Назначение, классификация и общие сведения о подъемно-транспортных машинах

Объем погрузочно-разгрузочных работ в торговле с учетом звенности движения товаров (производство — склад — розничное торговое предприятие), а также повторных операций, связанных с их доработкой и транспортировкой, достигает более 1,5 млрд. т в год. На этих работах занято свыше 1 млн. человек. При этом в торговле каждые десять лет физический объем товарооборота удваивается. При сохраняющемся уровне механизации это потребует увеличения численности кадров почти в два раза. Такие темпы увеличения численности работников в условиях ограниченного прироста трудовых ресурсов неосуществимы. Следовательно, дальнейшее развитие торговля может получить лишь при условии повышения эффективности труда работников, которому во многом способствует его механизация. Например, механизация складского хозяйства повышает эффективность труда в 3—6 раз, внедрение тары-оборудования на погрузочно-разгрузочных работах — в 7—10 раз.
Эффективность механизации труда в торговых предприятиях определяется ее комплексностью — сочетанием различных подъемно-транспортных машин, механизмов и приспособлений, взаимно дополняющих друг друга и обеспечивающих возможность замены ручного труда на всех трудоемких и тяжелых операциях. При этом следует учитывать, что пока еще большинство товаров поступает в торговые предприятия в крупной таре: в бочках массой до 300 кг, в ящиках, мешках и кипах массой одного места до 100 кг.
Перемещение таких товаров при погрузочно-разгрузочных операциях без применения необходимого оборудования требует большого количества рабочей силы, вызывает значительные простои транспорта, высокие непроизводительные расходы, а зачастую и порчу (бой) товаров. Нередко нарушаются установленные нормы охраны труда, по которым допускается переноска вручную грузов весом не более 80 кг для мужчин и 20 кг для женщин.
Внедрение механизации тяжелых и трудоемких работ в условиях нашей страны преследует цель не только уменьшить затраты труда — издержки по производству таких работ, но и облегчить труд, повысить его культуру. Поэтому в торговых предприятиях в ряде случаев следует применять отдельные виды подъемно-транспортного оборудования, если даже по объему операций не обеспечивается полное использование их производственной мощности.
Очень важно учесть также, что зачастую технические особенности проектов старых зданий магазинов и складов, а подчас и новых не позволяют применять многие виды оборудования. Это затрудняет выбор подъемно-транспортных машин и в значительной степени обусловливает низкий уровень механизации трудоемких работ. В таких помещениях оказывается возможным применять преимущественно простейшие устройства и механизмы, относящиеся к так называемой малой механизации — ручные тележки, реечные подъемники, тали и т. п.
Классификация подъемно-транспортных машин. Каждая машина представляет собой механизм или комплекс механизмов, сконструированные для выполнения полезной работы. Механизм— это кинематическая цепь элементов (деталей и узлов), предназначенная для совершения определенных целесообразных движений.
Различают машины-двигатели, которые преобразуют энергию в механическую работу, и рабочие машины, преобразующие механическую работу, полученную от двигателя, в работу по выполнению технологических операций. Подъемно-транспортные машины представляют собой рабочие машины, предназначенные для механизации труда при выполнении следующих торгово-технологических операций: разгрузки и погрузки вагонов, автомашин и других средств; перемещения и подъема грузов по этажам зданий, укладки их в штабеля, на стеллажи и в подсобные помещения; внутри-складского и внутри-магазинного перемещения грузов к местам распаковки, упаковки, взвешивания, фасовки товаров и подачи на соответствующее оборудование торгового зала магазинов самообслуживания, рабочее место продавца.
Подъемно-транспортные машины в зависимости от их основного функционального назначения подразделяют на три класса. Грузоподъемные машины и механизмы; транспортирующие машины и установки; погрузочно-разгрузочные и штабелирующие машины. Рассмотрим каждый из этих классов.
Грузоподъемные машины и механизмы. Конструктивные формы машин, их размеры, степень сложности и другие характеристики весьма разнообразны и зависят от рода груза и условий применения. Грузоподъемные машины, как правило, состоят из несущей конструкции — остова (фермы) и подъемного механизма, иногда и механизмов горизонтального перемещения. В простейших конструкциях может отсутствовать и ферма.
Машиностроительная промышленность СССР выпускает много разнообразных грузоподъемных машин, различающихся по грузоподъемности, высоте подъема груза, роду привода и видам движений, которые можно сообщить грузу. Грузоподъемные машины с одним движением сообщают грузу только вертикальное перемещение, например подъем (проекция следа движения груза на плоскость — точка).
Грузоподъемные машины: двумя движениями, кроме вертикального перемещения (подъема), сообщают грузу и линейное перемещение (проекция следа движения груза на плоскость — линия). Грузоподъемные машины с тремя движениями и более могут поднимать груз и перемещать его по горизонтали в любую точку обслуживающего поля (проекция следа движения груза на плоскость — площадь).
Основными параметрами, характеризующими грузоподъемные машины, являются: грузоподъемность, скорость подъема и передвижения, высота подъема, геометрические размеры машины (габариты, величины пролетов и вылетов), род привода и масса.
ГОСТом 1575—61 установлен ряд грузоподъемностей для отдельных видов машин.
Транспортирующие машины и установки. Транспортирующие машины и установки непрерывного действия предназначены для передвижения потоков массовых грузов в одном направлении. Основными конструктивными элементами этих машин являются: грузонесущий, или рабочий, орган (деталь конвейера, которая передает грузу тяговое усилие и в большинстве случаев воспринимает массу перемещаемого груза); тяговый орган, приводящий в движение несущий орган; опоры и ходовые части, поддерживающие несущий и тяговый орган; приводы и передаточные механизмы (или гравитационный принцип перемещения грузов); вспомогательные части — натяжные устройства, предохранительные приспособления, приспособления для подачи грузов на несущий орган; поддерживающие конструкции и фундаменты. В некоторых типах конвейеров функции отдельных частей объединены. Например, в ленточном конвейере объединены функции рабочего и тягового органов.
Важнейшим конструктивным элементом, характеризующим тип конвейера, являются грузонесущая поверхность, или рабочий орган, и тяговый орган.
По характеру несущей поверхности различают ленточные, пластинчатые и роликовые конвейеры.
По роду рабочего органа различают конвейеры с гибким органом — ленточные (ременные), цепные, пластинчатые, элеваторы для сыпучих и штучных грузов (элеваторами называются транспортирующие устройства с гибким тяговым органом, предназначенные для вертикального и резко-наклонного перемещения грузов) и конвейеры со специальной несущей поверхностью
без гибкого тягового органа — роликовые конвейеры, шнековые (винтовые), вибрационные (с эксцентриковым приводом), пневматические и др.
Транспортирующие машины и установки периодического действия предназначены для горизонтального и слабонаклонного передвижения грузов. В отличие от машин непрерывного действия на транспортирующих установках периодического действия грузы перемещаются в любых направлениях. Основными конструктивными элементами транспортирующих машин и установок периодического действия являются: грузонесущий орган — платформа с рамой; вспомогательные элементы, воспринимающие массу перемещаемого груза,— рычаги, подрамники, рессоры, пружины и т. п.; опоры и ходовые части, поддерживающие несущий орган,— колеса, воздушные подушки; приводы и передаточные механизмы — различные двигатели с редукторами (в том числе и ручной). К транспортирующим машинам и установкам периодического действия относятся: ручные тележки — двухколесная медведка, двухколесная тележка с опорным приспособлением, трех- и четырехколесные тележки с поворотными колесами или с колесами, расположенными попарно в разных горизонтальных плоскостях, домкратные тележки и др.; аккумуляторные тележки с электроприводом постоянного тока; кабельные тележки с электроприводом переменного тока; тележки с двигателем внутреннего сгорания; щитовые поддоны на воздушной подушке и т. п.
Погрузочно-разгрузочные и штабелирующие машины. Большое разнообразие конструктивных решений погрузочно-разгрузочных и штабелирующих машин объясняется их функциональным назначением, а также зависит от физических свойств, геометрических форм товара, вида упаковки и т. п. В настоящее время широкое применение получили универсальные погрузчики с вилочными захватами — электро- или автопогрузчики, предназначенные для захватывания грузов и погрузки их в транспортные средства, грузоподъемные борта автомашин, гидравлические краны на шасси автомашины, сочетание грузовых автомашин со съемным перевозным электро-погрузчиком, механические лопаты для сыпучих грузов, разгрузчики для картофеля с транспортером, передвижные или стационарные разгрузочные платформы, дебаркадеры с уравнивающими мостиками, машины для выгрузки капусты, бочко-подъемники и др. Штабелеукладчики предназначены для штабелирования и стеллажирования грузов. К этой группе машин относятся краны-штабелеры, напольные штабелеры.
Подъемно-транспортные машины и механизмы классифицируются также по направлению перемещения грузов; принципу действия; видам энергии, приводящей механизмы в движение.
По направлению перемещения грузов различают машины следующих видов: для горизонтального и слабонаклонного перемещения; для вертикального и резко-наклонного перемещения; для смешанного перемещения (горизонтального и вертикального).
По принципу действия подъемно-транспортные машины подразделяются на два вида: периодический и непрерывный.
Машины периодического действия (грузовые лифты, тележки и др.) характеризуются тем, что их рабочие периоды чередуются с остановками и перерывами в движении. Кроме того, эти машины имеют обратный ход, при котором они могут перемещаться без груза или с грузом. Машины периодического действия применяются преимущественно для перемещения штучных и тарных грузов при меняющихся направлениях.
Транспортирующие машины непрерывного действия (различного рода конвейеры) перемещают грузы непрерывным потоком или с незначительными интервалами; они применяются преимущественно для перемещения грузов в каком-либо постоянном направлении.
По сравнению с механизмами периодического действия механизмы непрерывного действия отличаются, как правило, более высокой производительностью.
В зависимости от рода привода различают: механизмы ручного действия; машины с приводом от механического двигателя и гравитационные.
Механизмы ручного действия (ручные штабелеукладчики, тележки, тали и т. п.) применяются при незначительном грузообороте небольших (негромоздких) штучных грузов, перемещаемых на небольшие расстояния.
Машины с приводом от механического двигателя — электрического или двигателя внутреннего сгорания (грузовые лифты, электрокары и др.) — эффективны при более значительном грузообороте с переработкой громоздких штучных или массовых грузов и перемещением их на большие расстояния.
По гравитационным (или самотечным) установкам и приспособлениям (спиральные спуски, роликовые дорожки и др.) штучные грузы движутся под действием собственной тяжести по наклонной плоскости.
Целесообразность применения подъемно-транспортных машин того или иного класса и вида определяется категорией грузов. Различают грузы: штучные тарные (мешки, ящики, бочки, кипы и т. п.), бестарные штучные; массовые навалочные и насыпные (картофель, овощи и т. п.). Для подъема и транспортировки грузов первой группы, как правило, применяются грузоподъемные машины, погрузочно-разгрузочные и штабелирующие машины и установки, а также транспортирующие машины и установки периодического действия, а для подъема и транспортировки грузов второй группы — преимущественно транспортирующие машины и установки непрерывного действия.
При конструировании и изготовлении машин особо важное значение имеет их стандартизация и унификация. На главные параметры (грузоподъемность, габариты, предельные массы и т. п.) всех основных видов подъемно-транспортных машин разработаны ГОСТы. Благодаря этому возможна унификация машин, т. е. уменьшение как типоразмеров (моделей), так и разнообразия их узлов и деталей — так называемая нормализация. Стандартизация, унификация и нормализация повышают качество машин, снижают стоимость их изготовления и существенно облегчают их эксплуатацию и ремонт.
Например, основные характеристики электрических передвижных талей оговорены ГОСТом 3472—63. Монорельсовый путь для этих талей рекомендуется изготовлять из двутавра по ГОСТу 8239—56.
Грузовые лифты, предназначенные для подъема и спуска грузов в магазинах, на складах и в предприятиях общественного питания, изготовляются в соответствии с ГОСТом 8824—58.
Основные детали и узлы подъемно-транспортных машин в зависимости от условий эксплуатации машин (интенсивности работы деталей и узлов) могут быть различными. Различие в режимах работы учитывается при расчете деталей, узлов, механизмов и металлических конструкций подъемно-транспортных машин и подборе приводных двигателей путем выбора соответствующих запасов прочности и др.
Режимы работы отличаются один от другого и характеризуются эксплуатационными показателями, выраженными в относительной продолжительности включения механизма к общему времени его работы в течение цикла в процентах (легкий режим 15—25; средний 15—40; тяжелый 25—40); числом включений механизма в час (легкий — 60, средний — 120, тяжелый — 240); коэффициентами использования механизмов по грузоподъемности, по загруженности в течение года и суток, по динамическим, гидравлическим или пневматическим нагрузкам. В механизмах подъема используются машинные и реже ручные приводы.