Подъемно-транспортное оборудование. 2

Введение.

Актуальность темы «Подъемно-транспортное оборудование» представляется бесспорной – особенно, если учесть текущие тенденции, как в России, так и в мире.

Подъем груза, доставка на любые расстояния – все это  выполняют подъемно-транспортные машины.

Практическая значимость Подъемно-транспортное оборудование зависит  от решённости методических, организационных и временных подходов.

Для обслуживания складов  используют различные виды подъемно-транспортных машин и механизмов. Выбор их зависит  от характеристик самих технических средств и общей направленности технической оснащенности склада. При этом высокий уровень механизации и автоматизации складских работ, а значит, использование высокопроизводительных технических средств целесообразны на крупных складах с большой складской площадью и устойчивым однородным материальным потоком.

Цель моей курсовой работы заключается в том, чтобы углубить знания, полученные в ходе теоретических  и практических занятий, а так  же научиться подбирать, изучать  и обобщать материалы литературных источников о подъёмно-транспортном оборудовании.

РАЗДЕЛ I.

1.1. классификация  подъемно-транспортного оборудования.

Большое многообразие подъемно-транспортного  оборудования (ПТО), которое наиболее отвечает требованиям механизации  и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских работ, можно классифицировать по основным техническим и эксплуатационным характеристикам:

В зависимости  от технических характеристик ПТО  подразделяется:                                   

• по производительности ПТО:
• основные средства механизации (краны, конвейеры, погрузчики)      
• вспомогательные (блоки, ручные тележки, домкраты и др.)
• по характеру перемещения материалов:
• машины периодического (циклического) действия - они перемещают материалы отдельными порциями через определенный интервал времени. Для них характерно наличие холостого, хода, т.е. после каждого захвата и перемещения материала они возвращаются обратно незагруженными. К машинам и механизмам периодического, действия относятся все грузоподъемные краны, погрузчики, механические тележки, тельферы и т.д.
• машины непрерывного действия - они перемещают материалы непрерывным потоком, без остановок для захвата и освобождения материала. Ввиду отсутствия холостого хода они являются более экономичными и производительными. Эти машины могут быть с тяговым рабочим органом (ленточные, пластинчатые, скребковые конвейеры) и без тягового рабочего органа (винтовые, роликовые и др. конвейеры). К машинам и механизмам непрерывного действия относится также пневматический транспорт и установки для перемещения наливных материалов.   

• по направлению перемещения материалов:      

В зависимости  от эксплуатационных характеристик  ПТО классифицируется:

• по виду перерабатываемых материалов различают:
• машины и механизмы для переработки штучных и тароупаковочных материалов. Они, как правило, имеют комплекс сменного оборудования, которое используется для захвата материалов в различной таре - ящиках, кулях, бочках, пачках, связках или штучных россыпью (навалом). Пакетирование штучных и затаренных материалов, использование поддонов и контейнеров упрощает применение машин и ускоряет процесс переработки материалов. Для погрузки, выгрузки, перемещения и складирования штучных и тарно-упаковочных материалов применяют краны всех типов, погрузчики, конвейеры и другие, машины.
• машины и механизмы для переработки длинномерных и тяжеловесных материалов (лесоматериалы, швеллеры и т.п.) -характеризуются большой грузоподъемностью и высокой производительностью. К ним относятся краны, специальные погрузчики.
• машины и механизмы для переработки сыпучих материалов (цемента, извести, угля и т.п.) - в большинстве случаев это специально сконструированные высокопроизводительные ленточные конвейеры, вибрационные установки и др. Иногда при погрузке, выгрузке и штабелировании этих материалов используют некоторые типы универсальных машин: железнодорожные и мостовые краны, которые оборудованы специальными грузозахватными устройствами - грейферами. Кроме этого, для механизации и автоматизации перемещения сыпучих материалов, в особенности пылевидных и порошкообразных, применяются пневматические устройства (пневматический транспорт).
• по характеру выполняемых операций машины и механизмы подразделяются на:
• узкоспециализированные - они предназначены для производства какой-либо одной операции (вагоноопрокидыватели и др.)
• специализированные - они предназначены для переработки какой-либо одной группы материалов (пневматический транспорт и др.)
• универсальные - предназначенные для выполнения различных видов операций по переработке различных материалов. Это наиболее распространенная группа машин и механизмов, которая включает в себя универсальные погрузчики, краны и др. Характерной особенностью большинства универсальных машин является их способность механизированного или даже автоматизированного захвата материала из подвижного состава или штабеля с последующей транспортировкой и укладкой в штабель, автомобиль или вагон.

Внутри каждой группы и вида машин и механизмов классификация  далее осуществляется по грузоподъемности, высоте подъема груза и ряду других эксплуатационных, технических и  конструктивных признаков.

1.2. Универсальное подъемно-транспортное оборудование

В условиях материальных складов чаще всего требуется  перемещать материалы одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях, а при определенных условиях и по любой траектории. К примеру, при выгрузке из вагона или автомобиля материалы необходимо не только переместить к месту хранения, но и поднять на определенную высоту и уложить в стеллаж или штабель. Для выполнения этой работы целесообразно использовать машины и механизмы, которые совмещают характеристики машин для горизонтального и вертикального перемещений, т.е. являются универсальными. Кроме того, универсальность этих машин заключается в том, что они могут перерабатывать материалы различного вида: штучные, тарно-упаковочные ;..в связках, в пачках, уложенные на поддоны, а при установке специального грузозахватного приспособления (ковша или грейфера) - сыпучие и кусковые материалы.

К таким универсальным  машинам, способным перемещать различные  грузы в смешанном направлении, относят аккумуляторные, автомобильные и специальные погрузчики, передвижные стреловые краны (на автомобильном и железнодорожном ходу), краны мостового типа (мостовые и козловые краны), краны - штабелеры и др.

Погрузчики.

Аккумуляторные погрузчики (электропогрузчики) и штабелеры применяются для загрузки и разгрузки железнодорожных крытых вагонов, грузовых автомобилей, штабелирования тарно-штучных грузов и перевозки грузов на небольшие расстояния. Электропогрузчики, кроме вил, могут оборудоваться смешанными грузозахватными устройствами: поворотным ковшом, одноштыревым захватом, кареткой с полным боковым прижимом, кареткой с нижним боковым прижимом, захватом для бочек, много - штыревым захватом, сталкивателем (см. рис. 1). Электропогрузчики представляют собой самоходную тележку, оборудованную специальными приспособлениями для захвата подъема и опускания груза. Они имеют сравнительно небольшие размеры, собственную массу и внешний радиус разворота.

Рис.1 Сменное оборудование электропогрузчиков

а - поворотный ковш; б - безблочная стрела с переставным крюком; в- одноштыревой захват; г - каретка с полным боковым прижимом; д - каретка с нижним боковым прижимом; е - захват для бочек; ж - многоштыревой захват; з - сталкиватель

Имеются две разновидности  погрузчиков - трехколесные и четырехколесные. У первых управляемое колесо поворачивается вокруг вертикальной оси на угол 90° , благодаря чему обеспечивается хорошая маневренность (малые радиусы разворота). Освоено производство унифицированного ряда трехколесных машин грузоподъемностью 0,63; 0,8; 1,0 и 1,25 т.

Четырехколесные электропогрузчики  изготавливают грузоподъемностью 1; 1,5; 2 и 5т. При высоте подъема 2 и 3 м грузоподъемники имеют двухрамную конструкцию, а при высоте 4,5 м  трехрамную.

Для погрузочно-разгрузочных работ в складских помещениях, а также в стесненных условиях применяют электропогрузчики с фронтальным (перевозят груз на вилах) выдвижным вперед грузоподъемником, называемые электроштабелерами. Скорость их 6-7 км/ч. Передние колеса, несущие основную нагрузку, имеют массивные шины диаметром 200 - 320 мм. Электроштабелер модели ЭШ-186 грузоподъемностью 1 т, выполняет погрузочно-разгрузочные работы посредством грузоподъемного устройства и каретки, которые обеспечивают подъем груза на высоту 4,5 м, поворот вил на угол 90° в каждую сторону, поперечное смещение вил на 900 мм и продольное выдвижение вил на 640 мм.

Автомобильные погрузчики (автопогрузчики) представляют собой самоходные подъемно-транспортные машины на пневмоколесном ходу, которые применяют для погрузки, выгрузки, укладки в штабели и перемещения на расстояние до 150 м штучных и насыпных грузов в основном на открытых площадках.

По своему устройству автопогрузчики аналогичны электропогрузчикам. Они так же имеют самоходную тележку (шасси), силовую установку, грузоподъемный механизм с гидравлическим приводом и пульт управления. Характерным для автопогрузчиков является то, что в их конструкции использованы узлы серийно выпускаемых грузовых автомобилей.

Автопогрузчики могут  быть общего назначения и специальные.

Автопогрузчики общего назначения изготовляют в соответствии с фронтальными (перевозят груз на вилах) двух типов: универсальные и улучшенной проходимости. Номинальные грузоподъемности автопогрузчиков:  1; 2; 3,2; 5; 10 и 25 т. Автопогрузчики оснащают сменным оборудованием.

Специальные автопогрузчики с боковым грузоподъемным механизмом предназначены для переработки длинномерных грузов: балок, швеллеров, сортового металла» рельсов, труб, лесоматериалов и др. Грузоподъемность таких погрузчиков 5-10 т.

Передвижные краны

Кран стреловой

Стреловым называют кран со стрелой, закрепленной на поворотной платформе (рис. 2). Кран    состоит  из ходового устройства с опорной рамой 6 и выносными опорами 7, поворотной платформы 4 со стрелой 3 и механизмами подъема груза и стрелы, опорно-поворотного устройства 5 с механизмом поворота. Благодаря поступательному и вращательному движениям груза от трех механизмов он может быть доставлен в любую точку площадки, обслуживаемой краном.

Рис. 2.    Стреловые краны с подвеской стрелы: а - гибкой; б - жесткой

Стреловые краны различают  по виду ходового устройства: автомобильные - на автомобильном шасси и на специальном шасси автомобильного типа; гусеничные - на гусеничном ходовом устройстве; пневмоколесные - на пневмоколесном шасси;  тракторные - на шасси трактора; железнодорожные -   на платформе, предназначенной для движения по железнодорожным путям. Краны могут быть с гибкой подвеской стрелы и с жесткой подвеской (рис. 2, соответственно а и б). Различают также краны с приводами механическими от двигателя внутреннего сгорания, электрическими и гидравлическими. Каждой модели стрелового крана присваивают индекс, в котором зашифрованы конструктивные особенности крана и его основные характеристики. Индекс кранов заводов Минстройдормаша состоит из букв КС (кран стреловой) и нескольких цифр. Индексы кранов, выпускаемых другими заводами, также состоят из букв и цифр, например CMK-10 (специальный монтажный кран грузоподъемностью 10 т).

Автомобильные краны могут выполнять погрузочно-разгрузочные и складские работы по всей территории склада и за ее    пределами, не требуя при этом каких-либо специальных подкрановых путей.

Автомобильные краны  различаются между собой типом  автомобиля, на котором они смонтированы, грузоподъемностью, а также конструктивным исполнением отдельных узлов и механизмов. Привод механизмов от двигателя может быть механическим, гидравлическим и электрическим.

Железнодорожные краны  имеют платформу, предназначенную  для перемещения по железнодорожным путям. Они различаются по типу силовой установки, виду привода и грузоподъемности:

-   по типу силовой  установки краны бывают: с двигателями  внутреннего сгорания (карбюраторными или дизельными) и дизель-электрическими;

-  по виду привода: с механическим приводом (когда вращательное движение двигателя передается исполнительным механизмам через трансмиссионные валы) и с электрическим приводом (когда исполнительные механизмы приводятся в действие индивидуальными электродвигателями, получающими электрический ток от генератора крана);

-     по грузоподъемности: 15, 16, 20-тонные и более. 

Железнодорожные краны  на материальных складах используются для выгрузки, погрузки и складской  переработки длинномерных и тяжеловесных грузов, хранение которых осуществляется на открытых площадках. Обычно для работы этих кранов вдоль складских площадок устраивают два параллельных железнодорожных пути: один - для постановки вагона под выгрузку или погрузку, а другой - для передвижения крана вдоль фронта.

Краны мостового типа

Краном мостового типа называют кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележки  или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции (мосту). К ним относятся мостовые краны  и козловые краны с мостом.

Мостовые (рис. 3, а) и козловые (рис. 3, б) краны имеют несущую стальную конструкцию (мост) (3) с ходовыми колесами (1) и механизм передвижения (2). Колеса опираются на крановые рельсовые пути.

По мосту передвигается  грузовая тележка, на раме которой смонтированы механизм подъема груза с крюком и механизм передвижения тележки. Благодаря этим трем механизмам груз имеет три поступательных перемещения и передвигается в любую точку обслуживаемого краном склада, площадки и др.

Рис. 3. Грузоподъемные краны: а - мостовой ; б - козловой

Краны мостового типа различают: общего назначения с крюком; специальные с грейфером, магнитом, захватами для контейнеров; металлургические.

При грузоподъемности более 12,5 т могут быть два механизма  подъема - главный и вспомогательный. Привод механизмов, как правилу электрический, но может быть и ручным. Управление механизмами осуществляют с пола, из кабины и дистанционно. Исполнения кранов нормальное, взрывобезопасное, а также различные климатические. По грузоподъемности краны условно разделены на три группы: первая - 5 т, вторая - от 5 до 50 т, третья - свыше 50 до 320 т.

А) Мостовые краны применяют  главным образом в закрытых помещениях, под навесами и реже на открытых площадках.

Мост крана опирается и перемещается по двум подкрановым путям, уложенным на выступах в верхней части продольных стен или на специальных колоннах. Иногда подкрановые пути устраивают подвесными из балок двутаврового сечения, прикрепляемых к потолочному перекрытию.

Мостовые краны различаются  между собой конструкцией основных узлов и техническими характеристиками. Так, по конструкции моста краны подразделяют на однобалочные (опорные и подвесные) и двухбалочные. Рабочим органом крана служит электрическая таль, перемещающаяся по верхним граням нижней полки балки. Управление краном осуществляется с пола при помощи кнопочной станции. Двухбалочные краны имеют мост, состоящий из двух двутавровых балок, соединенных концевыми поперечными балками. Механизм подъема груза установлен на специальной тележке, перемещающейся по верхним полкам балок моста. Управляют краном из кабины, подвешенной к мосту, реже с пола помещения кнопочной станции.

По техническим характеристикам  мостовые краны различаются по грузоподъемности и величиной пролета. На материальных складах применяют мостовые краны грузоподъемностью до 20 т, при этом однобалочные подвесные краны имеют грузоподъемность до 3 т, однобалочные опорные до 5 т. Однобалочные краны имеют пролет до 11 м, двухбалочные - до 32 м.

Преимуществом мостовых кранов перед другими подъемно-транспортными машинами является более полное использование складской площади. Материалы перемещаются по всей площади и могут укладываться высокими штабелями с минимальными проходами между ними.

Б) Козловые краны. В отличие  от мостовых у козловых кранов мост установлен на двух опорах, каждая из которых состоит из жестких стоек, расположенных под углом друг к другу в виде козел. Стойки опираются на ходовые тележки, передвигающиеся по специальным подкрановым путям. Эти краны используют для переработки различных грузов на открытых площадках.

Козловые краны разделяют на три основные группы: общего назначения (перегрузочные), строительно-монтажные и специальные. К последним относят краны для перегрузки контейнеров.

Перегрузочные краны  изготовляют двух типов: КК - с электрической талью грузоподъемностью 3,2 и 5 т. и КК-с грузовой тележкой грузоподъемностью 8; 12,5; 20 и 32 т.

Краны - штабелеры

Тарно-штучные грузы  можно складировать в штабелях, стеллажах  и подвижных складах. Штабельное хранение грузов экономически выгодно по сравнению со стеллажным при условии большего количества одинаковых грузов, которые можно укладывать в таре или на различных поддонах. Стеллажное хранение удобно использовать при различных видах грузов. При этом более полно используется объем склада вследствие увеличения высоты складирования; имеется возможность захватить груз из любой ячейки; строго фиксируется груз в зоне хранения; облегчается учет грузов и имеется возможность автоматизации их складирования. Нормальное функционирование стеллажных складов обеспечивается подбором складской тары стеллажного оборудования и штабелирующего оборудования.

Штабелирующее оборудование может быть двух видов: крановое (мостовые краны - штабелерные и - стеллажные) и напольное (погрузчики и электроштабелеры) (рис. 4).

Рис.4.     Схемы стеллажных складов тарно-штучных грузов:

а - с напольным погрузчиком; б, в - соответственно с подвесным и опорным мостовым кранами-штабелерами;

За последние годы стали применять  высотные склады, благодаря которым полнее используется объем помещения. Кроме того, эти склады имеют большую вместимость и возможность автоматизации всех процессов. Такие склады состоят из экспедиции приема (прибытие груза, разгрузка транспортных средств, распаковка грузов и перекладка их в складскую тару); отделения хранения, оборудованного стеллажами; экспедиции отправки (упаковка в потребительскую тару, перекладка в транспортную тару, комплектование заказов, погрузка на транспортные средства).

Системы автоматического  управления применяются в следующих случаях:

- при управлении несколькими  кранами-штабелерами на небольших  складах для повышения производительности  склада, при этом установка и  снятие грузов с приемного  стола экспедиции выполняется напольным погрузчиком, пульт управления, расположен вблизи стеллажей так, что оператор может наблюдать за работой крана-штабелера, команды задаются с помощью перфокарт или десятичных пультов управления;

- при управлении кранами-штабелерами  и транспортными линиями загрузки  и разгрузки, для контроля груза  при его движении;

Широкое применение нашли  небольшие склады. Стеллажи здесь  обслуживаются мостовыми кранами-штабелерами с ручным управлением.

По конструкции подкранового пути для передвижения крана-штабелера их подразделяют на мостовые и стеллажные. Если кран-штабелер передвигается по подкрановому пути, уложенному на выступы стен, то его называют мостовым опорным. В случае, когда подкрановый путь состоит из двух двутавровых балок, подвешенных к потолочному перекрытию, его называют мостовым подвесным. Если подкрановый путь уложен непосредственно на стеллажах, то кран-штабелер называют стеллажным.

На кранах-штабелерах применяются различные грузозахватные приспособления: вилочные, штыревые, телескопические, а также в виде грузовой платформы с роликовыми столами, сталкивателями и т.д. Краны-штабелеры имеют разное управление: с пола или кабины. Управление может быть полуавтоматическим и автоматическим.

При укладке грузов в стеллаж кран-штабелер захватывает вилами поддон с грузом, который находится в главном проезде складского помещения, и движется с ним между стеллажами. Одновременно на заданную высоту поднимается вилочный захват с поддоном. Когда кран-штабелер и вилочный захват оказываются против нужной ячейки стеллажа, колонна крана поворачивается и перемещается в сторону стеллажа до тех пор, пока поддон с грузом не вдвинется в ячейку. Затем грузовой захват опускается, поддон с грузом остается на полке стеллажа, а кран-штабелер возвращается в исходное положение.

Мостовые краны-штабелеры  предназначены для транспортирования  и укладки тарно-штучных и длинномерных грузов в стеллажи или штабели, а  также для погрузки и разгрузки  железнодорожных платформ, автомобильного транспорта. Высота складирования мостовыми кранами-штабелерами достигает 10-12 м. Кран состоит из моста с механизмом передвижения и грузовой тележки с поворотной колонной, по которой перемещается грузоподъемник с кабиной. Колонны могут быть сплошными и телескопическими. Колонна с грузоподъемником обеспечивает фиксированное положение груза относительно ячейки стеллажа, что является необходимым условием для установки груза в ячейку и взятие его из нее.

Стеллажные краны-штабелеры  предназначены для механизации и автоматизации процесса укладки и выдачи из стеллажей грузов, уложенных в стандартную ящичную тару или на поддонах. Они позволяют укладывать грузы на высоту до 28 м, так как колонна крана, кроме подкрановых путей в верхней части, имеет направлявшие ролики в нижней части, что создает дополнительную устойчивость и прочность всей конструкции.

Стеллажные комплектовочные краны-штабелеры  применяются на складах для различных мелких изделий (материалов), которые выдают поштучно или мелкими партиями.          

Автоматические краны-штабелеры  предназначены для переработки  пакетированных грузов, выдаваемых потребителю целыми пакетами.

1.3. Расчет потребности подъемно-транспортного оборудования для складской переработки груза.

Количество подъемно-транспортного оборудования (А) рассчитываем по формуле:

где Q – количество перерабатываемого  груза, т; Кн – коэффициент неравномерности  поступления груза; Р – производительность оборудования, т.

В числителе величины известные, а вот производительность машин и механизмов необходимо рассчитать.

Производительность крана (Рк) зависит от веса подъема груза (q₀) и числа циклов машины за 1 час непрерывной работы (nц):

Рк = q₀ * nц

Количество циклов работы машины за 1 ч (3600 сек) зависит от продолжительности одного цикла ее работы (Тц) и выражается в секундах:

Время цикла работы крана (Тц) складывается из времени, необходимого для производства отдельных элементов цикла, с учетом одновременного выполнения (совмещения) некоторых из них:

где Кс – коэффициент, учитывающий сокращение времени  цикла при совмещении нескольких операций; n – число элементов  цикла работы крана; t – время, затраченное на выполнение отдельных элементов цикла, сек.

Часовая производительность погрузчика (Рп) определяется по общей формуле для машин периодического действия, т/ч:

Общая часовая производительность машин непрерывного действия определяется следующим образом и измеряется в т/ч:

Рк = 3,6 * q * V

где q – вес груза  на одном погонном метре несущего элемента машины, кг; V – скорость грузонесущего элемента машины, м/сек.