подъемно-транспортное устройство для обслуживания стеллажей

Формула изобретения

ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ СТЕЛЛАЖЕЙ, содержащее ходовую тележку, на которой смонтированы колонны с вертикальными направляющими, грузоподъемник с телескопическими захватами, установленный в упомянутых направляющих, механизмы передвижения ходовой тележки, вертикального перемещения грузоподъемника и горизонтального перемещения платформ телескопических захватов и приспособление управления этими механизмами, включающее в себя блок задания программ, выполненный в виде стационарной ЭВМ, которая включена в цепь управления этими механизмами через контроллер, отличающееся тем, что механизм подъема грузоподъемника снабжен обечайкой с фланцами, охватывающей узел соединения валов электродвигателя и редуктора и соединенной одним фланцем с фланцем корпуса редуктора жестко, а другим - с фланцем корпуса электродвигателя подвижно, обращенные одна навстречу другой поверхности фланцев обечайки и корпуса электродвигателя выполнены с кольцевыми канавками, в которых между фланцами размещены тела качения, на наружной поверхности обечайки закреплены расположенные параллельно оси ротора электродвигателя упругие пластины, а на корпусе электродвигателя - упоры для контактирования с последними, при этом приспособление управления снабжено датчиками измерения деформации упругих пластин, выполненными тензометрическими или индуктивными, контроллер выполнен с блоком сравнения, к входу которого подключены упомянутые датчики, а к выходу - цепь управления электродвигателем и тормозом механизма подъема, и с блоком аварийной сигнализации, подключенным к блоку памяти стационарной ЭВМ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортной технике, конкретно к конструкции крана для загрузки штучных грузов в ячейки стеллажей и последующей разгрузке в складах машиностроительных и других производств. Штучные грузы могут храниться в контейнерах или на поддонах.

Известны краны, снабженные телескопическими грузозахватными органами в виде выдвижных вил и перемещающиеся по рельсу, уложенному на полу склада [1] . Эти стеллажные краны по сравнению с другими подъемно-транспортными устройствами значительно повышают степень использования объема помещения склада, однако условия их эксплуатации и диагностики недостаточно благоприятны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является кран-штабелер, в конструкцию которого входят: ходовая тележка, на которой смонтированы колонны с вертикальными направляющими, грузоподъемник с телескопическими захватами, установленный в упомянутых направляющих, механизмы передвижения ходовой тележки, вертикального перемещения грузоподъемника и горизонтального перемещения телескопических захватов и приспособление управления этими механизмами, включающее в себя блок задания программ, выполненный в виде стационарной ЭВМ, которая включена в цепь управления этими механизмами через контроллер [2].

Недостаток устройства заключается в том, что у этого крана автоматический контроль за работой механизма подъема осуществляется только с помощью ограничителя грузоподъемности в виде датчика с упругой пластинкой, работающей на предельный изгиб, установленного в месте прикрепления грузовой цепи к верхней балке. При прогибе пластинки срабатывает микровыключатель и отключает двигатель подъема.

Таким образом, у устройства имеется защита от перегрузки только в процессе подъема груза, вследствие его чрезмерной массы или аварийного зацепа грузоподъемника с грузом, например, за стеллаж.

В механизме подъема на сопряженных поверхностях фланцев вертикального электродвигателя и обечайки отсутствуют круговые канавки с расположенными в них телами качения, а корпус электродвигателя не удерживается от вращения закрепленными на обечайке упругими пластинами, оси которых параллельны оси ротора. В связи с этим упругая деформация не измеряется датчиками, посылающими сигнал в блок сравнения контроллера.

В результате:

а) в случае разрушения или отказа элементов механизма подъема (муфты, тормоза, редуктора, цепей), приводящих к заклиниванию в кинематической цепи этого механизма, ограничитель грузоподъемности не срабатывает, не отключает электродвигатель;

б) в случае зависания грузоподъемника из-за зацепа при его опускании нагрузки на цепях становятся значительно меньше нижнего порога номинального интервала и датчик перегрузки - ограничитель грузоподъемности - не отключает электродвигатель;

в) отсутствие закрепленных на обечайке упругих пластин, удерживающих от вращения корпус электродвигателя и играющих роль демпфера, не позволяет снизить вибрацию и шум;

г) нет возможности накапливать в памяти управляющей ЭВМ, установленной в помещении для оператора, информацию о случаях приближения физических нагрузок механизма подъема к обеим границам интервала допускаемых значений, например к значениям 10% и 90% интервала, а также о случаях нарушения границ интервала, эффективно производить техническое диагностирование крана.

Целью изобретения является повышение надежности, улучшение условий эксплуатации и технического диагностирования.

Достигается это тем, что в известном кране-штабелере, выбранном в качестве прототипа, механизм подъема грузоподъемника снабжается обечайкой, охватывающей узел соединения валов электродвигателя и редуктора и соединенной одним фланцем с фланцем корпуса редуктора жестко, а другим - с фланцем корпуса электродвигателя подвижно, а обращенные навстречу друг другу поверхности фланцев обечайки и корпуса электродвигателя выполнены с кольцевыми канавками, в которых между упомянутыми фланцами размещены тела качения, на наружной поверхности обечайки закреплены расположенные параллельно оси ротора электродвигателя упругие пластины, а на корпусе электродвигателя - упоры для контактирования с последними, при этом приспособление управления снабжается датчиками измерения деформации упругих пластин, выполненными, например, тензометрическими или индуктивными, контроллер выполнен с блоком сравнения, к входу которого подключены упомянутые датчики, а к выходу - цепь управления электродвигателем и тормозом механизма подъема, и с блоком аварийной сигнализации, подключенным к блоку памяти стационарной ЭВМ.

Существенные отличия и новизна предлагаемого изобретения состоят в том, что с целью повышения надежности, улучшения условий эксплуатации и технического диагностирования, механизм подъема грузоприемника снабжен обечайкой, охватывающей узел соединения валов электродвигателя и редуктора и соединенной одним фланцем с фланцем корпуса редуктора жестко, а другим - с фланцем корпуса электродвигателя подвижно, а обращенные навстречу друг другу поверхности фланцев обечайки и корпуса электродвигателя выполнены с кольцевыми канавками,

в которых между упомянутыми фланцами размещены тела качения, на наружной поверхности обечайки закреплены расположенные параллельно оси ротора электродвигателя упругие пластины, а на корпусе электродвигателя - упоры для контактирования с последними, при этом приспособление управления снабжено датчиками измерения деформации упругих пластин, выполненными, например, тензометрическими или индуктивными, контроллер выполнен с блоком сравнения, к входу которого подключены упомянутые датчики, а к выходу - цепь управления электродвигателем и тормозом механизма подъема, и с блоком аварийной сигнализации, подключенным к блоку памяти стационарной ЭВМ.

Предлагаемая конструкция подъемно-транспортного устройства для стеллажей позволяет:

а) при недопустимой перегрузке механизма подъема вследствие нарушения или отказа элементов этого механизма (муфты, тормоза, редуктора, цепей), приводящих к заклиниванию в кинематической цепи механизма, контроллер отключает электродвигатель от сети и включает аварийную сигнализацию;

б) при недопустимом снижении нагрузок на механизм подъема вследствие зависания грузоподъемника из-за зацепа при его опускании контроллер также отключает электродвигатель от сети и включает аварийную сигнализацию;

в) закрепленные на обечайке упругие пластины, оси которых параллельны оси ротора электродвигателя, удерживающие от вращения корпус последнего, играют роль демпфера, что снижает динамические нагрузки, вибрацию и шум при пуске и торможении механизма подъема;

г) накапливать в памяти управляющей ЭВМ информацию о случаях приближения фактических нагрузок механизма подъема к обеим границам интервала допускаемых значений, например, к значениям 10 и 90% интервала, а также о случаях нарушения границ интервала, что создает условия эффективного технического диагностирования крана.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - часть привода механизма подъема грузоподъемника; на фиг.3 - узел крепления канатов к верхней балке.

Подъемно-транспортное устройство имеет ходовую балку 1, перемещающуюся на ходовых колесах 2 и 3 по рельсовому пути 4. Колонны 5 и 6 соединены верхней балкой 7. Эта рамная конструкция удерживается в вертикальной плоскости с помощью двух пар боковых роликов 8, перекатывающихся по направляющей 9. Аналогичные боковые ролики, не показанные на фиг.1, перекатываются по боковым поверхностям рельса 4. Привод механизма передвижения 10 соединен с ведущим ходовым колесом 2, а привод механизма подъема 11 цепями или канатами 12 соединен с грузоподъемником 13, для которого колонны 5 и 6 служат направляющими. Механизм 14 выдвижения, установленный на грузоподъемнике 13, соединен с выдвижными телескопическими захватами-вилами 15, на которых находится груз 16. На ходовой балке 1 установлен шкаф управления 17, в котором находится программируемый контроллер. Направляющая 9 используется также для подвешивания петель силовых и слаботочных кабелей цепи управления. Последние связывают кран-штабелер с управляющей ЭВМ, не показанной на схеме.

На фиг.2 изображена часть привода механизма подъема 11 грузоподъемника 13. Вертикально расположенный фланцевый электродвигатель 18 переменного или постоянного тока с помощью фланца 19 и болтов 20 (на схеме условно показан один болт) присоединен к верхнему фланцу 21 обечайки 22. Нижний фланец 23 обечайки 22 болтами 24 присоединен к фланцу 25 корпуса редуктора 26. Болты 24 затянуты полностью, образуя неподвижное соединение фланцев 23 и 25. Болты 20 затянуты не полностью, что дает возможность фланцу 19 электродвигателя 18 в процессе работы последнего поворачиваться на весьма малый угол относительно фланца 21 обечайки 22. Внутри обечайки 22 расположены консоли валов электродвигателя 18 и редуктора 26, соединенные муфтой, и нормально замкнутое тормозное устройство. Тормоз и муфта на схеме не показаны. На сопрягаемых поверхностях фланцев 19 и 21 устроены кольцевые канавки 27 и 28, в которых расположены тела качения 29, например, шарики. На обечайке 22 закреплены упругие пластины 30 и 31, контактирующие с упорами 32 и 33, жестко связанными с фланцем 19 электродвигателя 18. Деформации пластин 30 и 31 измеряются датчиками, например, тензорезисторами, индуктивными (не показаны). Крепление канатов 12 к верхней балке 7 производится с помощью кронштейна 34, зажима 35 и винтов 36 (фиг.3).

Подъемно-транспортное устройство работает следующим образом. Устройство подъезжает к уложенному на специальном столе контейнеру со штучными грузами, подводит под контейнер выдвинутые телескопические захваты 15. Затем груз поднимается на небольшую высоту, захваты 15 вместе с грузом 16 перемещаются в среднее положение, а ходовая тележка 1 движется по рельсовому пути 4 вдоль межстеллажного прохода до требуемого места, а во время движения ходовой тележки 1 механизм 11 поднимает груз 16 до уровня нужной ячейки. Ходовая тележка 1 останавливается, механизм 14 выдвигает телескопический захват 15 и груз 16 вводится в ячейку стеллажа. Грузоподъемник 13 опускается на небольшую величину, груз 16 ложится на полку стеллажа, а телескопический захват выводится из стеллажа механизмом 14 в среднее положение. Далее кран-штабелер может выполнять следующий цикл. У кранов автоматического действия адрес ячейки стеллажа вводится в программируемый контроллер по каналу связи из управляющей ЭВМ.

В предлагаемом подъемно-транспортном устройстве новая конструкция механизма подъема позволяет контролировать и фиксировать не только перегрузку ветвей цепной (канатной) передачи 12 в месте ее прикрепления к верхней балке 7, что имеет место в известных кранах-штабелерах с ограничителями грузоподъемности, но и дает возможность контролировать работоспособность (состояние) элементов уже всей кинематической цепи механизма подъема от двигателя 8 до места прикрепления канатов (тяговых цепей) 12 к верхней балке 7.

Появляется возможность при недопустимо малых или чрезмерно больших нагрузках на механизм подъема вследствие разрушения отдельных деталей, заклинивания подвижных соединений, аварийного зацепа груза 16 или грузоподъемника 13 за стеллажи, соответствующие электрические сигналы датчиков, измеряющих деформацию упругих пластин 30 и 31, оценивать в блоке сравнения с помощью программируемого контроллера и автоматически формировать команду на отключение от сети электродвигателя 18 и включение аварийных сигналов. При необходимости во избежание самопроизвольного падения груза 16 грузоподъемник 13 фиксируется известным механическим устройством - ловителями. Кроме того, упругие пластины 30 и 31 выравнивают, сглаживают колебания реактивного силового момента на корпусе двигателя 18 и соединенных с ним обечайки 22 и редуктора 26, что существенно уменьшает вибрацию и шум, способствует повышению надежности и долговечности крана. В памяти управляющей ЭВМ можно фиксировать аварийные ситуации и случаи работы крана в условиях повышенного риска, когда нагрузки на механизм подъема будут иметь численные значения, находящиеся в зонах риска, например, от 0 до 10% и от 90 до 100% ширины диапазона допускаемых значений нагрузок.