І.3. Обоснование и выбор привода

Для повышения производительности склада рассмотрим факторы, влияющие на производительность. [Л-1]

Техническая производительность стеллажных кранов штабелеров Q определяется следующим соотношением:

где:

q=2500 кг – масса единичного груза;

t₃ - суммарное среднее время захвата и отдачи груза в ячейках стеллажей;

t_k - средняя продолжительность k-й операции перемещения штабелером груза в горизонтальном и вертикальном направлениях;

ϕ – коэффициент, учитывающий совмещение движения механизмов;

Δt – время на срабатывание элементов автоматики.

В общем случае величина t_k является функцией скорости движения механизма V_k и длины рейса l_k т.е.

.

Продолжительность рейсов t штабелера с учетом переходных процессов в общем виде запишется как

где t_p и t_T – продолжительность разгона-торможения;

t_y – время установившегося движения.

С достаточной для практических расчетов точностью можно считать, что ускорение постоянно. Тогда

(2)

где V – скорость в конце разгона или в начале торможения.

Для повышения производительности применяли совместную работу механизма подъема и передвижения. Определим зону их совместной работы. Пусть средняя длина рейса l_x, средняя высота l_y, длина обслуживаемого участка стеллажей L=8*1,525=12,2м, и его высота H=4,45м.

Тогда среднее время совместной работы механизмов

t_xy=max(V_x/a_x; V_y/a_y).

где V_x и V_y – средние значения скорости движения.

Зададимся конкретным значением повышения технической производительности 2÷2,5 раза, принимаем 2,25. Рассчитаем значение знаменателя соотношения (1). Для этого определим время работы составных механизмов склада.

t₀ – начало цикла;

t₁ – выдвижение захвата под перегрузочный стол со скоростью V_з=0,1 м/с;

t₂ – движение цепи с поддоном до закрепления последнего между упорами V_ц=0,1 м/с;

t₃ – возвращение захвата в нейтральное положение со скоростью V_з=0,1 м/с;

t₄ – разгон тележки до рабочей скорости V_p;

t₅ – движение с установившейся скоростью V_р;

t₆ – торможение тележки до совпадения с заданным вертикальным рядом;

t₇ – подъем до заданного вертикального ряда со скоростью V_П=0,1 м/с;

t₈ – выдвижение захвата в стеллаж со скоростью V₃;

t₉ – движение поддона в ячейку со скоростью V_ц;

t₁₀ – возврат захвата в нейтральное положение со скоростью V₃;

t₁₁ – возврат цепи в исходное положение, опускание грузоподъемника со скоростью V_П;

t₁₂ – разгон тележки до V_р;

t₁₃ – движение тележки с установившейся скоростью;

t₁₄ – торможение тележки;

t₁₅ – стоп.

,

где l₃=0,34 м – глубина выдвижения захвата в стеллаж.

где b=1,2м – ширина поддона.

t₁=t₃=3,4c;

– максимальное время горизонтального рейса при равновероятном характере заполнения ячеек стеллажа.

, где N_r=2 – наиболее вероятный номер обрабатываемого этажа по статистическим данным цеха, h=0,9 м – высота этажа.

t₈=t₁=3,4 c;

t₉=t₂=8,6 c;

t₁₀=t₈=3,4 c;

t₁₁=t₇=11 c, так как t₁₁>t₉;

t₁₂+t₁₃+t₁₄=61,7 c;

Тогда

T_k=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+t₇+t₈+t₉+t₁₀+t₁₁+t₁₂+t₁₃+t₁₄=4t₁+2t₂+2(t₄+t₅+t₆)+2t₇≈176 c.

t₃=T_k-t_k=176-2 (t₄+t₅+t₆);

t₃=176-122,8=53,2 c.

Δt=0,3 c – время срабатывания элементов автоматики.

Из выражения (1) определим требуемое время одного рейса штабелера.

Т.е. необходимо увеличить скорость горизонтального движения так, чтобы время одного рейса стало 12,4 с.

Рассчитаем допустимое ускорение а_х из условия обеспечения запаса сцепления незагруженной техники. [Л-8]

где – сцепной вес тележки;

n_пр=2 – число ведущих колес;

n_k=4 – общее число ходовых колес;

– вес незагруженной тележки;

кг – масса незагруженной тележки;

– коэффициент сцепления ведущего колеса с рельсом (для закрытых помещений);

k_сц=1,25 – запас сцепления;

µ=0,015 – коэффициент трения в опорах ходовых колес;

f=0,3*10^-3 м – коэффициент трения качения ходовых колес;

d_ц=0,075 м – диаметр цапф;

D_k=0,16 м – диаметр ходовых колес.

G’₀=4080*9,8=40025 H.

G_сц=4080*9,81*2/4=20012,5 Н;

Назначаем ускорение а_х=0,40 м/с² и вычисляем V_x;

из выражения (2)

;

Проверим условие совмещения горизонтального и вертикального перемещений. [Л-1]

где:

L=l_x; h=1.1 м – высота подъема на наиболее вероятный 2-й этаж.

- фактическое значение времени движения штабелера.

Таким образом, время горизонтального и вертикального рейсов мало отличаются, и поэтому скорость вертикального перемещения можно оставить прежней, т.е. V_y=0.1 м/с.

Наложим следующие ограничения на привод горизонтального перемещения.

Увеличение скорости в несколько раз влечет за собой снижение точности остановки, поэтому привод тележки необходимо применять регулируемый;

Исходя из заданной точности остановки, определим остановочную скорость. Точность остановки принимаем из технических условий на склад ∆S_д=±5 мм.