Погрузочно-разгрузочными машинами и установками

В современных транспортно-складских комплексах широко используют тележки с автоматическим направлением движения. Часто они оборудуются перегрузочными манипуляторами. Это позволяет не только перемещать грузы по заданному маршруту к определенным рабочим позициям, но и перегружать их. Управление тележками осуществляется при помощи различных направляющих систем. К ним относятся индуктивные, инерционные, оптические, лазерные, ренерные и др. При использовании тележек с индуктивным управлением под полом склада в специальной траншее прокладывают управляющий кабель, по которому подают с определенной частотой импульсы электрического тока. Вокруг управляющего кабеля возникает магнитное поле, которое взаимодействует с электромагнитными катушками, распложенными на тележках. Последние соединены с управляющим механизмом тележек.

Инерционные направляющие системы основаны на применении гироскопа. Любое отклонение от установленного пути движения создает ускорение, направленное перпендикулярно этому пути, что воспринимается гироскопом и преобразуется в корректирующие действие сервомеханизма системы управления.

В оптических и лазерных направляющих устройствах по маршруту движения тележек укладывается специальная лента или наносится краской полоса. На тележке устанавливают излучатель ультрафиолетовых лучей или лазер, направленный на ленту. Различное по спектру отражение считывается и преобразуется в сигналы управления направлением движения тележек. В ренерных направляющих системах предусмотрено использование набора нескольких широких и узких полос из краски или установка в определенных местах маяков базового положения. В запоминающем устройстве бортового компьютера на тележке заложены коды набора полос или карта размещения маяков. Это позволяет автоматически менять направление движения тележек.

В настоящее время появились новые разработки в этой области. Так, фирма «Шиндлер Дигитрон» (ФРГ) спроектировала систему, в которой транспортное средство способно покидать сформированный направляющим проводником маршрут, отклоняться от него на некоторое расстояние и выполнять там соответствующие манипуляции с грузом (например, принимать и выдавать поддоны). Эти действия обеспечиваются при помощи автономного блока управления движением, расположенного на борту электротележки и возвращающего ее на прежний маршрут. При таком принципе автономного поиска пути следования, осуществляемого транспортным средством, трасса перемещения задается непосредственно тому или иному транспортному средству путем ее набора на клавиатуре бортового управления.

Для управления комплектовщиками грузов, передвигающихся между стеллажами, используют программное управление, которое позволяет управлять машиной не только в горизонтальном направлении, но и задавать нужную высоту ее подъемному устройству в вертикальном положении. Начало движения и остановка, повороты, движения вверх и вниз платформы и ее остановка на требуемой высоте осуществляются автоматически. Оператор только управляет длительностью остановок, связанных с процессом взятия и укладки груза. Если он не сообщает, что можно двигаться, машина не тронется с заданного пункта.

Существует полностью автоматическое управление всем процессом.
В этом случае система исключает оператора, вместо него машина оборудуется различного вида приспособлениями для загрузки и разгрузки грузовой платформы. Все операции производятся согласно заданной программе.

На некоторых погрузчиках, изготовленных в США, применена фотокопирующая система, обеспечивающая возможность водителю осуществлять дистанционный осмотр груза и места его размещения для сокращения времени и трудоемкости транспортной работы. Сигналы с видеокамеры выводятся на экран монитора, установленного на погрузчике.

На погрузчиках, изготовляемых фирмой «Cule Controls.Ltd» (Великобритания), установлено радиооборудование, которое позволяет обеспечивать автоматическую передачу данных от центрального пульта управления водителю погрузчика.

Вилочный погрузчик модели «Mini Bison» оснащен видеоустройством для приема закодированной командной информации на выполнение тран­спортно-складских операций (например, взять поддон с грузом в одном месте и переместить в другое). Команды выдаются микроЭВМ, контролирующей транспортно-складские процессы на данном участке.

Для загрузки и разгрузки конвейерных систем в складах, подачи порожних поддонов, тары, упаковочных материалов используется транспортирующая система «Спрут-1». Он состоит из двух манипуляторов, перемещающихся по транспортной рельсовой трассе, и устройства управления. Последнее имеет пульт, с помощью которого программным путем задаются транспортные операции и режимы работы механизмов. Грузоподъемность манипулятора 250 кг, скорость передвижения 0,5 м/с.

Дистанционное управление механизмами и оборудованием кранов можно осуществить при помощи переносного пульта. Применение переносного пульта повышает точность выполнения работ при захвате или отдаче груза, или точной посадке на место его установки при погрузке-выгрузке, благодаря тому, что крановщик находится в непосредственной близости от груза.

При значительном удалении пульта управления от места работы, а также при перемещении машины на большие расстояния применяется система управления механизмами по радио. Управление краном с земли осуществляется портативным радиопередатчиком, радиус действия которого составляет 60 м и более.

При дистанционном управлении и особенно при радиоуправлении для наблюдения за работой кранов и перемещением груза применяют промышленные телевизионные установки с проводной связью или радиосвязью на микроволнах. Передающую телевизионную камеру устанавливают у места работы, а приемную – у пульта управления.

Автоматическое программное управление кранами с механизмами вращения и изменения вылета стрелы осуществляется путем установки на механизмах кранов конечных выключателей, автоматически или дистанционно регулируемых в зависимости от пройденного пути или угла поворота крана. Автоматическое программное управление этими кранами более сложно и пока имеет ограниченное применение на портальных и башенных кранах.

При работе с контейнерами вопросы исключения ручного труда наиболее остро стоят при застропке (отстропке) контейнеров. С этой целью все основные краны, применяющиеся при переработке среднетоннажных контейнеров (КК-5, КК-6, КК-6,3, КДКК-10) с пролетом 16 м, оборудованы автостропами системы ЦНИИ-ХИИТ с дистанционным (телемеханическим) управлением из кабины крана. Эти краны обслуживаются без стропальщиков, что значительно повышает производительность кранов и улучшает технику безопасности при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.

Крупнотоннажные контейнеры перегружаются с помощью автоматических захватов (спредеров), рассчитанных на работу с контейнерами 1С (1СС). Этими автоматическими захватами оборудованы краны КК-20, КК-25,
КК-30,5, КК-32, которые составляют основной парк ПРМ при работе с этим грузом. Конструкция захвата позволяет установить датчики веса контейнера и ограничитель грузоподъемности. Кран КК-32 снабжен двумя спредерами, один из которых рассчитан на работу с 20- и 24-тонными контейнерами, а другой – с 30-тонными контейнерами.

Для автоматизированной перегрузки рулонов бумаги и металлических слитков на крановой тележке мостовых и козловых кранов устанавливают телескопические колонны с клещевым захватом. Управление захватным устройством осуществляется из кабины машиниста или дистанционно с пульта управления.

Автоматизированное дистанционное управление конвейерами и элеваторами предусматривает пуск и остановку конвейерно-элеваторной линии посредством нажатия кнопки пульта управления, а также автоматическое регулирование и контроль за правильностью работы всех звеньев линии в соответствии с установленным режимом их работы.

Автоматическое регулирование работы конвейеров и элеваторов заключается в поддержании постоянного значения их рабочих параметров или состояния их рабочих органов.

Для автоматического регулирования производительности конвейеров используются бесконтактные емкостные датчики, располагаемые над груженой ветвью конвейера, которые с изменением наличия слоя груза на ленте подают импульс загрузочному устройству на увеличение или уменьшение подачи груза.

Для регулирования положения ленты на конвейере и ее центрирования, кроме центрирующих опор, применяется центрирующее устройство со следящей системой положения ленты на конвейере. При сходе в сторону лента перемещает дефлекторный ролик следящей системы, который через рычажную систему действует на шток золотника, перемещая его из нейтрального положения в ту или другую сторону, и под действием гидропривода осуществляется поворот роликоопор и возвращение ленты в центральное положение. При обрыве ленты ее ветвь повисает, ролик, включенный в цепь, под влиянием собственного веса опускается и разрывает цепь, отключая электродвигатель.

Для управления и автоматического регулирования загрузочных и разгрузочных устройств и контроля уровня заполнения бункерных и силосных установок применяют различные датчики.

Наиболее просты по конструкции мембранные и диафрагменные датчики. Их монтируют в стенках бункера или силоса заподлицо с их внутренней поверхностью. Мембрана под давлением груза прогибается и давит на шток, который свободным концом контактирует с выключателем электрической цепи привода и сигнальных ламп.

Электрические датчики представляют собой крыльчатки или щупы. Крыльчатки крепятся на металлическом стержне. В бункере размещается две крыльчатки: одна служит для определения нижнего (минимального), другая верхнего (максимального) уровня груза. Крыльчатки верхнего и нижнего уровней получают вращение от малогабаритных электродвигателей. Достигнув уровня груза, они останавливаются, электродвигатели выключаются ртутными переключателями и дают сигнал в электрическую цепь загрузочным устройством.

В фотоэлектрических датчиках лучи света от лампы, расположенной на одной стороне бункера, попадают на фотоэлемент, установленный на противоположной стороне; возникающий при этом ток через усилитель питает якорь реле, удерживающий разомкнутые контакты. Если груз пересекает луч света от лампы, то ток в цепи фотоэлемента на противоположной стенке бункера прерывается, контакты замыкаются, вследствие чего включаются или выключаются соответствующие механизмы, обслуживающие бункера.

В бункерах с пылящими грузами фотодатчики работают ненадежно, так как луч света может быть прерван густыми облаками пыли. В связи с этим более надежными являются радиационные датчики. Препятствием для проникновения узкого четкого направления пучка гамма-лучей от гамма-излучателя до гамма-индикатора служит только определенная толщина груза, появившаяся на уровне датчика.

Для контроля загрузки применяют также автоматическое отмеривание груза с помощью конвейерных весов, по показанию которых включают конвейер или питатель после пропуска определенного количества груза.

Наиболее существенными элементами технических средств автоматизации являются системы автоматического управления (САУ).

Возрастающее использование в САУ подъемно-транспортных машин и конвейеров ЭВМ и бортовых микропроцессоров, а также широкого спектра ПЭВМ дают возможность создавать конструкции высокоэкономичных и надежных САУ всеми типами ПРМ в сфере погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, создание комплексно-автоматизированных ТСК. Разнообразие типов и моделей САУ классифицируется по следующим наиболее существенным признакам:

• по типу системы и уровню автоматизации операции управления;

• методам передачи команд и обмена информацией между управляемым объектом и органом управления;

• техническим средствам, применяемыем для построения САУ;

• классам объектов управления;

• характеру автоматизируемых технологических операций;

• конструкциям следящих устройств и т. д.

САУ в зависимости от типа разделяют на полуавтоматические, про-граммные и автоматические.

П о л у а в т о м а т и ч е с к о е у п р а в л е н и е следует рассматривать как переходный этап от местного управления электроприводами машины к автоматическому. При полуавтоматическом управлении автоматизируется процесс разгона электродвигателя ПРМ в зависимости от функции времени или силы тока в цепи ротора. Кроме того, вместо обычных командоаппаратов, осуществляющих переключения в цепях силового тока, применяют малогабаритные пульты и приборы управления.

Программное управление САУ основано на дискретном принципе реализации команд, которые передаются механизмам через определенные интервалы времени вне зависимости от состояния объекта.

П р и а в т о м а т и ч е с к о м у п р а в л е н и и между механизмами ПРМ и органом управления образуются обратные связи, с помощью которых контролируется состояние объекта, и передаются сведения о параметрах управляемого процесса.

В зависимости от продолжительности работы ПРМ по автоматическому циклу выделяют два класса систем – дискретного и непрерывного автоматического управления. В первом случае программа задается на короткий промежуток времени и при изменении параметров рабочего цикла происходит ее корректировка на пульте управления оператором.

Во втором случае программа задается и отрабатывается в течение продолжительного периода времени без вмешательства оператора. Для записи программы применяют магнитные ленты, барабаны и диски, перфоленты и другие элементы памяти, отличающиеся большой емкостью и высоким быстродействием.

Непрерывное автоматическое управление успешно осуществляют компьютерами и, в частности бортовыми микропроцессорами.

К самонастраивающимся относятся системы оптимального управления, способные реализовывать наилучшие с точки зрения затрат времени и трудовых ресурсов, энергии и эксплуатационных расходов параметры процесса: скорость, ускорение, момент и т. д.

Команды управления и обмен информацией между органом и объектом управления, а также механизмами ПРМ осуществляются по многопроводным линиям связи или с уплотнением каналов связи, либо с использованием систем телемеханики. В первом случае каждой команде соответствует физическая линия связи, во втором применением кодирующих и декодирующих устройств передают команды (и обмениваются информацией) по проводам, число которых меньше числа команд. Команды управления могут передаваться без проводов, по радиоканалам, с помощью инфракрасного излучения или лазеров, которые характеризуются практически неограниченной пропускной способностью.

Сочетанием телемеханического и автоматического управления создают системы телеавтоматического управления, которые находят все более широкое и эффективное применение при групповом управлении ПРМ.

В зависимости от типа технических средств, применяемых для пост­ро­е­ния САУ, различают три класса систем: цифровые, аналоговые и аналогоцифровые. Наиболее прогрессивны в этом отношении САУ, по­ст­роенные с использованием микропроцессорной техники.

Погрузочно-разгрузочные операции, автоматизируемые с помощью САУ, в зависимости от их физической природы подразделяют на следующие группы:

– внутрицикловые операции машин периодического действия: адресование, сортировка или объединение грузопотоков по различным признакам (масса, форма, габариты, цвет, географические назначения);

– захват и освобождение грузов;

– вспомогательные операции (блокировка элементов ПРМ, подача аварийных и предупредительных сигналов, световая сигнализация), предотвращающие аварийные ситуации.

Объектами автоматического управления являются ПРМ периодического и непрерывного действия, в том числе бурофрезерные машины, виброрыхлители, инерционные разгрузочные машины, бункера, силосы, резервуары, пакетоформирующие и пакеторазборочные машины.

Контрольные вопросы

1. По каким признакам классифицируются машины и механизмы, применяемые на погрузочно-разгрузочных работах?

2. Дайте определение крана. Опишите классификацию крановых механизмов, технические характеристики, основные элементы кранов.

3. Опишите принципиальную схему и устройство козловых кранов.

4. Какие типы козловых кранов применяются для перегрузки различных грузов?

5. Опишите принципиальную схему и устройство мостовых кранов.

6. Опишите устройство и технико-эксплуатационную характеристику кранов на железнодорожном ходу.

7. Опишите устройство и технико-эксплуатационную характеристику кранов на автомобильном ходу.

8. Дайте определение механических погрузчиков, по каким признакам они классифицируются?

9. Опишите устройство и технико-эксплуатационную характеристику универсальных малогабаритных электропогрузчиков.

10. Опишите устройство и технико-эксплуатационную характеристику универсальных автопогрузчиков.

11. Назовите типы ковшовых погрузчиков и опишите их устройство и технические характеристики.

12. Где применяются дизельные погрузчики?

13. Дайте определение ленточных конвейеров. Опишите их принципиальную схему, устройство, преимущества и недостатки.

14. Опишите устройство пластинчатых конвейеров, их преимущества и недостатки.

15. Опишите устройство скребковых конвейеров, их преимущества и недостатки.

16. Опишите принципиальную схему винтовых конвейеров, преимущества и недостатки.

17. Опишите устройство элеваторных установок.

18. По каким признакам классифицируются бункерные и силосные установки?

19. Приведите схемы истечения груза из выпускных отверстий бункерных и силосных установок, расчет пропускной способности бункеров.

20. Назовите виды вагоноопрокидывателей. Опишите принцип действия вагоноопрокидывателя.

21. Дайте определение технической и эксплуатационной производительностей ПРМ.

22. Приведите расчет технической производительности для машин периодического действия.

23. Приведите расчет технической производительности для машин непрерывного действия.

24. Как осуществляется управление тележками с автоматическим направлением движения?

25. В чем заключается автоматизация управления крановыми механизмами?

26. В чем заключается автоматизация управления конвейерами?

27. По каким признакам классифицируются системы автоматического управления?

28. Как подразделяются САУ по типу систем и уровню автоматизации операций управления?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: