Средства механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ.

Тема 4. Основы механизации ПРР.

Характеристика погрузочно-разгрузочных пунктов, складов и средств механизации

План

Средства механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ.

2. Виды производительности ПРМ и устройств.

Средства механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ.

С каждым годом объем погрузочно-разгрузочных работ увеличивается.

В настоящее время на транспортных погрузочно-разгрузочных и складских операциях занято до 25% всех трудящихся. В связи с этим важность вопроса механизации возрастает еще и потому, что здесь имеются наиболее мощные резервы высвобождения рабочей силы.

Механизация погрузочно-разгрузочных работ - использование машин и механизмов для погрузки грузов на железнодорожный и автомобильный подвижной состав, выгрузки с него, перегрузки с одного вида транспорта на другой и перемещения грузов внутри складских помещений, на территории грузовых районов, подъездных путях промышленных предприятий и т. п.

Основная цель механизации трудоемких и тяжелых погрузочно-разгрузочных работ - облегчение труда занятых на их выполнении людей. Она является проблемой комплексной, которая включает не только вопрос оснащения грузовых фронтов современным подъемно-транспортным оборудованием, но также и вопросы создания специальных контейнеров и поддонов для различных видов грузов, разработки автоматизированных систем управления работой грузовых фронтов, концентрации грузовой работы на крупных грузовых фронтах.

Средствами механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ являются машины и устройства различных типов, которые предназначены для выполнения основных и вспомогательных операций погрузочно- выгрузочных, перегрузочных и складских работ.

Погрузочно-разгрузочными машинами называются, специально предназначенные для выполнения работ, связанных с погрузкой в транспортное средство (вагон, автомобиль, самолет, судно) груза определенного вида, а также с его выгрузкой, перегрузкой или складированием.

П одъемно-транспортные машины характеризуются широким многообразием, определяемым характером перемещения груза, числом степеней свободы движения, типом грузонесущего и грузозахватного органов, предельным значением грузоподъемности и скоростей движения рабочих органов, типом привода, перемещающего рабочие органы, характером преимущественных функций подъема (опускания) или транспортирования груза и другим признакам.
Машины и устройства, применяемые на погрузочно-разгрузочных, складских и транспортных операциях, по характеру перемещения груза подразделяются на две группы:

1. непрерывного действия: машины, рабочий орган которых (лента, канат, винт, скребок, лоток и др.) движется непрерывно, не останавливаясь для приема и отдачи груза, и перемещает груз к месту назначения непрерывным потоком;

2. периодического (циклического) действия: машины, у которых грузозахватный орган (крюк, ковш, полуавтоматический и автоматический захват и др.) переносит груз отдельными порциями и после каждого перемещения порции груза возвращается обратно порожним.
Классификация по характеру движения рабочих органов позволяет систематизировать расчеты технико-эксплуатационных показателей.

В зависимости от назначения машины и устройства разделяются:

1. на специальные — предназначены для выполнения операций только с определенными грузами;

2. универсальные — предназначены для выполнения операций с различными грузами.

Такая группировка позволяет обобщить опыт применения и упрощает выбор в зависимости от рода груза.
По траектории перемещения машины делятся на перемещающие грузы:

• в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости;
• в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости;
• в произвольном направлении.

Машины, перемещающие грузы в горизонтальной плоскости называют- транспортирующие, в вертикальной — грузоподъемные.
Машины, предназначенные главным образом для погрузки грузов в вагоны или для выгрузки из них, называют соответственно погрузочными и разгрузочными.
В зависимости от наличия ходового устройства машины бывают:

• стационарные;
• передвижные (самоходные, несамоходные).

В зависимости от типа силовой установки привода различают машины:

• с электроприводом (переменного и постоянного тока); •двигателем внутреннего сгорания (карбюраторный, инжекторный, дизельный);
• гидро- и пневмоприводом.

В эксплуатационном отношении подъемно-транспортные машины классифицируются по группам перемещаемых грузов и характеру выполняемых операций:

• штучные грузы;
• тяжеловесные;
• длинномерные;
• сыпучие;
• контейнерные;
• лесные и др.

Внутри каждой группы машины можно классифицировать по грузоподъемности, высоте подъема груза, а также по ряду других эксплуатационных, технических и конструктивных признаков.
Схема классификации средств механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ приведена на рисунке презентации

 

В то же время, необходимо учесть, что на современном этапе требуется не просто насыщение грузовых фронтов необходимыми механизациями, а создание систем машин, обеспечивающих внедрение прогрессивных технологических процессов комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ, должен быть обеспечен переход от создания и внедрения отдельных машин к разработке и внедрению комплекса машин, целиком охватывающего весь технологический прогресс, механизацию и автоматизацию. На этапе технического прогресса вопросы механизации и автоматизации чрезвычайно тесно переплетаются. Автоматизация становится неотъемлемой частью почти каждого современного устройства для механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Автоматизация - применение машин, машинной техники и технологии с целью облегчения человеческого труда, вытеснения его ручных форм, повышения его производительности.

Одним из самых серьезных условий повышения уровня комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ является контейнеризация и пакетирование грузов.

Многие виды материалов, деталей, изделий при перегрузке укладывают в средства пакетирования (поддоны, кассеты) и контейнеры. Для отдельных материалов, чтобы они не потеряли своих свойств при перегрузке, транспортировании и хранении, применяют емкости и тару (ящики), размещаемые на поддонах или в кассетах. Грузы на поддонах закрепляют для устойчивости и сохранности сетками, обвязками или пленками.

Контейнеры, предназначенные для перевозки мелкоштучных грузов бывают специализированные и универсальные. В специализированные контейнеры укладывают грузы из расчета на единицу возводимого или ремонтируемого здания (секцию, этаж, квартиру) и доставляют подъемно-транспортной машиной непосредственно в рабочую зону (место укладки в дело, рабочее место).

Пакетирование грузов дает возможность высвободить значительные резервы рабочей силы и повысить производительность труда на грузовых работах.

Перспективным является также способ предварительного пакетирования грузов перед загрузкой их в контейнеры и организация блок - пакетов, т.е. создание укрепленного пакета из нескольких обычных.

В тоже время необходимо решить вопросы разработки и организации массового изготовления на специализированных заводах разнообразного сменного рабочего оборудования. Необходимы многочисленные конструкции специальных грузозахватных приспособлений к универсальным кранам и погрузчикам, клещевых захватов, грейферов, поворотных захватов-манипуляторов и т.д. Применение этого оборудования позволит резко повысить производительность машин и значительно расширить сферу их применения.

Выбор средств механизации определяется в зависимости от вида груза (насыпной, штучный, длинномерный, наливной и др.) и его физико-механических свойств, а также типа транспортных средств и объема выполняемых работ. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и внутри складских операций применяют различные устройства и машины: краны-штабелеры, электропогрузчики, кран-балки и мостовые краны, электрокары и различного рода средства непрерывного транспорта [6, c.85].

Кран-штабелер -- кран специального назначения, применяемый на складах (рисунок 1). Отличительной особенностью является отсутствие гибкого подвеса груза. Вместо него имеется вертикальная поворотная колонна, по которой двигается тележка с вилами для захвата груза на спецподдонах. Чаще всего в последнее время выполняется с автоматическим компьютерным приводом для уменьшения времени обработки груза и для улучшения работы склада. Грузоподъемность до 6 т, высота подъема до 10 м [14, c. 416].

Рисунок 1.1 - Кран-штабелер

Электропогрузчик - колёсный погрузчик периодического действия с приводом от аккумуляторной батареи (рисунок 2). Электропогрузчик общего назначения применяется для работы в помещениях, железнодорожных вагонах и на открытых площадках с твёрдым и ровным покрытием. Основное рабочее оборудование электропогрузчика -- грузоподъёмник с вилочным захватом. Основные параметры вилочных электропогрузчиков: грузоподъёмность 0,5 - 5 т, высота подъёма вил до 4,5 м, наибольшая скорость подъёма груза 12 м/мин, наибольшая транспортная скорость с грузом 12 км/ч. Грузоподъёмность специального электропогрузчика достигает 40 т и более [14, c. 418].

Рисунок 1.2 - Электропогрузчик

В складских хозяйствах широко применяются кран-балки. Кран-балки - разновидность подъёмного крана мостового типа, у которого тельфер передвигается по ездовой балке (рисунок 3). Их грузоподъёмность обычно 1 - 5 т. Они незаменимы при невозможности использования в помещении погрузчиков, если необходимо разгрузить крупногабаритный большевесный груз на небольшом участке, а также, если надо подать груз на второй этаж склада.

Рисунок 1.3 - Кран-балка

Мостовой кран - подъёмный кран, имеющий металлоконструкцию ферменного или балочного типа, выполненную в виде опорного или подвесного моста (рисунок 4). Мост перемещается по подкрановым рельсам вдоль пролёта цеха или открытой грузовой площадки. По мосту поперёк пролёта передвигается крановая тележка с грузозахватным приспособлением. Его грузоподъемность относительно невелика и находится в пределах от 1 до 10 тонн.

Рисунок 1.4 - Мостовой кран

Электрокар - самоходная безрельсовая колёсная тележка с электрическим приводом от аккумуляторной батареи (рисунок 5). Электрокары могут быть с подъёмной и неподъёмной платформой, управляются сидящим или стоящим на машине водителем. Грузоподъёмность от 0,5 до 100 т и более

Рисунок 1.5 - Электрокар

Для комплексности механизации используют быстродействующие автоматические стропы и захваты. В последние годы получили развитие автоматизированные склады тарно-штучных грузов, оборудованные системами машин, обеспечивающими транспортировку, установку и поиск материалов по специальным программам с использованием роботов. Автоматизированные склады являются неотъемлемой частью автоматизировано транспортных систем гибкого автоматизированного производства.

Важнейшим направлением автоматизации погрузочно-разгрузочных работ является расширяющееся применение дистанционного управления машинами и механизмами.

Одним из наиболее распространенных способов дистанционного управления различными внутризаводскими транспортными средствами является управление электродвигателями и управляющими устройствами на расстояние при помощи кабельных сетей из стационарного пункта управления.

Кабельное управление применяется при эксплуатации вилочных подъемников, тележек, тягачей и т. д., оборудованных специальными сервомоторами для поворотов, пуска, остановок, приведение в действие подъемных устройств и т. д.

Более высокой степенью автоматики является применение электронного управления при помощи фотоэлементов и ламп, расположенных на ходовых частях тележек, реагирующих на цвет полос, нанесенных на полу помещения, где эксплуатируются подъемно-транспортные средства.

В развитии транспортного хозяйства механизация и автоматизация, внедрение новой техники и методов работы являются приоритетным направлением, которое поможет снизить расходы на содержание и повысить производительность труда и, соответственно, прибыль предприятия.

 

2. Виды производительности ПРМ и устройств.

 

ПРМ характеризуются большим количеством параметров: грузоподъемность, масса, габариты, мощность силовой уста­новки, скорость движения рабочего органа и т.д.

При этом каждая машина имеет один или несколько пара­метров, которые являются основными, поскольку от них во мно­гом зависит главный технико-эксплуатационный показатель ра­боты машины – ее производительность. Параметр, в наибольшей степени определяющий производительность машины, является главным.

Главным параметром у ПРМ циклического действия явля­ется грузоподъемность, т.е. наибольшая масса груза, которая мо­жет быть поднята машиной при сохранении необходимого запаса устойчивости. Такие машины характеризуются также скоростью подъема и опускания груза, горизонтального перемещения рабо­чего органа и всей машины с грузом и без груза, поскольку эти параметры в значительной степени определяют продолжитель­ность цикла машины.

У ПРМ с РО, выполненным в виде поворотной консоли (стреловые и башенные краны, некоторые одноковшовые погруз­чики, экскаваторы) грузоподъемность зависит от вылета стрелыиликрюкаи высоты подъема, поскольку линия действия веса груза вынесена за базу машины. У ПРМ с ковшовым РО грузоподъемность во многом опре­деляется емкостью ковша, поэтому она и является их главным параметром.

У ПРМ непрерывного действия главными параметрами яв­ляются размеры грузонесущего органа (у скребковых конвейе­ров – размеры скребков; у ковшовых конвейеров – объем и коли­чество ковшей; у шнеков – его диаметр) и скорость его движе­ния.

 

При выборе ПРМ для работы в конкретных усло­виях рассматривают, прежде всего, их важнейший технико-экс­плуатационный показатель – производительность, под которой понимается объем работы, выполненный машиной в единицу времени (измеряется обычно в т/ч или м³/ч).

 

Различают техническую и экс­плуатационную и фактическую производительности.

Под технической производительностью ма­шины понимают то количество груза, которое она может погру­зить или выгрузить за 1 час непрерывной работы в оптимальных условиях (т.е. при максимальном использовании грузоподъемно­сти, быстром заполнении ковша и т.д.). Эта производительность является максимально возможной для машины и указывается в ее паспорте.

Производительность ПРМ и устройств циклического дейст­вия определяется по формуле [т (м³)/ч]:

[т (м³)/ч]:

где q_м – главный параметр (грузоподъемность или емкость ковша), т (м³); Т_ц – продолжительность рабочего цикла, с.

Рабочим циклом машины называется законченный техноло­гический процесс производства подъемно-транспортных опера­ций с единицей груза. Определяется как сумма времени, затра­чиваемого на отдельные операции с грузом в процессе погрузки или разгрузки. В комплекс этих операций входят: захват (за­стропка, наклонение ковша) груза, подъем, перемещение (пово­рот), опускание, освобождение РО или захвата от груза, возврат РО или машины за следующей партией груза. Продолжитель­ность рабочего цикла является переменной величиной, зависящей от расстояния перемещения и т.п.

Продолжительность одного цикла работы ПРМ определяется:

 

При горизонтальном перемещении груза

Т_ц = t_з + t_у + , сек

где t_з и t_у - время на захват (застропку) и укладку (освобождение от стропа) груза, сек;

l - длина пути перемещения груза, м;

V₁ и V₂ – скорости перемещения рабочего органа или машины с грузом и без груза, м/сек.

 

При вертикальном перемещении груза

Т_ц = t_з + t_у + , сек

где h – высота подъема груза, м;

V - скорости перемещения рабочего органа или машины с грузом и без груза, м/сек.

 

Эксплуатационная производительность кроме конкретных условий эксплуатации учитывает также перерывы в работе ма­шины в течение смены по различным причинам.

Различают пять групп причин перерывов в работе (про­стоев):

- конструктивно-технические (подготовительно-заключи­тельные операции, техническое обслуживание, переналадка, за­мена РО);

- технологические (необходимость перемещения машины, изменение положения рабочего оборудования и т.д.);

- связанные с организацией труда и отдыха обслуживаю­щего персонала;

- метеорологические (ветер, туман, мороз и т.п.);

- организационные (прекращение подачи электроэнергии, отсутствие горюче-смазочных материалов, несвоевременная по­дача автотранспорта под погрузку-разгрузку и т.д., т.е. зависящие от нечеткой организации работ).

Простои по организационным причинам являются наиболее весомыми и в их сокращении заложен основной резерв повыше­ния производительности.

Эксплуатационная производительность машины и устройства – количество груза (в т или м³), которое может быть переработано машиной или устройством за час в конкретных условиях эксплуатации условиях работы

Для определения Эксплуатационной производительности следует техническую производительность умножить на коэффициент использования ма­шины по времени и коэффициент использования грузоподъемности

W_э = W , т (м³)/ч