箱内污染和便于洗涤，在箱的内壁涂一层玻璃纤维加强塑料。为了排除集装箱内部的渗水，箱底必须设有放排水旋塞。,图2-6 通风集装箱,保温类集装箱。它可分为冷藏集装箱和保温集装箱2种。,冷藏集装箱是专门为运输那些要求一定低温的新鲜水果、鱼、肉、水产品等食品的。目前国际上采用的冷藏集装箱有内藏式和外置式2种。内藏式集装箱的箱内装备有冷冻机。,外置式集装箱的箱内没有冷冻机，而只有隔热结构。两种冷藏集装箱各有优缺点，集装箱运输时间较长，采用外置式较为合适；反之，集装箱运输期较短，则采用内藏式较好。,框架类集装箱这类集装箱包括板架集装箱、汽车集装箱和牲畜集装箱。汽车集装箱结构如图2-7所示。板架集装箱用以装载长大件、超重件，例如重型机械、钢管、钢锭、裸装机械和设备等。它没有箱顶和侧壁，箱端壁也可以卸掉，只靠箱底和四角柱来承受载荷，故又叫平台或平板集装箱。,图2-7 汽车集装箱,3集装箱标准化,为了便于集装箱在国际上的流通，国际标准化组织ISO公布了集装箱的标准规格系列：第一系列(1A1F 6种)和第二系列(2A2C 3种)，第三系列(3A3C 3种)集装箱。第一系列又增加了1AA、1BB和1CC 3种型号集装箱。第一系列集装箱的宽度都是2438 mm，第二系列集装箱的宽度都是2300 mm，第三系列集装箱的宽度都是2100 mm。,每系列集装箱的宽度相同，为充分利用各种运输工具的底面积，因此，有必要了解各种规格集装箱的长度关系。1A型40ft集装箱的长度12192mm；1B型30ft集装箱的长度9125mm；1C型20ft集装箱的长度6058mm；1D型10ft集装箱的长度2991mm。设集装箱间的标准间距I为3in(76mm)，则：,1A1B+I+1D9125+76+299112192mm；,1B1D+I+1D+I+1D32991+2769125mm；,1C1D+I+1D22991+766058mm。,其配合关系见图2-8，图中有剖面线的区域为标准间距。,为便于统计集装箱的运量，常将20ft的标准集装箱作为国际标准集装箱的标准换算单位，称为换算箱或标准箱，简称TEU(Twenty-foot Equivalent Unit)。一个20ft的国际标准集装箱换算为一个TEU；一个40ft的集装箱，简称FEU(Forty-foot Equivalent Unit)，1FEU=2TEU。目前，国际上集装箱尺寸已发展到45ft、48ft，在重量上发展到35t以上。,一般规划者可依据特定的物料情况选择适当的单元负载形态。例如，使用栈板最适合于堆叠具有一致外形的类似品种；而外形和尺寸不同的品种则可以群组类型置于货柜内。,图2-8 国际标准集装箱的长度关系,22 搬运装卸机具,221装卸设备,1.卸车设备,目前用得较多的卸车设备是螺旋卸车机、链斗式卸车机及翻车机。,(1)螺旋卸车机。螺旋卸车机结构形式有桥式、门式和单臂式3种。这3种形式的螺旋卸车机工作原理都相同，只是支承卸车螺旋的结构钢架的形式不同而已。桥式螺旋卸车机如图2-9所示，卸车作业时将左右水平螺旋放在物料中，由水平螺旋旋转，把物料推向两侧卸车。螺旋卸车机把物料从车厢上卸到卸车线两侧的坑道后，再通过坑道底下的带式输送机运至堆场上。螺旋卸车机是一种较好的卸车机械，它具有结构简单、效率高、重量轻、造价低和易于维修等优点。用户可以制造多个备用的水平螺旋头，在螺旋头损坏时，很快换上，继续进行生产。,螺旋卸车机的卸料阻力较大，对物料的破损较大。在卸大块散货时，机身振动也较大。所以，它适于卸不太坚硬的150毫米以下的中等块度的物料。最大的缺点是环境污染严重，卸车时，粉尘四起，曾有人考虑应用水雾或在车内注水减少粉尘，但效果都不理想。,螺旋卸车机系统的布置分为：受料皮带在铁路线底下及在铁路线两侧2种。,图2-9 螺旋卸车机,（2）链斗式卸车机。如图2-10所示，卸车机跨在铁路线上，以链斗挖取敞车内的物料，通过皮带机，向铁路两侧堆料。其堆料皮带机有平移外伸悬臂式、俯外伸悬臂式和跨内横移式3种，一般生产率可达200吨小时300吨小时。链斗式卸车机的结构如图2-11所示。它的缺点是构造复杂，磨损件多，维修工作量大。,图2-10在铁路线上卸车的链斗式卸车机,（3）翻车机。翻车机的形式很多，按翻卸方式，可分为转子式及侧倾式，还有少量的端倾式及复合式。,转子式翻车机的翻转轴线靠近旋转系统的重心，翻转角度可达360度，如图2-12所示。其压车机构有四连杆滚轮也有钢丝绳钩式。车厢接近就地旋转，重心升高低，所以耗电量少。但地下建筑物的深度一般达15米左右，土建工程量大，压车机构作用力大，易损坏车厢。,1卷扬机；2钢结构；3链斗提升机；4运行机构；,5司机室；6电缆卷绕装置；7胶带输送机,图2-11链斗式卸车机,侧倾式翻车机如图2-13所示。它的翻转轴线位于敞车的侧上方。载物的敞车，由铁牛(一种顶推车厢用的设备)或机车顶人翻车机后，由压紧装置将敞车压住。压紧装置有机械压紧式及液压锁紧式2种。翻车机转动约180度，从铁轨侧面将物料倒出。其主要特点是地下建筑物基础浅，一般仅为7米11米范围内，土建投资省，但车箱重心提升高度大，耗电多。,图2-12转子式翻车机,翻车机卸车线的布置，随地形而异，有2种基本方式，即贯通式(图2-14)及折返式(图2-16)。,贯通式布置是通过重车铁牛1，将重车推到重车溜放线上。然后，重车溜入翻车机，翻车机旋转卸车。翻卸后的空车由推车器推送出来。有的靠余坡直接溜放到空车停放线的集结位置上，有的经过空车铁牛将空车厢顶送到停车线的集结位置上。这种布置的特点是需要的设备少，减少事故，但调车线路长，占地多。,图2-13侧倾式翻车机,1一重车铁牛及牛槽；2一液压止挡器；3一记数装置；4一摘钩平台；5一翻车机；6一重车卷扬机房；7一拉紧装置；8一空车铁牛及牛槽；9一空车卷扬机房；,一重车推送线；一空车溜放线；一空车集结线；一重车溜放线,图2-14贯通式卸车线的布置,折返式布置时，重车铁牛将重车推人翻车机卸空后，由翻车机上的推车器将空车推出，沿8的坡道溜行，经反驼峰，过弹簧道岔，然后由空车铁牛推到空车停放线的集结位置上。也可采用迁车台横移方式，将卸空车横移到回送线路上，如图2-15所示。这种布置占地面积小，但动作环节多，操作复杂。,现在我国大连重型机器厂已经与日本、英国合作，生产两翻及三翻的翻车机，可以同时翻2个车厢或3个车厢，提高了生产能力。,图2-15迁车台横移折返,l一重车铁牛及牛槽；2一液压止挡器；3一记数装置；4一摘钩平台；5一翻车机；6一重车卷扬机房；,7一迁车台；8一空车卷扬机房；9一空车铁牛及牛槽；lO一弹簧道岔；,一重车推送线；II一空车溜放线；一空车集结线；IV一驼峰溜放线,图76折返式翻车机卸车线布置,图2-16折返式卸车线的布置,2 堆场机械,堆场是港口、冶金、煤炭及矿区物流系统的重要环节。在堆场设计时首先要解决的问题是堆场的大小，其次是堆场的运输系统及堆取料机械。堆取料机械常用的是堆料机、斗轮取料机及斗轮堆取料机。,（1）悬臂堆料机。如图2-17所示堆料机与地面固定带式输送机联接在一起，将带式输送机运来的散状物料堆在堆场内。堆料机在轨道上移动，以便把散料推在所需要的堆放地点。其结构型式有双悬臂及单悬臂可旋转式2种。双悬臂式堆料机的悬臂只能上下俯仰，不能旋转，悬臂长度比较短，所以料堆是尖顶条形，多用于配合坑道皮带输送机场合。单臂可旋转式的堆料机，臂长可达50米60米。,（2）斗轮堆取料机。目前使用的斗轮堆取料机有门式及悬臂式2种形式。,1)悬臂式斗轮取料机。在臂架顶端有一个挖取物料的斗轮，臂架上有一条带式输送机，把物料运到取料机下的漏斗，落到皮带机上输送出去。斗轮取料机装在堆场侧边，跨在地面胶带机两侧的轨道上运行。目前我国生产的斗轮取料机最大可达6000吨小时，臂架幅度达45米，如图2-18所示。,l一带式输送机；2一卸料器；3一吊臂；4一堆料带式输送装置,图2-17 单臂堆料机,(2)门式斗轮堆取料机。在龙门架内有一个可以上下升降的活动梁，在活动梁内有带式输送机。斗轮套在活动梁上，沿活动梁移动，将挖取出的物料，卸在活动梁内带式输送机上，然后转载给地面固定皮带机。门式取料机横跨在堆场上，如果门架上另有一套带式输送机的堆料系统，则就是门式堆取料机。,l一滑轮组；2一俯仰钢丝绳；3一滑轮组；4一臂架俯仰驱动卷简；5一浮动配重；6一导轨拉杆,图2-18斗轮取料机,悬臂式斗轮堆取料机如图2-19所示，兼有堆料及取料的双重作用。臂架上的皮带可以正反转。在堆料时，斗轮不转，臂架上胶带把物料从臂架端部抛出，而取料时胶带改变运动方向，把斗轮挖取出的物料送给地面带式输送机。,堆料机、取料机的臂长与料场宽度间的关系，是堆场设计必须妥善解决的问题。堆取料机的生产率是根据装船，装车生产率而定的，而其悬臂长度根据料场的宽度而定。,图2-19悬臂式斗轮堆取料机,222集装箱装卸工艺方式,集装箱装卸已形成特定的工艺方式，集装箱专业码头的装卸工艺方式常见的有5种方式：底盘车方式、跨运车方式、叉车方式、轮胎式龙门起重机方式和轨道门式起重机方式。前3种方式通称为跨车系统，如图2-20所示，后2种方式通称为门式起重机系统如图2-21所示。,1跨车系统,跨车系统的主要工艺过程如图2-20所示：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采用这种装卸系统，其优点是：跨车既可以进行水平运输，又可以完成4层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。具有投资少，装卸速度快，堆场利用率高的优点。香港葵涌TML集装箱公司就是采用跨车系统。缺点是，跨车的结构比较复杂，维修工作量大，因而装卸成本高。,图2-20 集装箱码头装卸跨车系统工艺图,2门式起重机系统,门式起重机系统的主要工艺过程如图2-21所示：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。其优点是轮胎龙门起重机跨距大，堆层高，堆场面积利用率高，轮胎龙门起重机可以从一个轨道线转另一个轨道线工作，机动性强，缺点是需要水平运输拖车作业。,采用轨道门式起重机方式时，在堆场与船之间可以不用转运车。轨道门式起重机的悬臂伸到岸边集装箱装卸桥的伸出臂下，直接进行集装箱转运。,图2-21集装箱装卸门式起重机系统工艺图,223叉车图2-22叉车在自动化仓库中的应用,叉车是车站、码头、仓库和货场广泛用来承担装卸、搬运、堆码作业的一种搬运车辆。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。图2-22是叉车在立体仓库中的应用。,叉车有以内燃机为动力的，称内燃叉车，也有以蓄电池为动力的，称电瓶叉车。,图2-22叉车在自动化仓库中的应用,叉车本身既是装卸堆垛的工具，又可以用作短途运输，一般的机械工厂车间之间，常选用电瓶车作为运输工具。但是它的主要作用还是装卸堆垛。,叉车种类很多，可以从不同角度分类。如果按构造的不同，可以分为正面式、侧面式和转叉式叉车；如果按所用动力的不同，则可以分为内燃式、蓄电池式和无动力叉车。,新的伸展型自动叉车（图2-23）不止尺寸小，还装备有可靠的陀螺型导向系统。而且因为旋转圆周较小，因此适用于在小型工厂或货仓内使用。其升降与运行机构可确保在处理货物及进行输送工作时能足够加速，而这无疑可缩短运作周期。,图2-23,自动叉车,