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

СТЕЛЛАЖНЫЕ КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ

И ОБОРУДОВАНИЕ СКЛАДОВ

ОБЩАЯ КОМПОНОВКА

Стеллажные краны-штабелеры («Storage machines», «Regal bedienunggerate») представляют собой группу кранов-штабелеров, объединенную общим признаком — они обслуживают один стеллаж или два стеллажа, расположенные по обе стороны одного прохода. Стеллажный кран-штабелер движется по рельсовым путям, распо­ ложенным вдоль этого прохода, и без дополнительных устройств не может перемещаться из одного прохода в другой.

Стеллажные краны-штабелеры состоят из металлоконструкции, включающей вертикальные направляющие, и грузоподъемника, перемещающегося по направляющим. На грузоподъемнике разме­ щены грузозахватные устройства, кабина оператора и аппаратура управления. На кранах, имеющих механические грузозахватные устройства, устанавливают механизмы выдвижения грузовых за­ хватов. Стеллажные краны-штабелеры легче и проще по устрой­ ству, чем мостовые, количество приводов у них составляет два-три (на мостовых кранах-штабелерах количество приводов достигает шести).

Грузы устанавливают в стеллажи так: из приемной площадки грузовым захватом или вручную (на кранах с ручным отбором груза) забирают груз и устанавливают его на грузоподъемник. При этом производят одновременное передвижение крана и грузо­ подъемника, который останавливают на 30—50 мм выше уровня ячейки. После этого грузовой захват выдвигают внутрь свободной ячейки и опускают на 60— 100 мм. Груз остается лежать на опор­ ной плоскости стеллажной ячейки, а грузовой захват возвращается в исходное положение.

Стеллажные краны-штабелеры различают: по конструктивному выполнению ходовой части, колонны, грузоподъемника; по способу управления; по способу переработки грузов (рис. 22).

По конструкции ходовой части (способу опирания) краныштабелеры разделяют на подвесные, передвигающиеся по подвес­ ному пути, укрепленному на стеллажах; опорные на пол, передви­ гающиеся по одному или по двум рельсам, уложенным на полу склада; опорные на стеллаж, передвигающиеся по двум рельсам, укрепленным на стеллажах (рис. 23, а, б, в).

41

Рис. 22. Классификация стеллажных кранов-штабелеров

По конструкции колонны стеллажные краны-штабелеры разде­ ляют на одноколонные и двухколонные. Наибольшее распростра­ нение получили одноколонные краны-штабелеры, как более про­ стые и дешевые. Однако при большой грузоподъемности и высоте подъема применяют двухколонные краны-штабелеры.

Конструкция грузовых захватов зависит от вида грузов, кото­ рый перерабатывает кран-штабелер. При ручной переработке мел­ ких изделий применяют гладкие, роликовые и шариковые прием­ ные столы. При переработке пакетированных грузов чаще всего используют выдвижные телескопические захваты, состоящие из трех секций, одна из которых неподвижна, а две другие переме­ щаются одна по другой. Верхняя секция, несущая груз, выпол­ няется в виде передвижного стола, покрытого для лучшего сцеп­ ления с грузом рифленой сталью, губчатой резиной или имеющего насечку.

Некоторые фирмы применяют выдвижные вилочные захваты, которые с целью обслуживания двух стеллажей, установленных вдоль прохода, делают поворотными на 180° в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Краны-штабелеры выполняются с ручным управлением, осуще­ ствляемым из подъемной кабины, или с автоматическим управле­ нием. Краны, управляемые из подъемной кабины, могут быть обо­ рудованы системой поиска адреса по вертикали и по горизонтали. Такое адресование обеспечивает грубый подвод захвата к нужной

42

3

а — подвесной; б — опирающийся на напольный рельс; в — опи­ рающийся на стеллаж; 1 — ходовая часть; 2 — выдвижной пово­ ротный захват; 3 — горизонтальные ролики; 4 — механизм подъема;

5 — шкаф с электроаппаратурой; 6 — выдвижной телескопический захват; 7 — стол

ячейке, точный подвод захвата производит на установочной ско­ рости оператор.

При автоматическом дистанционном управлении краны-штабе- леры осуществляют команды по взятию или укладке грузов, зада­ ваемые оператором с помощью десятичных пультов управления или перфокарт.

При автоматическом программном управлении краны-штабе- леры осуществляют определенные программы, включающие ко­ манды по взятию и укладке грузов, причем команды выполняются в последовательности, обеспечивающей максимальную производи­ тельность складской системы. Программы вводят с помощью пер(}ю- карт, перфолент или непосредственно от ЭВМ, управляющей рабо­ той склада.

По способу переработки груза различают краны-штабелеры для поштучного отбора грузов, в кабинах которых комплектуются

43

заказы,состоящие из нескольких наименований материалов, храня­ щихся в стеллажах в разных местах (комплектовочные краны-шта- белеры), и краны-штабелеры для переработки грузов в пакетах (в таре, на поддонах и т. п.). В последнем варианте применяют вы­ движные телескопические или вилочные захваты.

ПОДВЕСНЫЕ КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ

Подвесные стеллажные краны-штабелеры перемещаются по монорельсовым путям, выполняемым из двутавровых или состав­ ных балок. Подвесные пути крепят к верхней части стеллажей, а концы путей, выходящие за зону стеллажей, дополнительно кре­ пят к перекрытию складского здания.

Одноколонные и двухколонные подвесные краны-штабелеры имеют в верхней части несущую балку, которая подвешена на двух каретках к монорельсовому пути. В зависимости от мощности при­ вода и распределения вертикальных нагрузок на каретки, одну из них или обе делают приводной. К верхней балке с помощью бол­ тов крепят одну или две колонны, в нижней части которых уста­ навливают направляющие ролики, удерживающие кран-штабелер ввертикальном положении. Двухколонные краны-штабелеры имеют снизу продольную балку, которая соединяет колонны.

На верхней несущей балке, помимо приводов передвижения, устанавливают привод подъема и шкаф с электрооборудованием.

Примером подвесного стеллажного крана-штабелера легкого типа может служить кран-штабелер грузоподъемностью 0,25 т (рис. 24), серийно выпускаемый Кадиевским машиностроительным заводом (КМЗ). Одноколонная рама крана-штабелера подвешена на двух каретках к подвесному пути из двутавровой балки. Одна из кареток приводная. Привод передвижения состоит из электро­ двигателя постоянного тока, тормоза и сдвоенного редуктора. При­ водная каретка имеет одну пару катков, установленных на выход­ ных валах редукторов.

Привод подъема смонтирован на несущей балке рамы, причем барабан встроен внутрь рамы. К несущей балке с помощью фланце­ вого соединения крепится сварная колонна переменного коробча­ того сечения, по которой перемещается консольный грузоподъем­ ник. Кран-штабелер снабжен подъемной полуоткрытой кабиной, имеющей заднюю и боковые стенки и крышу (рис. 25).

Он предназначен для работы в отапливаемых складах высотой до 10,8 м, для переработки затаренных грузов и для комплектова­ ния заказов мелких изделий и материалов. С этой целью ширина боковых стенок кабины уменьшена, что позволяет оператору вруч­ ную доставать из стеллажей изделия и укладывать их в контейнер размером в плане 800x600 мм и высотой не более 500 мм, устанав­ ливаемый на выдвижном телескопическом захвате.

Подвесные стеллажные краны-штабелеры грузоподъемностью 1,0 т и более обычно имеют двухколонные рамы. Примером подоб-

44

Рис. 24. Подвесной стеллажный кран-штабелер грузоподъем­ ностью 0,25 т

ного решения является подвесной кран-штабелер грузоподъем­ ностью 1,0 т, серийно изготовляемый Кадиевским машинострои­ тельным заводом (рис. 26, а, б).

Кран-штабелер представляет собой раму, передвигающуюся по подвесному пути, укрепленному на стеллажах. По раме верти­ кально перемещается грузоподъемник. В нижней части рамы имеются ролики, которые катятся по направляющему рельсу и удерживают раму в вертикальном положении. Рама подвешена

45

установлен подпружиненный канатный блок, соединенный тягами с клиновыми ловителями, охватывающими направляющие рельсы. При обрыве несущего каната или поломке механизма подъема производится заклинивание ловителей и посадка грузоподъемника на раму крана. Тормозной путь составляет при этом 20—30 мм.

Кран-штабелер выпускают в двух исполнениях кабин: полу­ открытой, применяемой на отапливаемых складах с температурой не ниже + 5° С, и закрытой, используемой в неотапливаемых скла­ дах. Закрытая кабина имеет теплоизоляцию и оборудована прибо­ рами отопления.

Металлоконструкция крана-штабелера довольно проста. Она представляет собой плоскую прямоугольную раму, состоящую из двух сварных колонн прямоугольного сечения, снизу и сверху которых имеются фланцы с отверстиями для болтов. Колонны со­ единяются между собой верхней и нижней поперечными балками, каждая из которых состоит из двух элементов, соединяющихся в одно целое при монтаже крана. Рама подвешивается к кареткам на шкворнях, входящих в отверстия втулок, приваренных вверху колонн.

Преимуществами подвесных стеллажных кранов-штабелеров являются относительно простая конструкция и возможность ис­ пользовать узлы ходовой части и приводов подъема серийно вы­ пускаемых машин монорельсового транспорта. К недостаткам кранов-штабелеров этого типа следует отнести: неполное исполь­ зование высоты помещений из-за размещения привода подъема под балкой рамы; расположение механизмов и электрооборудования

вверхней части крана-штабелера, что затрудняет обслуживание. Недостатком является также и то, что вес кранов-штабелеров воспринимается стеллажами. При большой высоте складов на­ грузка на стеллаж от веса крана-штабелера увеличивается несу­ щественно, так как веса хранимых на стеллажах грузов намного превышает дополнительную нагрузку. При малой высоте (6—8 м)

внекоторых случаях приходится увеличивать массу и жесткость стеллажей. В силу указанных обстоятельств подвесные краныштабелеры постепенно вытесняются опорными.

ОПОРНЫЕ КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ ПЕРЕМЕЩАЮЩИЕСЯ ПО РЕЛЬСОВЫМ ПУТЯМ, УЛОЖЕННЫМ НА ПОЛУ

Краны-штабелеры этого типа получили наибольшее распростра­ нение. Они применяются не только на небольших прицеховых складах, но и на крупных специализированных складах с автома­ тическим управлением. Широкое распространение таких кранов объясняется преимуществами их конструктивной схемы, которые обеспечивают максимальное использование высоты и объем складов; удобство монтажа, свободный доступ к механизмам; отсутствие дополнительной нагрузки на стеллажи от массы крана-штабелера.

47

Рис. 27. Опорный стеллажный кран-штабелер грузоподъемностью

0,5 т

Опорные на пол краны-штабелеры изготовляют грузоподъем­ ностью от 160 кг до нескольких тонн (для складов высотой от 6 до 40 м). Краны-штабелеры опорного типа можно условно разделить на легкие и тяжелые. К первым относят краны-штабелеры грузо­ подъемностью до 1,0 т с высотой подъема до 10 м, ко вторым - - краны-штабелеры с высотой подъема более 10 м и грузоподъем­ ностью 1 т и более.

Примером крана-штабелера легкого типа может служить опор­ ный стеллажный кран-штабелер, выпускаемый объединением Балканкар (НРБ) для складов высотой до 9 м грузоподъемностью

0,5 т (рис. 27).

Рама 7 крана-штабелера имеет нижнюю балку, на которой установлены ходовые колеса 8, привод передвижения 6 и колонна 2.

Последняя крепится к балке фланцем. На верхнем конце колонны установлены горизонтальные ролики 9. Ролики катятся по на­ правляющему рельсу 10, установленному вдоль стеллажа и удер­

живают кран в вертикальном положении. По колонне перемещается

48

грузоподъемник 4, несущий на себе полуоткрытую кабину опера­ тора 3 и выдвижные телескопические захваты 1. На колонне уста­ новлен шкаф 5 с электроаппаратурой.

В качестве привода подъема использована электроталь, уста­ новленная на нижней балке. Грузовой канат привода подъема проходит через блоки, расположенные на верхнем конце колонны и опускается к грузоподъемнику. Верхние блоки не мешают подъему грузоподъемника до верха колонны, благодаря чему вы­ сота помещения используется максимально. Привод передвижения установлен на нижней балке и монтируется на валу ходового ко­ леса.

Описанная конструкция характерна для рассматриваемого типа кранов-штабелеров, в которых подъем груза производится с по­ мощью канатного привода. Различные варианты подобных крановштабелеров выпускают многие фирмы.

Для подъема груза легкими кранами-штабелерами с небольшой высотой подъема применяют гидравлические приводы, выполнен­ ные в виде гидроцилиндров, штоки которых оборудованы подвиж­ ными блоками для грузовых цепей, причем для выигрыша пути ис­ пользуются обратные полиспасты.

Гидроприводы, применяемые на кранах-штабелерах, не имеют особых преимуществ перед электроприводами и их использование обычно связано с возможностями производства.

Краны-штабелеры легкого типа в некоторых случаях изготов­ ляют передвижными по двум рельсам, уложенным на полу склада. Опорные двухрельсовые краны-штабелеры имеют четырехколесную тележку, к которой на болтах крепится колонна крана. Приводы подъема и передвижения, так же как у однорельсовых кранов, устанавливают внизу. Преимуществом таких кранов является от­ сутствие механической связи со стеллажами.

Стеллажные краны-штабелеры, опирающиеся на два наполь­ ных рельса, имеют колею, определяемую величиной прохода между стеллажами. При ширине прохода 0,9— 1,0 м колея таких кранов не может быть больше 0,7—0,8 м, что определяет их малую устой­ чивость в поперечном направлении. Несмотря на повышенные тре­ бования к точности укладки крановых рельсов (что удорожает систему в целом) в проходах шириной 0,9— 1,0 м могут быть приме­ нены двухрельсовые опорные краны грузоподъемностью не более 0,5 т при высоте подъема до 6,0 м.

При увеличенной ширине проходов, когда появляется возмож­ ность увеличить колею крана, могут быть использованы краны большой грузоподъемности и высоты. Известны краны-штабелеры, оборудованные выдвижным поворотным захватом, которые экс­ плуатируются в проходах шириной около 2 м и имеют грузоподъ­ емность 1,2 т при высоте подъема 14,5 м.

На складах высотой более 9 м преимущественно применяются стеллажные краны-штабелеры, перемещающиеся по одному на­ польному рельсу. Они удерживаются в вертикальном положении

горизонтальными роликами, взаимодействующими с направляю­ щим рельсом, уложенным в верхней части стеллажей.

Горизонтальные нагрузки, действующие на колонну при неустановившемся движении крана-штабелера (грузового захвата), в со­ четании с большой длиной колонны создают предпосылки для зна­ чительных деформаций и колебаний колонны как в направлении передвижения крана, так и в поперечной плоскости. Уменьшение деформаций может быть достигнуто путем увеличения жесткости металлоконструкции или применением регулируемых электропри­ водов.

На рис. 28 показаны сечения металлоконструкций колонн стеллажных кранов-штабелеров. Для одноколонных кранов при высоте подъема до 12 м применяют коробчатые колонны с направ­ ляющими 1,2 или без них. При большей высоте подъема такие краны снабжают двойными коробчатыми 4 или ферменными 5 колоннами.

Вертикальные элементы металлоконструкций двухколонных кра­ нов выполняют коробчатыми 6 или трубчатыми 7, 8. При большой

высоте подъема одна или обе колонны могут быть выполнены в виде ферм. В некоторых случаях металлоконструкции двухколонных кранов снабжают направляющими лифтового типа.

Приводы передвижения стеллажных кранов-штабелеров с боль­ шой высотой подъема должны обеспечивать разгон и электрическое торможение с ускорениями, не превышающими 0,5 м/с2. Для этой цели часто используют тиристорные приводы, допускающие большой диапазон регулирования скоростей, благодаря чему при достаточно больших скоростях (до 160 м/мин) установочные ско­ рости находятся в пределах 6— 10 м/мин, а при автоматическом управлении 4—6 м/мин.

Контроль ускорений при пуске и торможении стеллажных кра­ нов-штабелеров осуществляется различно. В наиболее ответствен­ ных складских системах для управления электроприводами при-

Рис. 28. Сечения металлоконструкций колонн стеллажных кранов-штабелеров:

/ — 5 — одноколонных; 6—8 — двухколонных. Стрелками показано направление движе­ ния крана

50