起重机械的主要功能是转运货物,但是货物需要和起重机有关联,才能将货物转运到我们指定的目的地。这如同桌上的美味佳肴,需要我们手和餐具协同配合夹取,才有我们的味蕾盛宴。那起重机的大力手臂能用哪些“餐具”在空中来绘制美丽弧线呢?

图1 徐工汽车起重机与成都畅越轨道式集装箱门式起重机(来源:成铁大湾镇站)
起重机取物装置吊具分为不可拆分吊具和可拆分吊具,包括吊钩、抓斗、集装箱吊具、电磁吸盘、夹钳、其它等。具体采用哪一种,还需要根据抓取物的特性,有时也可以采用一机两用或者一机多用吊具,比如吊钩集装箱两用门式起重机、吊钩抓斗两用门座起重机、吊钩电磁铁两用桥(门)式起重机等等。
1、吊钩
吊钩是最常见的取物装置,它有单钩和双钩之分,船用的还有四爪吊钩等。单钩构造简单,用于起重量较小的起重机,双钩则用于起重量较大的情况,能使重物受力更均匀。吊钩一般采用整体锻造,另外还有叠片式吊钩。双钩还有带孔的双钩吊钩形式,其下方可以悬挂接集装箱吊具上架,通过连接轴连接固定,吊运集装箱。

图2 单钩吊钩(来源:网络)

图3 带孔的双沟吊钩(来源:网络)

图4 四爪吊钩(来源:华北起重)
通过挂在吊钩上的绳索、链条等起吊装置与起重机的起升机构相连。当起升机构工作时,通过卷筒收放绳索或链条,使吊钩上升或下降。吊钩的开口处一般有防脱钩保险装置,防止工作过程中吊索从吊钩中脱出。

图5 双起升中的单钩与双钩(来源:网络)
2、抓斗
抓斗主要用于装卸散粒物料,如煤炭、矿石、泥沙等。根据工作原理分为单绳抓斗、双绳抓斗和电动抓斗。

图6 双(四)绳双(多)瓣抓斗(来源:新华起重)

图7 单绳双瓣抓斗(来源:网络)
单绳抓斗是通过一个绳的特殊操作顺序来实现抓斗的开合和升降。
双绳抓斗有支持绳和开闭绳。支持绳用于提升抓斗,开闭绳用于控制抓斗的开合。工作时,先将抓斗放到物料堆上,通过操纵开闭绳使抓斗颚板打开,然后下降抓斗让物料进入颚板之间,接着拉紧开闭绳使颚板闭合,最后通过支持绳将抓斗和物料一起提升。

图8 双绳双瓣抓斗(来源:网络)
电动抓斗自身带有电机驱动装置来控制抓斗的开合,工作时也是先将抓斗置于物料上,电机驱动颚板打开,装料后再驱动颚板闭合,最后起升抓斗。

图9 电动抓斗(来源:网络)
3、集装箱吊具
集装箱吊具是专门用于装卸集装箱的设备,它主要分为固定式集装箱吊具、伸缩式集装箱吊具。其中伸缩式集装箱吊具又分为普通伸缩式集装箱吊具、全自动化伸缩式集装箱吊具。

图10 瑞典BROMMA双吊式STS45集装箱吊具(来源:网络)
固定式集装箱吊具只能吊运一种规格的集装箱,其结构简单,通常由吊架、旋锁装置等构成。旋锁装置是关键部分,可以采用手动、电动、液压驱动方式,在工作时,旋锁插入集装箱的角件孔内,通过旋转锁定,使吊具和集装箱牢固连接。当起重机起升或下降时,就能带动集装箱随之运动。由于其专用性,在港口、集装箱货场等对于那些只装卸特定规格集装箱的作业中较为适用。如果集装箱型号变化,将要更换相应型号的吊具,比较费时费力,对装卸效率有一定影响,但是价格便宜。

图11 非防摇固定式集装箱吊具(来源:网络)
伸缩式集装箱吊具可以根据集装箱的尺寸进行伸缩调节,能适应多种规格的集装箱,如20英尺、40英尺、45英尺等。它在结构上除了具备基本的吊架、旋锁外,还有伸缩机构。伸缩机构一般由液压系统或电动系统驱动,在吊运不同规格集装箱前,先将吊具伸缩到合适的长度,然后将旋锁插入集装箱角件孔来完成吊运。这种吊具适应性强、操作效率高、作业灵活性好、 结构设计合理安全性高,在现代化港口、铁路火车应用非常广泛,能够有效提高集装箱装卸设备的通用性。

图12 瑞典BROMMA双伸缩式集装箱吊具(来源:网络)

随着自动化技术发展,全自动化伸缩式集装箱吊具越来越受到市场的青睐,也是未来的发展趋势。由成都畅越自主研发、设计、制造、安装、调试的重庆小南垭全自动化铁路集装箱货场,采用的就是全自动化伸缩式集装箱吊具,操作人员只需要在远控室进行监查或进行简单操作,即可完成集装箱在火车、货场、汽车之间的装卸,此项目是成都畅越第二个自动化铁路货场,同时,此项目也是成都畅越自动化铁路货场技术标杆的“灯塔”项目,全国首例。

图14 重庆小南垭铁路物流中心(来源:江津融媒)

图15 重庆小南垭铁路物流中心全自动化集装箱门吊(来源:江津融媒)
4、电磁吸盘
靠电磁力吸取导磁性物料,像钢铁厂吊运钢板,钢材堆场吊运棒材或线材等。其吸力强劲,但只能用于吸取铁磁性物质。

图16 电磁铁吊运钢坯(来源:网络)

图17 电磁铁吊运螺纹钢(来源:网络)

图18 电磁铁吊运盘圆(来源:网络)

图19 电磁铁吊运钢板(来源:网络)
电磁吸盘内部有线圈,当线圈通电后产生磁场,它接触到钢铁等导磁性材料的重物时,利用磁场产生的吸力将重物紧紧吸附在吸盘表面,断电后,磁场消失,重物即可放下,它是基于电磁感应原理来实现取物的。
5、夹钳
夹钳主要由钳臂、钳口、连接轴和驱动装置组成。驱动装置可以是液压、电动的。工作时,驱动装置使钳臂绕连接轴转动,从而使钳口闭合或者张开。钳口的形状和材质是根据所夹取物体的形状和特性设计的,例如,对于圆形物体,钳口可能设计成弧形,以便更好地贴合物体,增大摩擦力。
夹钳在很多行业都有应用。在钢铁行业中,用于搬运钢板、钢坯等。如在轧钢厂,夹钳可以夹起热轧后的钢板,将其从生产线搬运到指定位置。在木材行业,用来搬运原木,其钳口的设计能够适应原木的不规则形状,紧紧夹住原木实现搬运。

图20 电动旋转伸缩卧卷夹钳(来源:华北起重)

图21 电动旋转夹钳(来源:华北起重)

图23 一种无动力卧卷夹钳(来源:坤达起重)

图24 一种无动力立卷夹钳(来源:坤达起重)
6、其它取物装置
为了满足特性多样的货物转运,起重机其它取物装置吊具还包括托爪、吊梁(搬运钢板、型钢、盘卷等)、吊环、真空吸盘、料斗、盛桶、卸扣、吊耳等等。

图25 玻璃吊具(来源:网络)

图26 旋转挂梁(来源:华北起重)

图27 冶金盛桶(来源:网络)
---参考资料---
《起重机械》/文豪
《起重机设计规范》GB3811-2008,国家标准

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