港口装卸机械复习资料

港口装卸机械复习资料
第一篇港口装卸机械
1、定义：在港口用来完成船舶与车辆的装卸、库场货物的堆码、拆垛与转运以及舱内、车内、库内装卸作业的起重运输机械。

2、作用：1)提高劳动生产率，减轻体力劳动强度
2）加速装卸，缩短船舶在港停泊时间，提高港口通过能力
3）降低装卸成本，减少压船压货的损失，提高经济效益
4）可采用先进的装卸工艺，减少货损货差，提高货运质量
5）为建立程序化、自动化的装卸线创造条件
3、分类: 1)港口起重机械2）港口连续运输机械3）港口装卸搬运机械4)港口专用机械
4、发展趋势：1）高效大型化2）专业化和多用化3）标准化、系列化
4)安全可靠性和环境保护要求5）省力化、自动化
第一章港口起重机械
起重机械是周期性间歇动作的机械。

分类：1）轻小起重设备：千斤顶、起重葫芦、卷扬机等。

2）升降机：是沿导轨载运货物和人员的升降设备，有电梯和缆车。

3）臂架起重机，主要利用臂架的变幅（俯仰）、绕垂直轴线回转配合升降货物，使动作灵活，满足装卸要求。

可分为固定式、移动式和浮式。

固定式：桅杆起重机、船舶吊杆
移动式：轮胎起重机、门座起重机、汽车起重机、履带起重机、小型起重机4）桥架起重机：具有小车和大车运行机构，使它可在一个长方形的作业面上工作。

有桥式起重机和龙门起重机
以上的各类起重机基本上都包括金属结构、工作机构及其操作系统。

起重机的参数及其确定
起重机的参数是表征其技术性能的指标，也是设计和选用起重机
的依据。

它主要包括：起重量、幅度（外伸距）、起重高度、工作速度、生产率、轨距（跨度）和基距、工作级别、起重机外型尺寸、自重和轮压等。

1）起重量：指最大额定起重量，它表示起重机正常工作时所允许的最大重物的质量。

2）幅度：指起重机吊具伸出起重机支点以外的水平距离。

不同型式的起重机往往采用不同的计算起点。

对回转臂架起重机，其幅度是指回转中心线与吊具中心线间的水平距离。

非回转臂架起重机的幅度一般指臂架下铰点至吊具中心线的水平间距。

外伸距常用于桥式卸船机，是指临水侧轨道中心线至吊具中心线的最大水平间距。

3）起升高度：指起重机能将额定起重量起升的最大垂直距离。

岸上工作的起重机如轮胎起重机、龙门起重机其起升高度是指自地面或轨面升至最高位置的垂直距离。

使用吊钩时按吊钩中心计算；使用其他吊具时，算至它们的最低点,抓斗按闭合状态最低点计算。

装卸船舶为主的门座式起重机、桥式卸船机等可将吊具降至码头面以下的船舱内，其起升高度为轨面以上的上升高度和在轨面以下的下降深度之和。

浮式起重机的起升高度为水面以上的上升高度和水面以下的下降深度之和。

4）工作速度：起重机的工作速度包括起升、变幅、回转、运行四个机构的速度。

起升速度：起重机起升额定重量时，货物匀速上升的速度（m/min）
变幅速度：起重机吊具从最大幅度至最小幅度沿水平方向运动的平均速度（m/min）
回转速度：回转起重机的转动部分在匀速转动状态下每分钟回转的圈数（r/min）
运行速度：起重机械或起重小车匀速运行时的速度(m/min)，对无轨运行机械常称行驶速度（km/h）
5）生产率：起重机的生产率是指在单位时间内吊运货物的总吨数，（t/h）提高起重机的生产率：①提高起重量②增加每小时的工作循环次数③总结推广先进的管理和操作经验，以便充分利用起重机的起重量和加快工作循环
6）轨距、跨度和基距
轨距：指有轨运行起重机或其小车行走轨道中心线之间的水平距离
跨距：指桥架类起重机的运行轨道中心线之间的水平距离或固定式起重机的支腿之间的水平距离
基距：沿轨道方向向上起重机两支腿中心线的间距
7）工作级别：起重机的工作级别是按它们的利用等级和载荷状态来划分的。

起重机及其机构的载荷状态表明它们经常受载的轻重程度，均分为轻、中、重、特重四级。

根据起重机的利用等级和载荷状态，把起重机的工作级别分为A1至A8共8个级别，各机构则分为M1至M8各8个工作级别。

机构接电持续率JC值分别为15%，25%,40%，60%四种，JC值可通过各机构的实际负荷情况测定或参照现有资料确定，例如港口门座式起重机各运转机构的工作制度（JC 值），起升机构可为60%，回转和变幅机构可取40%，运行机构可取15%
8）其他参数：包括起重机的外形尺寸、自重、轮压、驱动功率，这些参数不仅能反映起重机本身性能的优劣，而且还直接影响起重机的造价、动力消耗以及码头的基建投资，因此也是重要的技术经济指标。

起重机的驱动型式
驱动起重机工作装置的动力设备称为驱动装置。

现代起重机械主要采用电力驱动、内燃机驱动和内燃机-电力、内燃机-液压等复合驱动型式
1）电力驱动：目前港口起重机械最主要的驱动型式
2）内燃机驱动：适用于无轨运行的移动式起重机
优点：机动性好，可经常改变作业地点；结构布置紧凑
缺点：不能有载起动；各机构需装离合器；内燃机不能逆转；调速困难；结构复杂
第二章常用的几种港口起重机
1、轮胎起重机：装在特制的轮胎底盘上的全回转360度臂架起重机，它有起升、回转、变
幅和运行四个工作机构，分别完成提升和水平运移货物、调整臂架升距以及变换工作地点的动作。

2、门座式起重机：是装在沿地面轨道行走的门形底座上的全回转臂架起重机，是码头前沿
的通用起重机械之一。

可完成船—岸、船—车、船—船等多种装卸作业。

门座起重机的金属机构包括臂架系统、人字架、转柱、机房平台以及门架等。

门座起重机的工作机构包括起升、回转、变幅、运行四大机构。

由于门座起重机由电力驱动，各工作机构均由电动机分别驱动。

为了减少变幅功率和便于司机工作，门座起重机采用结构较复杂的平衡臂架变幅系统。

门座起重机的回转支承可用转盘式和转柱式，现代门座起重机大多采用转柱式。

3、浮式起重机：以专用浮船作为支承和运行装置，可沿水道自航或拖航的水上臂架起重机。

优点：能在水上进行装卸；自重不受码头地面承载能力限制；可从一个码头移到另一个码头，使利用率提高；配合码头工作可不受水位差影响。

缺点：造价高，需要的管理人员多。

分类：按航行方式分：自航浮式起重机和非自航式浮式起重机
按回转能力分：全回转浮式起重机、非全回转浮式起重机、非回转浮式起重机
全回转浮式起重机：是起重装置可绕回转中心线相对浮船作360
度以上连续转动的浮式
起重机。

非全回转浮式起重机：是起重装置只能在夹角小于360度的有限范围内，绕回转中心线
相对浮船转动的浮式起重机。

例如起重装置采用桅杆起重机的浮
式起重机往往是非全回转的。

非回转浮式起重机：是起重装置不能相对浮船转动的浮式起重机，其中有的臂架可变幅
俯仰，有的臂架是固定的。

浮式起重机水上作业特点：①要保证浮式起重机具有足够的稳性②在决定浮式起重机的
结构和主要参数时，要满足水上作业的需要和浮船倾斜我的影响。

浮式起重机的稳性以浮船在起重机最大倾覆力矩作用下产生的倾角大小来衡量，倾角分为纵倾角和横倾角。

第三章起升机构
起升机构：是起重机械必不可少的工作机构，它通过取物装置以一定的速度升起或放下货物，并能把货物停留在某一高度位置。

起升机构主要包括取物装置、起升钢丝绳、导向滑轮、滑轮组以及由原动机、减速器、卷筒和制动器组成的起升绞车等
1、钢丝绳:不仅用在起升机构中起吊货物、操纵抓斗，还可用来捆扎货物，支持臂架，有
时还用来牵引小车运行和驱动起重机的回转部分回转，因此，它的应用遍及各个工作机构，是起重机上应用最广泛的挠性构件。

1）钢丝绳的构造和形式
起重机的钢丝绳通常采用双重绕绳：先用钢丝绳捻成绳股，再又若干绳股围绕绳芯捻绕成钢丝绳。

2）钢丝绳的分类：①按捻绕方向（外层绳股的螺旋方向）分：右旋绳、左旋绳
②按钢丝绳内丝和股的捻绕方向分：顺捻绳、交捻绳
顺捻绳：钢丝捻成绳股与绳股捻成绳的方向相同，挠性好，表面
光滑，不易磨损，使用寿命较长，但容易松散和扭转。

交捻绳：由钢丝捻成绳股与绳股捻成绳的方向相反，挠性和使用寿命不如顺捻绳，但不会松散，制造方便。

③按股绳结构区分：点接触的普通结构：它的绳股由直径相同的钢丝捻成
线接触的复合结构：它的绳股由直径不同的钢丝捻成，分为西鲁式、瓦林吞式、和填充式。

西鲁式：内外两层钢丝数相等，同一层内的钢丝直径相同，但内外层钢丝直径不同，外层钢丝比内层钢丝粗，又名外粗式绳股。

瓦林吞式：内层由直径相同的钢丝组成，外层由粗细相间的两种钢丝组成，又名粗细式绳股
填充式：外层钢丝数为内层的两倍，内外层之间的空隙用细丝充填
面接触式的钢丝绳：它由形状特殊的钢丝制成，钢丝之间呈面接触，比线接粗钢丝绳更显著，表面光滑，抗腐耐磨，但制造工艺较复杂。

3)延长钢丝绳使用寿命的措施：
①选用合适的钢丝绳型式、提高安全系数即降低钢丝绳的应力和选用较大的滑轮与卷
筒直径
②尽量减少钢丝绳的改向次数。

特别是反向弯曲的次数
③限制钢丝绳引出方向对滑轮槽中心线的偏斜角（最大不超过5%），以减少钢丝绳对
槽壁的碰擦
④采用硬度不高的材料制造滑轮和卷筒以减轻对钢丝绳的磨损（铸铁比铸钢好）
⑤滑轮和卷筒的绳槽尺寸要恰当，绳槽太小会夹绳，绳槽太大则绳与槽的接粗面积减
小，均使钢丝绳的磨损加剧
⑥对钢丝绳及时保养润滑，加强检查，一旦达到报废标准要及时
更换
2、滑轮和滑轮组
滑轮对钢丝绳其支承、导向作用，还可组成省力或增速滑轮组。

起重机械普遍使用省力滑轮组。

仅有一根绳绕入卷筒的钢丝绳驱动分支，这种滑轮组属于单联滑轮组。

缺点是在升降货物时会产生水平位移，使货物摇晃和不易对准卸货位置。

双联滑轮组由两个并列对称的单联滑轮组构成。

3、卷筒
1）作用：用来卷绕钢丝绳，将原动机的回转运动变成钢丝绳的直线运动，并把原动机的驱动力传递给钢丝绳
2）分类：根据卷筒表面分为：槽卷筒、光面卷筒
根据钢丝绳卷绕情况分为：单层卷绕卷筒、多层卷绕卷筒
4、取物装置：即吊具，是起重机直接提取货物的部件。

最常用的的几种即吊钩、抓斗、
电磁吸盘。

抓斗：主要用来装卸散货，有时用来抓取长木材
1）分类：根据抓斗的原理不同可分为单绳抓斗、双绳抓斗、马达抓斗，其中双绳抓斗用的最广泛，除普通双绳长撑杆双颚抓斗外，还有多种专用双绳抓斗，如多爪抓斗、耙集抓斗、长材抓斗等。

双绳抓斗由鄂板、撑杆、上承梁（抓斗头部）、下承梁等四部分组成。

如果采用双联卷筒，则支持绳与开闭绳各位两根，称为四绳抓斗，抓斗的开闭滑轮组为双联滑轮组。

2）影响抓取能力的主要因素：
①抓斗的自重及其分配：抓斗自重是产生抓取力的来源，因此抓斗必须具有足够的自重。

抓斗的抓取性能用相对抓取性能系数K来表示，它是抓斗抓取货物的质量和抓斗自重的比值。

提高相对抓取性能系数K值可增大起重机的有效起重量，减少每个工作循环中调运抓斗自重的功率消耗，K值
越大说明抓斗的抓取性能越好。

②开闭滑轮组倍率的影响：增加抓斗开闭滑轮组的倍率可提高抓斗在抓货过程中的抓取力
矩，增加挖掘的深度，因此使抓货量增大。

③撑杆与鄂板饺接点位置的影响
④抓斗最大张开度的影响
⑤鄂板宽度的影响
⑥鄂板几何形状的影响
⑦物料性质的影响
⑧操作方法的影响
3)几种抓斗的介绍
多爪抓斗、船舶吊杆抓斗、耙集抓斗、单绳抓斗、机动抓斗
3）电磁吸盘：靠磁力自行吸取导磁物品的取物装置。

利用电磁吸盘来装卸钢锭、生铁、废钢等货物，可避免繁重的体力劳动，达到高生产率。

5、制动器
起重机是一种间歇动作的机械，在工作中，需要经常起动和制动。

为满足工作需要和保证安全，起重机的各个机构都必须装设制动器。

它的作用是：使处于运动状态的机构减速直
到停止，阻止被制动后的机构在外力作用下运动。

1）分类
①块式制动器：主要由制动轮、瓦块、杠杆系统和松闸器等组成，靠装在机架
上的瓦块与装在轴上的制动轮之间的摩擦力进行制动。

常用的块式制动器有
短行程电磁铁制动器、电力液压推杆制动器和液压电磁制动器，它们均为常
闭式。

②带式制动器：由制动轮、挠性制动带和制动杠杆等组成。

常用的分为简单带
式、综合带式。

第四章变幅机构
1、变幅机构：用来改变起重机的幅度，可分为非工作性变幅和工作性变幅。

非工作性变幅：在港口后方货场上工作的流动式起重机如轮胎起重机、履带起重机等，一般工作空间不太受限制，因此，只需要在吊货工作开始以前，在保留必要稳性
的前提下，根据货物的重量和吊货、卸货点调整起重机的位置和变幅，而不
需要吊货变幅，这类变幅机构称为非工作性变幅机构。

工作性变幅：码头前沿的起重机如门座起重机在装卸海船时，工作空间受限制，为了对准吊货点和卸货点、避开船上的建筑物和索具以及相邻工作的起重机等，这类
起重机在吊货中也要进行频繁的变幅，因而变幅的速度和机动性直接影响着
起重机的工作循环时间和生产率，这类称为工作性变幅机构。

特点：在装卸过程中进行频繁的变幅，为提高起重机的生产率，要求较高的变幅速度（40~60m/min）.对于工作性变幅，通常采用平衡性变幅系统，在这种系统
中，臂架自重用活对重等方法予以平衡，货物在变幅过程中近似于水平的移
动。

因此采用平衡性变幅系统可以大大减少变幅功率消耗，司机容易掌握货
物的落点，满足港口快速装卸的要求。

2、臂架自重的平衡
可分为不变重心、移动重心、无平衡重三种。

移动重心平衡原理：利用杠杆系统或拉索使臂架与对重的合成重心沿近似水平线移动，即应用平衡重的上升和下降来抵偿臂架重心的下降或上升。

无对重平衡原理：臂架系统没有对重靠臂架系统构件的组合特性
使系统的合成重心沿水平或近似水平移动
3、货物升降的补偿
1）起升绳补偿法：①滑轮组补偿法②椭圆规原理补偿法③平衡滑轮补偿法
2）组合臂架补偿法：在变幅过程中，组合臂架端点沿水平或接近水平线的轨迹移动，从而使载重在变幅过程中的高度不变或变化很小。

①直线象鼻架拉杆组合臂架补偿法②曲线象鼻架拉索组合臂架补偿法
4、变幅机构的主要传动型式和驱动功率
1）、变幅机构的主要传动型式
非工作性变幅机构的臂架大多采用钢丝绳通过滑轮组绕到变幅绞车的卷筒上，依靠变幅卷筒收放钢丝绳而改变臂架的幅度。

工作性变幅机构中，由于采用臂架自重平衡系统和货物升降补偿装置，只能承受单方向的变幅滑轮组（挠性传动装置）就不在能满足要求。

所以在平衡式臂架变幅系统中，一般都采用刚性传动装置与臂架系统连接，传动驱动力，以实现臂架变幅。

3）常用的传动型式：①齿条传动、②螺杆螺母传动、③扇形齿轮传动④曲柄连杆传动⑤液压传动
第五章回转机构
1、回转机构
作用：是使起吊的货物在水平面内，围绕起重机的回转中心转动。

回转机构与起升变幅和运行机构配合，能把货物吊运到起重机工作范围内的任意位置。

回转式起重机的回转机构由回转支撑装置和回转驱动装置组成。

回转支撑装置用来将起重机的臂架、机房等回转部分支持在固定部分上，它起着保持回转部分对中和防止倾覆、支承回转部分重量、联接回转部分与不回转部分的作用。

回转驱动装置用来驱动起重机回转部分使其相对于固定部分回转。

1）回转支撑装置的型式
回转支承装置包括转盘式和柱式两大类。

转盘式分为滚轮式、滚
子式、和滚动轴承式。

柱式分为转柱式和定柱式。

2）柱式回转支承装置
柱式回转支承由具有上下支承的柱状构件支撑起重机的回转部分，按柱状构件的特点不同可分为转柱式和定柱式
3）各类回转支承装置的比较
转盘式回转支承装置与柱式回转支承装置相比，其高度尺寸要小得多。

因此流动式的回转起重机基本上都采用转盘式的回转支承装置。

滚子夹套式回转支承装置的制造也较简单，由于滚子数目较多、直径小，与滚轮式相比，其承载能力加大、高度尺寸减小，可用于起重量大的起重机，但要求支承构件的刚度较大。

2、回转驱动装置的型式
回转驱动装置的结构型式很多，但起重机通常都用行星齿轮作为回转驱动元件，也就是在回转部分的下面设有一个大齿圈，大齿圈与起重机的固定部分相连，当原动机经减速传动装置驱动行星齿轮转动时，与大齿圈啮和的行星齿轮就绕大齿圈作行星运动，从而实现起重机回转部分的转动。

行星齿轮与大齿圈可设计为外啮合式或内啮合式。

极限力矩联轴器是用来预防因回转阻力锯的急速增加时，点击、传动装置或回转驱动元件，甚至臂架可能会因为过载而损坏。

当回转机构所受到的阻力矩超过了极限阻力矩联轴器所规定的极限力矩，两摩擦面就发生打滑现象，因而对所传递的力矩加以限制，起到安全保护作用。

第六章运行机构
运行机构是用来支承和移动起重机的机构。

按工作性质可分为非工作性和工作性两类。

按运行机构的结构特点分为有轨运行和无轨运行两类。

1、有轨运行机构
由支承装置和驱动装置组成。

支撑装置包括车轮和运行车架。

起重机作用在每条支腿上的压力通过车架作用在车轮和轨道上。

对于支腿压力较大的起重机，为使每个车轮的轮压不超过轨道以及基础所容许的压力，必须增加每条支腿下的车轮数目并采用均衡车
架来使一条支腿下的多个车轮受力均衡。

与驱动机构相连的叫主动轮，其余叫从动轮。

为有效防止脱轨，车轮多制成双轮缘的。

起重机用的轨钢有方钢、铁路轨钢和起重机专用钢三种。

有轨运行的驱动部分和起重机其他工作机构的电力驱动部分相似，包括电机、制动器、减速传动装置，最后驱使车轮转动。

露天工作的起重机，为了防止被风吹走，需装设夹轨器和锚定装置。

2、起重机运行打滑及防止措施
1）不发生打滑的条件
开动运行机构的原动机后，主动轮只是原地空转，起重机并不能运行，这种现象称为打滑。

产生主要原因是主动轮与地面（轨道）之间粘着力不够的缘故。

2）防止打滑的措施
①起重机以及载重小车应当有足够的数目的驱动轮（主动车轮），以保证足够的驱动力
②合理的布置各机构和主动轮的位置来保证在各种情况下主动轮都应有足够的轮压
③合理地选择电动机和制动器，以延长运行起动时间，降低运行机构的加速度和直线运动
惯性力
④如在工作中出现打滑，可在轨道上撒些砂子，以增大粘着系数。

平时注意及时清洁轨面
上的油脂等。

第七章运行起重机的稳定性和轮压
1、运行起重机的稳定性
起重机在自重载荷和外载荷的作用下抵抗倾覆的能力称为起重机的稳定性，是起重机的重要性能之一。

起重机稳定性验算：①无风静载工况②有风动载工况③突然卸载或吊具脱落的工况④暴风袭击下的非工作状态的工况
2、起重机的轮压
轮压是指一个车轮对轨道或地面的垂直压力，它是起重机运行机构、轨道支承结构和码头、装卸工艺设计的重要依据。

在设计起重机运行机构的时候，要根据最大轮压来确定起重机行走部件如车轮的大小和数目，要根据最小主动轮压来进行打滑验算。

第二篇港口连续输送机械
连续输送机械是沿着一定的输送路线连续的运输货物的机械。

特点：①可以不间断地搬运货物，即装货、输送、卸货均连续进行
②沿固定路线输送货物，动作单一，故结构简单，便于实现自动控制
③通用性较差，每种机械只能用于一定的货种，一般不是与运输重量很大的物品
④大多连续输送机不能自行取货，因而需要采用一定的供料设备
用于港口装卸的、有挠性牵引构件的连续运输机包括带式输送机、链式输送机、斗式提升机等；无牵引构件的有气力输运机、螺旋输送机等。

第八章带式输送机
1、概述
带式输送机的结构和特点
带式输送机是用连续运动的无端输送带输送货物的机械。

用胶带作为输送带的称为胶带输送机，俗称皮带机。

1）结构特征和工作原理:
输送带即是承载货物的构件，又是传递牵引力牵引构件，依靠输送带与滚筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。

输送带绕过驱动滚筒和张紧滚筒，并支承在许多托辊上。

工作时，由电动机通过减速装置使驱动滚筒转动，依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力使输送带运动，货物随输送带运送到卸载地点。

带式输送机不仅是使用最普遍的一种连续输送机，而且它最典型地具有连续输送机的各个特点。

在各种连续运输机中，它的生产率最高、输送距离最长、工作平稳可靠、能量消耗少、自重轻、噪音小、。