4.1. Общие сведения и конструктивные особенности

Краны-штабелеры предназначены для обслуживания ме­ханизированных складов, оборудованных многоярусными стелла­жами высотой 25 м и более (рис. 4.1).

Краны-штабелеры могут быть выполнены управляемыми с пола, из кабины, дистанционно и автоматически.

Краны-штабелеры разделяют на мостовые и стеллажные.

Мостовой кран-штабелер имеет вертикальную колонну 5, подвешенную к грузовой тележке 4, перемещающейся по мосту 3, передвигающемуся по крановым рельсам 1 (рис. 4.2, а). По колонне пере­мещается грузозахватное устройство в виде вил 6, а нередко и ка­бина крановщика. Подъем (и опускание) кабины может осуще­ствляться тем же механизмом, что и подъем груза. Находят приме­нение раздельные механизмы подъема кабины и груза. Один такой кран-штабелер может обслуживать группу стеллажей и даже весь. склад.

Стеллажный кран-штабелер имеет вертикальную колонну, перемещающуюся между стеллажами (рис. 4.2, б). В этих кранах тележка

Рис. 4.1. Схема стеллажного крана-штабелера, установ­ленного на складе: 1 — подающие роликовые кон­вейеры; '2 — поворотная секция роликового конвейера; 3 — контроль размеров пакетов; 4 — распределительный конвейер; 5 — площадка для установ­ки грузов; 6 — стеллажный кран

передвигается по рельсам, уложенным на стеллажах. Грузоподъем­ное устройство, перемещающееся по колонне, должно обслуживать оба стеллажа (правый и левый). Если колонна будет выполнена поворотной, то требуется увеличить расстояние между стеллажами. Грузозахватное устройство выполнено выдвижным.

Стеллажные краны могут перемещаться по напольному рельсо­вому пути.

По способу опирания на рельсовый путь краны-штабелеры бы­вают опорными или подвесными (рис. 4.3 и 4.4). Это деление является условным. Подвесной кран-штабелер подвешен к ходовым тележкам.

Рис. 4.2. Краны-штабелеры: а — мостовой; б — стеллажный

Рис. 4.3. Краны-штабелеры мостового типа: а — опорный; 6 — подвесной

Грузоподъемность кранов-штабелеров обычно не превышает 5 т, но находят применение краны-штабелеры грузоподъемностью более 10 т.

Высота подъема отечественных кранов составляет 10 м. Скорость подъема 8—12 м/мин. Скорость передвижения моста 50 м/мин (при управлении с пола только 36 м/мин), скорость передвижения те­лежки 12—20 м/мин. Частота вращения колонны 4 об/мин. Одной из особенностей кранов-штабелеров по сравнению с обычными крю­ковыми кранами является точная остановка всех механизмов. По­этому при достаточно высоких рабочих скоростях предусматривается возможность движения с пониженными (доводочными) скоростями. В отечественных кранах доводочные скорости: подъема 4 м/мин, передвижения моста 10 м/мин, передвижения тележки 5 м/мин.

Рис. 4.4. Стеллажные краны-штабелеры:

а— подвесной; 6 — опорный велосипедного типа; в — опорный с опорой на стеллажи

Рис. 4.5. Колонны кранов-штабелеров

Колонны. В кранах-штабелерах колонны могут быть выполнены цельными, телескопическими и состоящими из двух частей.

Большое распространение получили колонны с удлиненной ка­реткой 1 (рис. 4.5, а). Подвеска каретки полиспастная. Один конец каната закреплен на барабане 4, другой — к жесткой секции ко­лонны в точке 3. Так как высота подъема лап определяется длиной каретки, то для лучшего использования высоты склада в поворотной платформе выполнено отверстие для прохода каретки (рис. 4.5, б), При этом увеличиваются размеры поворотной платформы, а следо­вательно, и тележки.

На рис. 4.5, в изображена колонна, по которой движется ее сек­ция 5 с блоком 2. Канат с барабана 4, огибая блок, закрепляется на колонне в точке 3. Зубчатое колесо на оси блока (валу) связывает его с рейкой каретки 6, движущейся по секции 5. При ее движении в том же направлении перемещается каретка 6 с лапами 7. При этом скорость подъема может увеличиваться в 2 раза по сравнению с пре­дыдущими колоннами. На рис. 4.5, г показана колонна, отлича­ющаяся от колонны на рис. 4.5, в тем, что для подъема каретки / и подвижной секции 5 служат отдельные канаты. Каретка подни­мается двумя канатами 8, закрепленными на барабане 4, подвиж­ная же секция поднимается канатом 9, закрепленным на подвижной секции и огибающим блоки, установленные на нижнем конце подвижной секции, и блок 10, соединенный с кареткой.

Особенностью колонны, изображенной на рис. 4.5, д, является то, что каретка 1 с лапами 7 уравновешена грузом 11, подвешенным на канате, направленном через блок 2.

Рациональным решением является выполнение жесткой секции колонны меньшей длины. Многоступенчатая колонна показана на рис. 4.5, е. В этом случае барабан 4 механизма подъема выполнен ступенчатым и на него одновременно навиваются пять канатов. Канат 14, навивающийся на часть барабана 4 с наибольшим диаме­тром, поднимает нижнюю подвижную секцию колонны с вилочным захватом 5. Части барабана, имеющие меньшие диаметры, связаны канатами 12 и 13 с подвижными секциями 5 и 15 колонны. Таким образом, при подъеме лап длина колонны значительно сокращается и кран может свободно проходить над штабелируемым грузом.

На схеме рис. 4.5, ж изображена колонна, имеющая два подъем­ных механизма. Один из них, имеющий барабан 16, служит для подъема подвижной секции 5 колонны, другой с барабаном 4 пред­назначен для подъема вилочного захвата 7. Захват 7 движется вместе с подвижной секцией 5 до тех пор, пока она не достигает наивысшего положения. Далее он перемещается вдоль секции.

Форма поперечного сечения колонн может быть различной. Различают колонны «открытого» типа, состоящие из двух соединен­ных между собой швеллеров, и «закрытого» типа, представляющие собой коробчатые конструкции. К боковым поверхностям коробча­тых колонн приварены направляющие для грузозахватного уст­ройства.

Механизм подъема. В качестве механизма подъема крана-шта-белера нередко используют стандартные электрические тали, часто двухскоростные с микроприводом. Барабаны механизма подъема мостового крана-штабелера размещены на поворотной тележке. В стеллажных кранах-штабелерах барабаны могут быть располо­жены внизу, если кран перемещается по напольному рельсовому пути, и на верхней тележке, если кран перемещается по крановому рельсовому пути, установленному на стеллажах.

Механизм поворота. Механизмы поворота имеются только на мостовых кранах-штабелерах с поворотной колонной. Эти механизмы не отличаются от механизмов поворота других кранов, имеющих поворотную верхнюю часть тележки.

Если краны-штабелеры выполнены с неповоротной колонной, то их снабжают выдвижными вилочными захватами. При этом на конце колонны закреплена горизонтальная балка, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. По этой балке перемещается в горизонтальном направлении каретка с захватом, который имеет механизм поворота и выдвижения.

Механизм передвижения. Механизмы передвижения кранов-штабелеров принципиально не отличаются от соответствующих меха­низмов других кранов.

Грузозахватные устройства. Конструкция грузозахватного уст­ройства зависит от условий работы и вида перерабатываемого груза. Краны-штабелеры снабжают выносными захватами (рис. 4.6, а), если они предназначены для грузов, уложенных на поддоны, в кон­тейнеры или специальную тару, а также при перегрузке длинно­мерных грузов.

Для перегрузки рулонов используют штыревые захваты (рис. 4.6, б). Для цилиндрических грузов может быть применен двухштыревой захват (рис. 4.6, в) или захват с двумя цапфами (рис. 4.6, г), которые с помощью специального привода вводятся в торцы рулона с двух сторон.

Возможно также выполнение захвата в виде специальной малой стрелы с обычным крюком (рис. 4.6, д).

Вилочные захваты тяжелых кранов-штабелеров могут быть обо­рудованы механизмом, изменяющим наклон вил в горизонтальной плоскости (рис. 4.6, е).

Рис. 4.6. Захваты кранов-штабелеров

Захваты кранов-штабелеров, независимо от их типа, крепят к каретке грузоподъемного механизма, перемещающейся по колонне в вертикальном направлении.

В стеллажных кранах-штабелерах захваты выполнены телеско­пическими, они могут выдвигаться как вправо, так и влег.о. Теле­скопический захват состоит из неподвижной (нижней) части, про­межуточного элемента 2 и выдвижной площадки 3 (рис. 4.7).

Промежуточный элемент может перемещаться вдоль неподвиж­ной части захвата по роликам, укрепленным внутри ее, причем ролики 1 и 7 входят в пазы, имеющиеся на промежуточном элементе. Промежуточный элемент имеет такие же пазы для роликов 5 и 6, установленных на выдвижной площадке. Таким образом, выдвижная площадка перемещается вдоль промежуточного элемента. Ролики на неподвижной части захвата и на выдвижной площадке расположены парами по обе стороны промежуточного элемента, составляя ролико­вые батареи. С обеих сторон промежуточного элемента снизу имеются зубчатые рейки, находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами механизма выдвижения захватов, приводимыми в движение от вала 8. При вращении этого вала промежуточный элемент перемещается в ту или другую сторону в зависимости от направления вращения вала 8. На неподвижной части механизма имеется зубчатая рейка, с которой находится в зацеплении зубчатое колесо 4, закрепленное на промежуточном элементе.

Рис. 4.7. Телескопические захваты кранов-штабелеров

При выдвижении промежуточного элемента это колесо, обкаты­ваясь по рейке неподвижной части механизма, перемещает выдвиж­ную площадку в направлении перемещения промежуточного эле­мента.

Телескопические захваты работают автоматически в то время, когда кран останавливается напротив соответствующего вертикаль­ного ряда ячеек, и грузоподъемный механизм поднимается до не­обходимой высоты, он осуществляет включение механизма захвата, который входит в ячейку, чтобы поместить в нее поддон, контейнер или захватить груз.

Устройства безопасности. В кранах-штабелерах должны быть предусмотрены блокировочные устройства, исключающие возмож­ность одновременного включения механизмов передвижения моста и тележки; иногда предусматриваются блокировочные устройства, которые не допускают включения механизмов передвижения моста и тележки, пока при вращении колонны захват не занял положение, при котором он может войти в проход между стеллажами.

Краны-штабелеры (особенно тяжелые) оборудуют устройствами, защищающими их конструкции от перегрузок, возникающих при наездах колонны на неподвижные предметы. В простейшем виде эти устройства представляют собой упругий элемент в виде пру­жинного буфера (рис. 4.8). Колонна 4, подвешенная на оси /, свя­зана с тележкой 2 пружинным звеном 3. При наезде нижним концом колонны на препятствие она поворачивается относительно оси /, сжимая или растягивая пружинное звено, благодаря чему удар смягчается.

Рис. 4.8. Устройство безопасности при наезде нижним концом колонны на препятствие

Рассмотрим устройства безопасности, удерживающие кабины при обрыве тягового элемента. На кранах-штабелерах устанавли­вают ловители кабин. При обрыве любого из двух канатов грузо­подъемного механизма система пружин и рычагов приводит в дей­ствие клиновые захваты, аналогичные ловителям кабин лифтов.

К приборам безопасности относятся ограничители грузоподъем­ности. При работе кранов-штабелеров нередки такие случаи, когда при установке груза в стеллажах пилы или груз зацепляются за конструкции стеллажа и возникает значительная перегрузка ме­ханизма подъема. В этом случае ограничитель грузоподъемности защищает кран-штабелер от перегрузок. Краны-штабелеры должны иметь также ограничители передвижения моста и тележки, а также ограничители подъема.