Транспортирующие машины и установки

Транспортирующие машины и установки предназначены для горизонтального и слабонаклонного перемещения сыпучих, пластичных (тесто, фарш и т. п.) и штучных грузов. При этом в целях комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ штучные грузы целесообразно транспортировать пакетированными.
Различают два вида транспортирующих машин и установок:
а)            непрерывного действия: конвейеры — ленточные, пластинчатые, роликовые, скребковые, волокуши; элеваторы; ковшовые, полочные, люлечные, винтовые (шнековые) установки и др.;
б)           периодического действия: тележки ручные, аккумуляторные, кабельные, с двигателем внутреннего сгорания, тягачи, поддоны на воздушной подушке и др.
Отдельные виды транспортирующих машин и установок непрерывного действия. Наибольшее распространение на складах и базах в системе торговли получили ленточные, пластинчатые и роликовые конвейеры. Эти конвейеры просты по конструкции и удобны в эксплуатации, кроме того, с помощью одного и того же механизма можно выполнять последовательно несколько операций. Например, передвижной наклонный конвейер применяется для разгрузки вагонов, укладки и снятия грузов со штабеля, погрузки автомашины. Выбор того или иного конвейера зависит от конкретных технологических требований, планировки и количества этажей в здании торгового предприятия и др. Нужно обратить также внимание на то, что эти конвейеры могут быть использованы как отдельно стоящие при механизации отдельных процессов, так и в комплексе с другим оборудованием, в линиях комплексной механизации складских работ.
Ленточный конвейер — несложен по конструкции, обладает высокой производительностью, незначительным расходом энергии, обеспечивает полную сохранность перемещаемых грузов и позволяет транспортировать насыпные и навалочные грузы в массовых количествах на значительное расстояние в горизонтальной и наклонной (под углом до 22°) плоскостях.
Ленточный конвейер состоит из двух концевых барабанов, огибаемых замкнутой (бесконечной) лентой.
Один из барабанов, обычно головной, является приводным, а другой (2) — натяжным. Обе ветви транспортирующей ленты — верхняя (несущая груз) и нижняя (порожняя) — поддерживаются от провисания роликами. При этом форма желоба придается ленте соответственно расположенными роликами. Для увеличения угла обхвата ленты у приводного барабана устанавливают отклоняющий барабан. Приводной барабан вращается от электродвигателя через редуктор 8. Для загрузки насыпного груза на контейнере часто устраивают воронку. Разгружаемый с конвейера продукт поступает в приемную воронку. Для очистки ленты служит скребок 11.
В настоящее время промышленность выпускает много типов ленточных конвейеров: специально для сыпучих и штучных грузов; по форме ленты — плоские и желобчатые; по типу ленты — с прорезиненной, металлической цельнокатаной и металлической сетчатой; по типу привода — с однобарабанным, двух-барабанным; по способу разгрузки—с разгрузкой с концевого барабана, с промежуточной — посредством ножевых сбрасывателей. Основные параметры стационарных ленточных конвейеров нормированы ГОСТом 10624—63. Скорость движения ленты устанавливается в зависимости от ее ширины, группы грузов. Длина конвейеров зависит от местных условий, рода перемещаемого груза, прочности ленты и может быть 3—1500 м. При необходимости перемещения груза на большие расстояния применяют систему последовательно расположенных конвейеров с устройствами для перевалки грузов.
Ленточные конвейеры устанавливают горизонтально и наклонно. Можно изменять направление транспортирования с наклонного на горизонтальное, и наоборот. В последнем случае во избежание приподнимания ленты над роликами переход выполняют по радиусу (/? = 70 — 80 м).
В торговле применяются стационарные и передвижные ленточные конвейеры. Передвижные ленточные конвейеры длиной до 20 м с легкой несущей конструкцией из труб или прокатного профиля монтируют на колесном ходу. Для изменения угла наклона передвижного конвейера предусмотрен специальный механизм. Предельный угол наклона ленточных конвейеров зависит от характера перемещаемого груза и во избежание соскальзывания при толчках и сотрясениях должен быть на 10—15° меньше угла трения перемещаемого продукта о ленту.
Конвейерные транспортирующие ленты должны обладать высокой прочностью и эластичностью, хорошим сопротивлением истиранию и противостоять ударам, возникающим при загрузке и движении продуктов на ленте, не должны быть гигроскопичны. Наибольшее распространение в ленточных конвейерах получили прорезиненные тканевые ленты, имеющие тяговый каркас из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной, и наружных резиновых обкладок. Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в ленте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повреждений и истирания перемещаемыми грузами. Ленты выпускают двух видов: общего назначения и специальные (морозостойкие, теплостойкие, маслостойкие).
Экономичность работы конвейера во многом зависит от правильного выбора ленты. Ленты с каркасом из синтетических тканей обладают рядом преимуществ по сравнению с хлопчатобумажными: при равной прочности имеют меньший вес и толщину, большую изгибоустойчивость и прочность связи между элементами конструкции, лучшую амортизирующую способность, менее чувствительны к сырости и благодаря этому более долговечны.
Цепные конвейеры (пластинчатые, грузо-ведущие, подвесные) широко применяются в торговле. В качестве тягового органа в них используются одна или две параллельно движущиеся замкнутые цепи. По своей геометрической схеме цепные конвейеры аналогичны ленточным и могут иметь горизонтальные и наклонные участки. Цепные конвейеры отличаются в основном конструкцией рабочего органа, который представляет собой цепь с прикрепленными к ней пластинами, скребками или лотками. При установке на тяговом органе специальных поперечных планок или упоров угол наклона цепных конвейеров может быть доведен до 35—45°. Цепными конвейерами можно перемещать тяжелые грузы с достаточно высокой производительностью.
К недостаткам этих конвейеров следует отнести значительную массу, высокую стоимость, сложность эксплуатации в связи с наличием шарнирных соединений в тяговом органе.
В торговле применяются передвижные и стационарные (для внутри-складского штабелирования грузов) пластинчатые конвейеры. На крупных складах нашли применение пластинчатые конвейеры, состоящие из нескольких секций: одна сохраняет постоянное положение, другая — шарнирная меняет угол наклона; третья состоит из радиальных секций. В зависимости от формы складского помещения или от трассы, по которой должен идти грузопоток, конвейер собирают из различного числа секций. Например, прямой секции с приводом; прямой секции без привода, радиальной секции на 90° без привода, радиальной секции на 45° без привода; наклонной секции без привода. Основные параметры пластинчатых транспортеров определены в ГОСТе 2035—54.
Подвесные цепные конвейеры разделяются на грузо-ведущие, толкающие и грузонесущие. Основными элементами подвесного грузонесущего конвейера являются: замкнутый тяговый орган У, каретка 2, прикрепленные к тяговому органу, к которым на шарнирах подвешены полки или люльки 3, подвесной путь 4, приводные и отклоняющие устройства и опорные конструкции. В качестве тягового органа в конвейерах указанного типа применяют сварные, штампованные разборные цепи и стальные канаты.
Основным требованием, предъявляемым к тяговому органу конвейеров, является его достаточная гибкость, допускающая возможность перегибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Ходовые ролики кареток для уменьшения сопротивления движению установлены на шарикоподшипниках. Подвесной путь такого конвейера обычно состоит из одного двутавра или двух параллельных угольников, а в случае легких подвесок — из трубы диаметром 30—40 мм. Такие конвейеры прикрепляются к потолочным балкам или поддерживающим конструкциям. В последние годы подвесные конвейеры начали применяться в торговле для механизации процесса комплектования индивидуальных заказов в крупных продовольственных магазинах или на операциях по разгрузке и доставке на склады готового платья, поставляемого на «плечиках».
Эти конвейеры весьма удобны, так как их можно перемещать при сложных трассах, без больших затрат изменять эту трассу и не занимать под конструкцию площади полов в торговых помещениях.
Подпольный толкающий конвейер является некоторой разновидностью подвесного конвейера. В данном случае замкнутый тяговый орган (обычно это сварные цепи) укладывается в желоб пола. Подпольные цепи направляются строго по желобу с помощью звездочек. Отдельные звездочки имеют зацепление с приводным механизмом. Через определенные расстояния на цепи последовательно смонтированы кулачки, которые выполняют функции захвата водил тележек. Подпольные конвейеры обычно монтируются на больших складах. Длина конвейеров иногда достигает 5000 м. Такие конвейеры выполняют операции по перемещению грузов, уложенных на тележки. Движущиеся в полу цепи своими кулачками толкают водила, и тележки движутся. В большинстве случаев адресование тележек производится с помощью электронного запоминающего устройства или механического программного механизма.
Когда одна из тележек попадает в заданное ответвление (обычно такие ответвления устанавливаются в каждой секции склада), задний буфер движущейся тележки разблокируется и опустится книзу, выводя водило из зацепления с тяговой цепью. Скорость подвесного и грузоведущего конвейеров соответствует ритму обслуживаемых технологических операций, но не выше 0,2 м/с для грузоведущих и 0,5 м/с для подвесных.
Роликовые конвейеры (рольганги) состоят из стационарной или переносной металлической или деревянной опорной рамы и закрепленных на ней роликов. Ролики изготовляются из труб с запрессованными в них по краям шарикоподшипниками. Ролики вращаются на неподвижных осях, закрепленных в отверстиях на раме на равном расстоянии одна от другой. В торговой практике применяются неприводные роликовые конвейеры, как правило, для перемещения грузов на небольшие расстояния (до 15—20 м) по горизонтали или с небольшим уклоном в сторону движения. На горизонтальных конвейерах груз передвигается с помощью рабочего. Чаще всего неприводные роликовые конвейеры устанавливаются с небольшим уклоном от 0,02° для грузов, затаренных в деревянные ящики, и до 0,08° для грузов в картонных коробках. Грузы в мягкой таре (мешках, кулях, пакетах и др.), а также грузы, имеющие малые габариты, могут перемещаться только на поддонах, специальных подкладках или в ящиках. Движение груза на наклонных роликовых конвейерах происходит под действием силы тяжести.
Конструктивно рольганги состоят из отдельных соединенных между собой секций длиной до 3 м и из радикальных секций для поворотов. Минимальный радиус закругления этих секций /?«1 м. Рама рольганга прикрепляется (или устанавливается свободно без закрепления) к металлическим или деревянным стойкам. При необходимости периодически изменять угол наклона рольганга применяются разновидные (телескопические) стойки, высоту которых можно менять. Стационарные роликовые конвейеры собираются из необходимого количества прямолинейных, радиальных, поворотных и откидных секций, легко соединяемых между собой. Количество секций зависит от длины и формы помещения.
Роликовые дорожки выполняют функции, аналогичные роликовым конвейерам. В данном случае к раме вместо трубчатых роликов устанавливают дисковые ролики. Эти ролики являются рабочим элементом дорожки. Ролики свободно посажены на оси и при выходе их из строя легко заменить.
В передвижных рольгангах рама смонтирована на колесном ходу с опорами. Длина таких рольгангов 2—5 м. Крепление роликов как трубчатых, так и роликов-дисков принципиально ни в чем не отличается от стационарных рольгангов.
Разновидностью роликовых конвейеров является спиральный, или винтовой, спуск, в котором спусковая поверхность устроена в виде гладкой деревянной, или металлической, или в виде роликов. Спиральные спуски по своему устройству сходны с винтовыми лестницами, у которых ступеньки заменены наклонными плоскостями или роликами. Чтобы самотек грузов был более надежным, спиральному спуску с гладкой плоскостью придают уклон до 25°, с роликовой — до 17°. К основанию спуска пристраивают тормозящий рольганг или роликовую дорожку небольшой длины, что амортизирует удар, происходящий при достижении грузом нижнего конца спирали. В особых случаях, где необходим мягкий переход, к основанию спуска монтируют приводной рольганг, который гасит скорость до 2—3 м/с.
Известны также используемые в торговле различные гравитационные устройства — самотечные трубы, устанавливаемые под углом, склизы, спуски и т. п.
Производительность транспортных машин и установок непрерывного действия — основной эксплуатационный показатель, характеризующий количество груза, перемещаемого в течение единицы времени. Производительность конвейера зависит от скорости движения транспортирующей части (ленты, настила с цепями) и массы груза, уложенного на одном погонном метре транспортирующей части.
При транспортировке штучных грузов с одинаковой массой (единицы груза) производительность конвейера будет равна
п = -5- УК, кг/с,
где Q — масса единицы, кг;
S — шаг расположения грузов (расстояние между серединами двух соседних грузов), м; у — скорость движения транспортирующего органа, м/с.
Кг— коэффициент использования машины по времени.
При непрерывном перемещении насыпных грузов порциями на ленте конвейера производительность будет равна
П =  УКг кг/с,
где | — объем перемещаемой порции груза, м3\ у — насыпная масса порции груза, кг/м3.
При перемещении насыпных грузов сплошным слоем на ленте конвейера
П=FVy кг/с,
где F — площадь поперечного сечения слоя перемещаемого груза, м2.
При перемещении сыпучих грузов с помощью ленточного конвейера площадь поперечного сечения перемещаемого груза зависит от вида роликоопор, ширины ленты и рода груза. На рабочей ветви ленты с прямыми роликоопорами сыпучий груз располагается по форме равнобедренного треугольника (рис. 108, А—А, 6), а на ленте, поддерживаемой желобчатыми роликоопорами (рис. 108, А—А, 5), площадь сечения имеет более сложную форму. Площадь поперечного сечения груза, перемещаемого лентой на прямых роликоопорах, может быть принята
F = 0,1652tg-|- At2,
где В — ширина ленты, мм;
Р — угол естественного откоса.
Величина угла естественного откоса зависит от рода перемещаемого груза.
Площадь поперечного сечения на получивших широкое распространение желобчатых трех-роликовых опорах с углом наклона осей боковых роликов к горизонту 20° можно принять равной
Для определения производительности транспортирующих машин и установок периодического действия применяется формула производительности грузоподъемных машин.
В данном случае расчет одного цикла работы машины упрощается, так как транспортирующие машины периодического действия перемещаются только в горизонтальном или слабонаклонном направлении.
Отдельные виды транспортирующих машин и установок периодического действия. Наиболее простыми устройствами, с помощью которых осуществляют горизонтальное перемещение груза, являются ручные тележки, имеющиеся в каждом торговом предприятии. Этот вид транспортирующих машин можно отнести к средствам малой механизации из-за небольшой стоимости, простоты в эксплуатации. В настоящее время в эксплуатации находится значительное количество разнообразных ручных тележек, имеющих свои конструктивные особенности. К специальным относятся тележки, широко используемые для перевозки пакетированных грузов на поддонах различной конструкции.
Ручная тележка с механическим подъемом вил или подъемного стола состоит из двух, расположенных одна над другой металлических рам.
Тележку подводят под поддон, поднимают стол; затем поддон вместе с грузом отрывают от пола и перемещают в нужное место. Тележка снабжена масляным амортизатором, который предохраняет груз от повреждения, так как исключает резкий спуск стола. Ходовая часть тележки состоит из двух задних колес, насаженных на неповоротной оси, и двух близко расположенных поворотных передних колес.
Аналогичное назначение имеет ручная тележка с гидравлическим приводом подъема стола. Основными узлами тележки являются сварная рама из полосового железа и уголков, ходовая часть из двух пар обрезиненных колес, вращающихся на подшипниках, и гидросистема, состоящая из цилиндра с плунжером, шарнирно связанным с подъемным столом и ручным насосом. При работе (как и в домкратных тележках) стол тележки вводят под поддон; движением рукоятки ручного насоса масло нагнетается в гидроцилиндр, в результате чего приходит в движение плунжер, поднимающий стол с нагруженным поддоном. Опускание стола происходит под действием его массы после поворота рычага сброса давления гидросистемы. Спаренные передние колеса являются поворотными. Они поворачиваются с помощью водила, которое при неподвижном положении тележки устанавливается вертикально под действием пружины.
Наибольшее распространение для подъема с пола и перевозки пакетированных поддонов и специальных контейнеров получила тележка с подъемными вилами (рис. 110), которая легче, чем тележка с подъемной платформой, более маневренна.
Кроме описанных выше тележек начат выпуск аккумуляторных тележек с подъемными вилами — так называемых ведомых тележек. Конструктивно эти тележки состоят из вилочной рамы с установленной на ней аккумуляторной батареей и несущего корпуса, в котором смонтировано электроприводное устройство; аппаратуры для управления, механизма подъема вил и агрегата для зарядки батарей. На ручке размещены кнопки управления гидронасосом, спуском вил, звуковым сигналом, а также рычаг управления механизмом передвижения. Изменение скорости осуществляется с помощью сопротивлений и изменением напряжения в цепи электродвигателя. Изменяют направления движения поворотом рукоятки управления. Управляет тележкой водитель, идущий рядом или впереди тележки. Аккумуляторную батарею заряжают от сети переменного тока напряжением 220В с помощью зарядного агрегата, смонтированного на электрической панели, присоединяя штепсель тележки к розетке сети. После окончания зарядки отключение от сети происходит автоматически.
Самоходные тележки имеют электрический привод или двигатель внутреннего сгорания.
Тележки с электрическим приводом в зависимости от подачи электроэнергии бывают троллейными и аккумуляторными.
Троллейные тележки питаются электрическим током напряжением 80—1103 от троллеев, подвешенных на высоте 2,5—3,5 л. Кабельные тележки питаются электрическим током 24—80 В от мягкого провода (кабеля) длиной 50—100 м. Один конец кабеля через само-закручивающуюся (или натяжную) катушку, которая крепится под платформой, и направляющий хобот высотой 1—2 м прикреплен к системе электроуправления тележки. Противоположный конец кабеля вставляется в штепсельный разъем, установленный на стене здания.
Троллейные и кабельные тележки проще, надежнее в эксплуатации и экономичнее аккумуляторных, могут работать в более тяжелых режимах. Однако они получили меньшее распространение. Это объясняется тем, что конструкция токоприемников и их крепление на троллейной тележке дают возможность отклоняться за грузом лишь на 2—3 м от линий подвески троллеев, поэтому такие тележки могут применяться только в предприятиях с неразветвленной постоянной трассой перемещения грузов.
Кабельные тележки могут перемещаться в любых направлениях по площади, ограниченной длиной кабеля. Помещение склада, магазина, разделенное перегородками на отдельные отсеки, комнаты, ограничивает применение кабельных тележек.
Аккумуляторные тележки (электрокары) приводятся в движение от аккумуляторных батарей, прикрепленных к раме. Тележки бывают двух видов: с подъемной платформой и с неподвижной (неподъемной) по отношению к раме.
Несмотря на ряд отрицательных качеств — чувствительность аккумуляторов (особенно кислотных) к сотрясениям, значительный собственный вес, большие простои под зарядкой, электрокары являются основным видом самодвижущихся тележек, применяемых для транспортировки груза на складах и в крупных магазинах.
Электро-тележка ЭК-2 грузоподъемностью 2000 кг имеет неподвижную платформу, площадку для водителя, что увеличивает длину тележки на 250 мм. Однако эта электро-тележка удобна в управлении и обеспечивает безопасность водителя, позволяя развивать скорость 4 км/ч с грузом и 10 км/ч без груза. Рама электро-тележки служит для крепления всех узлов. К раме посредством кронштейнов крепятся четыре рессорные пружины и колеса, имеющие одинаковые диаметр и конструкцию. В передней части рамы находится площадка водителя и коробка для размещения контроллера и пускового сопротивления. Аккумуляторная батарея помещена под платформой, что
является недостатком электро-тележки ЭК-2. Такая компоновка электро-тележки вызывает необходимость устройства платформы на значительной высоте (600 мм), что затрудняет погрузку тяжелых предметов с пола.
Электро-тележка ЭКБ-2-1000 грузоподъемностью 1000 кг имеет подъемную платформу. К раме, выполненной из стального проката, в передней части крепятся электродвигатель, редуктор, передние ведущие колеса, короб, в котором размещена аккумуляторная батарея, и подножка водителя. К задней части рамы крепится задний мост. Хорошая маневренность электро-тележки достигается устройством передних и задних управляемых колес. Наличие подъемной платформы позволяет быстро погружать и разгружать грузы, предварительно уложенные на поддоны.
Новинкой в группе транспортирующих машин и установок периодического действия являются поддоны на воздушной подушке. В настоящее время имеются два вида конструкций поддонов на воздушной подушке. В первой конструкции воздух нагнетается через поддон, во второй — непосредственно через пол склада. Воздушная подушка значительно облегчает перемещение поддона с грузом. Так, для перемещения 500 кг груза достаточно тяговое усилие 1,8 кг, для груза 3000 кг— 1 кг. Маневрирование грузов на крутых поворотах на поддонах с воздушной подушкой резко уменьшает изнашиваемость полов и понижает требование к их прочности. Для того чтобы создать воздушную подушку до 1 мм, в зависимости от массы груза достаточно создать давление воздуха в полости поддона 0,3—2,0 кг/см2, при этом средний расход воздуха составляет 2,2 м3/мин на одну тонну груза.
Транспортировка груза на воздушной подушке весьма перспективна.