книги из ГПНТБ / Зерцалов, А. И. Краны-штабелеры

L

Р ис. 108. Варианты располож ения мест загрузки

где

Все приведенные значения среднего времени цикла справедливы при a ==s 1, при этом прямая у = kx + b пересекает верхнюю гра­

ницу стеллажей.

При проектировании складов варианты расположения мест загрузки и разгрузки могут быть различными. Пользуясь изло­ женным методом, легко определить среднее время цикла для лю­ бого варианта.

201

Дополнительное время цикла At работы стеллажных кранов-

штабелеров с автоматическим управлением

At — Atx + At2 + А/3 + A/4.

Время выдвижения 'захватов Л /4 определяется путем деления величины выдвижения захватов на скорость. В цикле захваты выдвигаются 4 раза. Отсюда время выдвижения захватов

== 4 А 3ах/У3ах1

где L3ax — величина выдвижения захватов; озах — скорость вы­ движения.

При переработке грузов в таре с размерами в плане 1 ,2 x 0 ,8 м и продольном расположении тары в стеллажах L3ax *=» 0,9 м скорость выдвижения 0,133 м/с, время Д /х = 27 с.

Время подъема и опускания груза на установочной скорости определяется делением величины подъема, обычно равной 0,1 м, на установочную скорость, не превышающую 0,05 м/с. Подъем про­ изводится один раз в цикл и опускание один раз. Отсюда Д*2= 4 с.

Время срабатывания приборов автоматического управления и корректирования положения крана-штабелера относительно ячейки стеллажа А /3 обычно не превышает 6 с.

Время разгона и торможения А/4 определяется, как было указано, работой привода передвижения, при этом Д/4 = 2 Vjai.

При скорости 2 м/с и ускорении 0,2 м/с А/4 = 20 с.

Среднее время цикла стеллажных кранов-штабелеров с руч­ ным управлением рассчитывается по тем же формулам, что и для стеллажных кранов-штабелеров с автоматическим управлением, с тем отличием, что дополнительное время определяется опытным

202

штабелеров различных типов, вычисленное путём измерения времени циклов кранов-штабелеров, работающих на действую­ щих складах, и статистической обработки полученных материалов.

Время рабочих циклов стеллажных комплектовочных кранов-штабелеров

С помощью стеллажных комплектовочных кранов-штабелеров можно загружать и разгружать стеллажи целыми пакетами и поштучно. В первом случае время цикла определяется изложенным выше методом.

При поштучном отборе грузов из стеллажей, для комплекто­ вания заказов, состоящих из нескольких наименований различных грузов, кран-штабелер последовательно перемещается от одной ячейки к другой. При этом оператор производит выборку нужного количества изделий или материалов, вынимая их вручную из стеллажа или вынимая с помощью грузового захвата целиком пакет и перекладывая из него требуемые материалы в другую тару. При комплектовании заказов под одним рабочим циклом пони­ мают последовательность операций, при которой оператор кранаштабелера забирает с места загрузки пустую тару, движется вдоль стеллажей, подбирая требуемый заказ, состоящий из нескольких наименований грузов, возвращается в исходное положение, где устанавливает пакет на загрузочное устройство.

Когда заказы комплектуются путем выборки изделий из стел­ лажей вручную, при каждом перемещении крана-штабелера от одной ячейки к другой производится лишь часть операций, со­ ставляющих рассмотренный выше цикл работы стеллажного кранаштабелера по установке или выемке одного пакета (выдвижение захвата не производится).

Если обозначить время передвижения крана-штабелера в ци­ кле при обслуживании п ячеек по горизонтали tx (лсх; х г\ . . .; хп), время вертикального перемещения ty (yL; у ?\ . . .; уп), то с уче­

том изложенного общее время цикла стеллажного комплектовоч­ ного крана-штабелера

в себя также время разгона и торможения крана штабелера; tK—

время, необходимое на отбор изделий.

Если при комплектовании заказов из стеллажа извлекаются целые пакеты и изделия из них перекладываются в другую тару,

203

цикл работы крана-штабелера по установке или выемке одного пакета. Время цикла в этом случае

тк= m a x [*,(*!; х*; • • • ; хп)\ ty (уу, у2- . . . ; уп)\ +

+(п + 1) ^ + ^к*

Время tK (время комплектования заказов), необходимое для

отбора деталей, можно определить хронометрированием, прове­ денным при перекладке изделий, аналогичных хранящимся на складе, в условиях, близких к тем, которые существуют при комплектовании заказов на кране-штабелере.

Определить среднее время цикла комплектования заказов путем суммирования или интегрирования времени обслуживания каждой из ячеек стеллажа невозможно (или нецелесообразно) даже с применением ЭВМ ввиду весьма большого количества ва­ риантов обслуживания. Поэтому рекомендуется пользоваться приближенным методом, основанным на том, что вычисляется

лера в цикле, рассмотрим последовательность (которая может быть различной) обслуживания ячеек при комплектовании зака­ зов. Так, например, чтобы увеличить производительность кранаштабелера, можно попытаться обслуживать ячейки в такой после­ довательности, при которой время цикла будет минимальным. Для практического решения этой задачи необходимо определить время цикла во всех вариантах обслуживания заданных п ячеек

и выбрать такой вариант, при котором время цикла будет мини­ мальным. Очевидно, что таких вариантов будет п\

При количестве наименований п = 6 -^8 и более определение

минимального времени обслуживания ячеек и выбор на основании этого расчета оптимального маршрута крана-штабелера в каждом цикле требует большого машинного времени ЭВМ, управляющей складом, и поэтому обычно не производится.

На практике пользуются более простым приемом при комплек­ товании заказов на кранах-штабелерах. Ячейки обслуживают в последовательности возрастания их порядкового номера по гори­ зонтали. При этом кран-штабелер движется поступательно в го­ ризонтальном направлении от одной ячейки к другой, а грузовой захват поднимается или опускается в соответствии с высотой

204

У

Рис. 109. Траектория движения грузового захвата стеллажного комплектовочного крана-штабелера при последовательном обслу­ живании ячеек, расположенных в точках Б , В , Г , Д , Е . Точка А — место загрузки

этих ячеек. При достижении краном-штабелером последней ячейки в горизонтальном направлении он возвращается в исходное поло­ жение (рис. 109).

Таким образом, задание на выполнение каждого цикла вы­ дается в виде последовательности ячеек:

Ячейки можно рассматривать как двумерные случайные вели­ чины, характеризующиеся координатами, которые распределены с равной вероятностью в пространстве стеллажей. При этом сред­ ние значения горизонтальных координат каждой из п ячеек будут равны математическому ожиданию каждой из п случайных вели­ чин, равномерно распределенных в интервале х = 0; 1; 2; . . X.

Можно показать, что математические ожидания п случайных вели­ чин, равномерно распределенных в каком-либо интервале, делят этот интервал на п + 1 равных частей.

Отсюда:

$ = М(Х2) = 2 - £ г ;

Хп— м {х„) — п я 2 •

205

Нетрудно увидеть, что координата последней из п ячеек

является последним пунктом остановки комплектовочного кранаштабелера при его движении по горизонтали от одной ячейки к другой и обратно.

Таким образом,

Последовательность п ячеек упорядочена по координате х,

и движение крана-штабелера производится от одной ячейки к дру­ гой в порядке возрастания их номера. В то же время вертикальные координаты у каждой из п ячеек распределены по всему интервалу возможных значений у = 0, 1, 2, . . ., Y.

Вертикальное перемещение грузового захвата в цикле равно сумме расстояний между соседними ячейками с добавлением рас­ стояний от места загрузки до первой и последней ячеек. Сред­ нее вертикальное перемещение является математическим ожида­ нием этой суммы, так как ее слагаемые являются случайными

Первые два слагаемые, заключенные в квадратные скобки, представляют собой математические ожидания случайных величин, равномерно распределенных в интервале [0; У], поэтому

М(у1) = М(уп) = ^ - .

Последнее слагаемое является суммой математических ожида­ ний расстояния между двумя случайными величинами, равномерно распределенными в этом интервале:

206

Подставив полученные значения и упростив, получим

или

Время рабочих цинлов мостовых

кранов-штабелеров

При работе мостовых кранов-штабелеров горизонтальное пере­ мещение грузового захвата осуществляется последовательным передвижением тележки и моста, которые не могут быть совмещены из-за конструктивных особенностей крана-штабелера. Вертикаль­ ное перемещение грузового захвата может производиться вместе с передвижением тележки и моста. Поэтому время цикла работы мостовых кранов-штабелеров всегда определяется временем гори­ зонтального перемещения.

Отсюда

7

приведенными для стеллажных кранов-штабелеров. Так, сред­ няя длина передвижения тележки, когда груз устанавливается

по всему фронту стеллажей против проходов, LT L j 3, где LK—

пролет опорного крана-штабелера или длина моста подвесного крана-штабелера.

Средняя длина передвижения моста LM= L + 2L0.

Время рабочих циклов при упорядоченном размещении грузов в стеллажах

При упорядоченном размещении грузов в стеллажах, когда координаты ячейки для хранения груза с оборачиваемостью а^

выбираются как

xt = Х l l — F(a,)];

У, = Y [1-F(a,)]f

пути перемещения кранов-штабелеров в складах с односторонней загрузкой и разгрузкой меньше, чем при случайном выборе сво­ бодных ячеек. Количественно оценивать уменьшение путей пере-

207

Рис. 110. Зависимость коэффициента X от количества на­ именований грузов п в комплектуемом заказе

мещения наиболее удобно при введении поправочного коэффи­ циента X, определяемого отношением среднего значения координат

ячейки при упорядоченном размещении грузов к такому же зна­ чению координат при случайном выборе свободных ячеек. Значе­ ния коэффициента X определены методом статистических испытаний

кранов-шгабелеров с одним грузовым захватом и комплектовочных кранов-штабелеров в результате моделирования процесса склад­ ской переработки грузов на ЭЦВМ. Анализ результатов показал, что коэффициент X зависит от средней оборачиваемости грузов

на складе, причем, чем выше эта оборачиваемость, тем меньше коэффициент X.

На рис. ПО показана зависимость коэффициента X от количе­

ства грузовых захватов на стеллажном кране-штабелере (от коли­ чества наименований грузов, комплектуемых в одном цикле) для наиболее часто встречающихся на практике средних значений оборачиваемости грузов на складах. Из рис. 110 видно, что при использовании кранов-штабелеров с одним грузовым захватом (основной случай применения кранов-штабелеров) X = 0,7. При

использовании кранов-штабелеров для комплектования заказов, состоящих из большого количества наименований (п > 4), произво­

дительность возрастает не более чем на 10%. При размещении грузов в подобных складах следует исходить из иных сообра­ жений, чем размещение их в порядке возрастания или умень­ шения оборачиваемости. Так, на складах запасных частей сле­ дует располагать вблизи один от другого комплекты деталей од­ ной марки машины и т. п.

При упорядоченном выборе ячеек стеллажей среднее время цикла работы стеллажных кранов-штабелеров с автоматическим или ручным управлением можно приближенно определить умно­ жением первых слагаемых в выражениях (35)— (38) на коэффи­ циент X.

Среднее время цикла работы стеллажных комплектовочных

208

Время работы кранов-штабелеров

Время работы крана-штабелера зависит от конкретных усло­ вий, существующих на складе, в котором краны-штабелеры уста­ новлены, от использования в течение года, суток, смены. При определении производительности кранов-штабелеров принимается во внимание максимальное время работы, определяемое в зави­ симости от гарантированного режима работы крана-штабелера.

Режим работы кранов-штабелеров определяется режимом ра­ боты наиболее нагруженных механизмов. Для механизмов кра­ нов-штабелеров устанавливается четыре группы режима работы: I — легкий, II — средний, III — тяжелый, IV — весьма тяжелый.

Группа режима работы механизма определяется продолжитель­ ностью его работы и нагрузкой. Продолжительность работы меха­ низма характеризуется классом использования в зависимости от времени, в течение которого механизм работает (табл. 24).

Т а б л и ц а 25

Характеристика классов условной относительной нагрузки

Класс условной относительной нагрузки (габл. 25) ориен­ тировочно характеризуется коэффициентом условной относи­ тельной нагрузки

т

1=1

установившемся движении за определенный промежуток времени; т — число движений за тот же промежуток времени, NH— на­

грузка, действующая на механизм при установившемся движении с номинальным грузом.

Группа режима работы механизма определяется в зависимо­ сти от класса использования и класса условной относительной нагрузки по табл. 26.

Т а б л и ц а 26

Группы режима работы

Режим работы крана-штабелера определяет механизм передви­ жения. Краны-штабелеры обычно выпускают для среднего или тяжелого режимов работы. Режим работы выбирается в зависи­ мости от интенсивности работы склада.

Чтобы установить продолжительность работы крана-штабелера в течение года, необходимо определить класс использования ме­ ханизмов, который зависит от условной относительной нагрузки. Так как вычислить условную нагрузку, действующую на меха­ низмы кранов-штабелеров при проектных расчетах, довольно сложно, в табл. 27 приведены значения коэффициента условной относительной нагрузки механизмов кранов-штабелеров различ­ ных типов.

Установив класс условной относительной нагрузки по табл. 25, по табл. 26 определяют в зависимости от режима работы класс использования механизма, затем по табл. 24 — максимальное время работы механизма.

Следует отметить, что под временем работы механизма пони­ мают время включения (машинное время работы). Чтобы вычислить календарное время работы наиболее нагруженного механизма

210