3.4 Механизация пртс-работ на складах штучных грузов при стеллажном хранении

Хранение грузов на стеллажах по сравнению со штабельным хране­нием имеет следующие преимущества: увеличиваются коэффициент использования объема складов, доступность к любому грузу во время хранения (при двухрядных стеллажах), более легко организовать учет грузов и мест их расположения, лучше сохраняются грузы и др. Недос­таток состоит в более высокой строительной стоимости и металлоем­кости.

Стеллажные склады можно разделить на следующие группы: клеточные, блочные и стеллажи подвижного хранения (рис. 3.8). Наибольшее распространение получили склады клеточные двухряд­ные каркасные. На перерабатывающих предприятиях агропромышлен­ного комплекса на складах хранят грузы, как правило, в укрупнен­ной транспортной таре (пакеты на поддонах или в таре- оборудовании). Масса единицы груза не превышает 1 т (брутто), ее размеры 1,2 х х 0,8 х 1,35 м, поэтому в соответствии с ГОСТ 14757 рекомендуется принимать размер ячейки стеллажа - в осях (l х b х h) = 1400 х 900 х х 1500 мм. Если высота груза будет существенно меньше, высоту ячейки можно уменьшить, оставляя кратной 75 мм. Учитывая возмож­ность размещения в ячейке грузов разных размеров, например паке­тов и ТО, стеллажи должны быть каркасными, с полками для размеще­ния одного или двух грузов, как показано на рис. 3.8, б.

Клеточные двухрядные стеллажи. В складах с двухрядными стел­лажами зону хранения обслуживают краны-штабелеры мостового типа и стеллажные, (см. гл. 8). Выбор типа крана зависит от высоты стел­лажей. При высоте подъема груза до 10 м можно применять краны обоих типов, при большей высоте следует применять только стеллаж­ные. При высоте стеллажей до 10 м выбор типоразмеров и количества кранов определяется двумя условиями: общей требуемой производи­тельностью по погрузке продукции в ячейки стеллажей и выгрузке ее

оттуда, а также необходимостью обслуживания всей площади зоны хранения. При обслуживании железнодорожного подвижного состава и автотранспорта при погрузке (разгрузке) пакетированных грузов в стеллажных складах, как и складах штабельного хранения, практичес­ки применяются только электропогрузчики грузоподъемностью 1,0 т типа ЭП-103 или др. Методика обоснования типоразмеров кра-нов-штабелеров приведена ниже (см. гл. 4.1).

Компоновка стеллажных складов выполняется в двух вариантах: по схеме тупикового и проходного (сквозного) склада. Двухрядные стеллажи устанавливают рядами вдоль длинной стороны склада.

Преимущества проходных складов определяются условиями пред­приятий агропромышленного комплекса, когда склады готовой продукции компонуют рядом с технологическими цехами. При этом грузопотоки поступления из цеха будут с одной торцевой стороны склада, а грузопотоки выдачи на внешний транспорт - с другой.

Компоновка двухрядных стеллажей, обслуживаемых мостовыми и стеллажными кранами, показана на рис. 3.9. Важным параметром, влияющим на коэффициент использования площади и объема склада, является ширина прохода В_пр между стеллажами. Для мостовых кранов грузоподъемностью 1,0 т ширину прохода принимают: для кранов ОП при высоте подъема 5,2 м с управлением с пола В_пр = = 1310 мм; для кранов при высоте подъема до 9,5 м с управлением из кабины типа ОК В_пр = 2050 мм; для стеллажных кранов-штабелеров типа СА грузоподъемностью 1,0 т и высоте подъема до 8,8 м - В_пр = = 1000 мм, а при большей высоте - В_пр = 1400 мм. Рельсовые пути мостовых кранов могут иметь опоры непосредственно на стеллажи или на специальные опоры на колоннах здания склада. В отдельных случаях пути подвешивают к перекрытию склада. Ширину стеллажных складов В_с принимают не менее 12 м. Общее число ячеек в складе R = = XYZ, где X, Y, Z - число ячеек по ширине, длине и высоте склада. Масса металла на одну ячейку высотой 1,4 м бесполочного стеллажа составляет около 0,05 т, стеллажа с полками - на 20 % больше.

Блочные стеллажи. Данные стеллажи обслуживаются вилочными электропогрузчиками и мостовыми кранами-штабелерами (рис. 3.10), имеют преимущества перед двухрядными, так как обеспечивают существенно более высокий коэффициент использования площади склада (ф_пл = 0,5). Блочные стеллажи применяют для хранения одно­типных грузов, не требующих постоянного наблюдения в процессе хранения. Для обслуживания блочных стеллажей в зоне хранения эффективно применять мостовые краны-штабелеры, только при этом стойки стеллажей не могут иметь верхних связей. Размеры блочных стеллажей ограничены. Длина (глубина) стеллажа L_ст обычно не более 12 м. Ширина прохода должна позволять проезд электропогрузчика с грузом, а расстояние между краями полок

где /_г — длина груза; для поддона /_г = 1,2 м.

При обслуживании электропогрузчиками высоту блочных стелла­жей принимают не более 4,5 м из-за трудностей доставки груза в приподнятом положении. При обслуживании мостовыми кранами высота хранения груза может быть увеличена. Блочные стеллажи эффективно использовать при реконструкции небольших предприятий для увеличения грузовместимости склада в пределах старых площа­дей (рис. 3.11).

Стеллажи подвижного хранения. Стеллажи, которые обеспечивают подвижное хранение грузов, имеют либо гравитационные роликовые дорожки, либо специальные цепные конвейеры на каждой линии хранения груза. На стеллажах с подвижным хранением могут разме­щаться как отдельные штучные грузы (ящики), так и грузы, пакетиро­ванные на плоских поддонах или в таре-оборудовании. В первом случае большим достоинством таких складов является возможность осуществлять комплектацию грузов при отправке многоассортимент­ной продукции потребителям, поскольку конвейерные системы, работающие на отпуск, могут выдавать любой груз в любой последова­тельности для формирования заказа в любом ассортименте.

При проектировании складов с гравитационными стеллажами следует иметь в виду, что коэффициент использования объема склада зависит также и от длины стеллажей. Общий коэффициент использова­ния объема склада

Примером использования гравитационных стеллажей может служить склад готовой продукции на кондитерской фабрике "Россия" в г. Самаре. На этом предприятии сооружен высокомеханизированный склад с подвижным хранением штучных грузов (продукция в картон­ных ящиках) на гравитационных стеллажах (рис. 3.12). Связь склада с

технологическими цехами осуществляется системой конвейеров 4, по которым подается продукция по сортам непосредственно с поточных линий цехов.

С помощью передвижных люлечных элеваторных перегружателей 2 ящики с распределительного конвейера поступают на полки гравита­ционных роликовых стеллажей 1, где хранятся по сортам. Выдачу продукции со склада в необходимом ассортименте осуществляют с помощью аналогичных люлечных элеваторов 8 и сборочных конвейе­ров 7. Продукция по соединительным конвейерам 6 доставляется в экспедицию, откуда, согласно заказу, она направляется на внешний транспорт с поштучной укладкой вагонопогрузочной машиной 5 либо предварительно упаковывается в укрупненные транспортные еди­ницы.

Пример компоновки склада штучных грузов, уложенных в тару-оборудование с размещением их на стеллажах подвижного хранения, показан на рис. 3.13. Здесь приведено решение механизи­рованного комплекса молочного комбината в г. Брянске, в котором оборудование и коммуникации складов тары и готовой продукции выполнены в соответствии с введенным в строй крупнейшим молоч­ным комбинатом в Лианозове. Укрупненной транспортной единицей является тара-оборудование стандартных размеров 600 х 400 х 1200 мм типа Я1-ОТА на колесах. Складские комплексы оборотной тары и продукции выполнены в виде двухъярусных стеллажей, на которых смонтированы направляющие для колес ТО и легкие одноцепные конвейеры с роликовыми толкателями.

В складской комплекс входят отделение приема тары с автотранс­порта, в котором формируются первичные партии тары на цепных конвейерах. Отсюда группами по 4 контейнера (ТО) тара поступает в склад с помощью передвижных штабелеров, которые устанавливают их в двухъярусные конвейерные стеллажи склада тары. Со склада ТО также группами направляется на линии розлива в цех. После заполне­ния и оформления продукцию укладывают в ТО и направляют в охлаждаемый склад (t = 0 °С), снабженный конвейерными стеллажами. При отправке со склада продукцию устанавливают штабелерами на конвейерные накопители в экспедиции, откуда ТО вручную закаты­вают в кузова автомобилей. Необходимость ручных работ при обслу­живании автомобилей вызвана тем, что для перевозки используют различные типы неспециализированных автомобилей.

Ниже приведен пример компоновки крупного склада с примене­нием двухрядных стеллажей.

Комбинированный склад овощеконсервного завода согласно требованиям технологии состоит из склада технического (техно­логического) хранения для неоформленной продукции в целях конт­рольного хранения в течение 15 сут и склада полностью оформленной готовой продукции. Такой комплекс создан на Азовском комбинате детского питания. Структурная схема грузопотоков комбината показана на рис. 3.14. Небольшая часть продукции (около 10 %) не требует технологической выдержки и поэтому сразу оформляется как готовая продукция и направляется на склад продукции.

Грузопоток остальной продукции в упаковочном отделении пакетируют на поддонах для временного хранения (горизонтальными слоями в шахматном порядке с прокладками) и направляют в склад технологического хранения. Оттуда, по истечении контрольного срока, пакеты возвращают в упа­ковочное отделение, где прежний пакет расформировывают, контро­лируют состояние продукции, далее упаковывают сначала в группо­вые упаковки в пленку массой 12-15 кг, а затем в пакеты на плоских поддонах и скрепляют для перевозки по железной дороге стальными лентами или растянутой лентой. Готовый пакет направляют в склад продукции и в течение года постепенно отправляют потребителю.

Компоновка такого комплекса с применением в зонах хранения обоих складов однотипных мостовых кранов-штабелеров с управле­нием из кабины показана на рис. 3.15. Масса груза в каждом пакете около 0,5 т (нетто). Высота пакета с поддоном не превышает 1,35 м.

Задание на курсовой проект такого комплекса может быть рассчи­тано на трех студентов, каждый из которых разрабатывает комплекс, используя свой вариант хранения: штабельное, стеллажное с мосто­выми кранами и со стеллажными.

Конструкция стеллажей. Наибольшее распространение получили |двухрядные клеточные стеллажи каркасные и бесполочные по ГОСТ 114757; 16140; 16141.

Основные элементы каркасных стеллажей, которые требуют расчетов на прочность при проектировании новых конструкций, показаны на рис. 3.16, на котором приведены однорядный (односторон­ний) и двухрядный (двусторонний) стеллажи. В первую очередь расчету подлежат продольные прогоны и стойки крайние и средние.

Общая нагрузка на ячейку стеллажа (Н) •

(3.13)

где S — число единиц груза в одной ячейке по длине стеллажа; X — число единиц груза в ячейке по ширине стеллажа;X = 1 при одностороннем и Х = 2 при двустороннем стеллаже; G - масса единицы груза, кг (брутто); k_n - коэффициент возможной перегрузки; k_n = 1,3.

При хранении на стеллажах пакетированных грузов принимают нагрузку на ячейку F_я =10 или 20 кН в соответствии с ГОСТ 14757. При хранении в ячейке одного пакета размером 1200 х 800 мм F_я = 10 кН, двух - F_я = 20 кН. По тому же ГОСТу длина ячейки соответственно при одном поддоне может быть либо l_я = 1320, либо /_я = 1820 мм, а двух /_я = 2650 мм. При размещении в ячейке стеллажа одного поддона (1200 х 800) или двух единиц ТО (800 х 600) длину ячейки целесообраз­но принимать /_я = 1500 мм, так как 1320 недостаточно, а 1820 слишком велико.

Высоту ячейки (h_я) устанавливают в зависимости от высоты пакета принимая

гдеH_ст - нормальный ряд высоты стеллажей по ГОСТ 14757: H_ст = 3,0; 3,6; 4,2; 5,1; 5,7; 6,3; 6,9; 7,8; 8,4; 9,3; 9,9; 10,5; 12,3; 14,4; 16,2 м; Z- число ярусов стеллажа.

Расчет продольных прогонов. Характеристика нагрузок на про­дольные прогоны приведена в табл. 3.4. Материал, из которого обычно делают продольные прогоны, - это горячекатаные швеллеры по ГОСТ 8240 или гнутые швеллеры по ГОСТ 8278. При расчете продольных прогонов определяют их прочность на изгиб и жесткость. Прочность на изгиб обеспечивают выбором необходимого момента сопротивления сечения прогона (мм³):

где M_nр — изгибающий момент в прогоне, Н*мм; М_пр = М / п, здесь М - изгибающий момент, действующий на продольные прогоны в ячейке стеллажа (см. табл. 3.4); п — число прогонов, на которые распределяется нагрузка в ячейке стеллажа; [σ] — допустимое напряжение для стали СтЗ, равное 185 Н/мм²

Для выбора размеров сложного сечения прогона за основу берут стандартный профиль или определяют расчетным путем.

При расчете жесткости прогонов для механизированных складов максимальный прогиб , для автоматизированных складов

Расчет стоек на сжатие с продольным изгибом. Суммарная нагруз­ка (Н) на одну стойку стеллажа при симметричном нагружении

(3.14)

где Z — число ярусов на стеллаже; х = 1 при одностороннем и х = 2 при двустороннем стеллаже; S — число единиц груза в одной ячейке по длине стеллажа; S=1 или 2 при установке пакетов на поддонах (1200 х 800 мм) длинной стороной по длине стеллажа, а также 2 или 3 контейнера (800 х 600 мм) короткой стороной по длине стеллажа; т — масса конструкции стеллажа, приходящаяся на единицу груза, кг ед.: m = 40-60 для плоских поддонов и m = 25-35 для тары-оборудования; К₃ , К_п — коэффициенты запаса и перегруз­ки; К_з = 1,1; К_п = 1,3; N_{к. ш} - давление на стеллаж от колес крана-штабелера (если такое есть), Н:

здесь G_M — масса моста крана, кг; G_т, и G_г - масса всех элементов тележки и груза, кг; L_к — пролет крана, м; I_о — минимальное расстояние от оси рельса до спинки вил, м.

Нагрузка на одну ветвь стойки при одностороннем стеллаже N_B = = N_ст / 2, где 2 - число ветвей в стойке; при двустороннем стеллаже давление на внутреннюю (среднюю) ветвь N_в.в = N_ст / 2, а на наружные N_в.н = N_ст /4. Сечение ветвей стойки определяют с учетом сортамента по минимальному требуемому радиусу инерции сечения ветви стойки, которая работает на продольное сжатие.