Глава II. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ ПО ОТДЕЛЬНЫМ РОДАМ ГРУЗОВ

1. Тарно-упаковочные и штучные грузы

УДК 621.869:656.073.433

Уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ при перевозке тарно-упаковочных и штучных грузов составляет в СССР на всех видах транспорта всего 15 - 20%; при этом на операции с этими грузами отвлечено около 50% всех рабочих, занятых на погрузочно-разгрузочных и складских работах. На железнодорожном транспорте около 20% грузооборота составляют тарно-упаковочные и штучные грузы, перевозимые в крытых вагонах и контейнерах. Они являются наиболее дорогостоящими грузами и, по оценке экономистов, составляют 70 - 75% стоимости всей товарной массы "на колесах". Повышение уровня механизации погрузочно-разгрузочных работ с тарно-упаковочными и штучными грузами может быть достигнуто за счет широкого развития пакетных и контейнерных перевозок [28].

Разработаны рациональные схемы выполнения погрузочно-разгрузочных операций с тарноштучными грузами с использованием поддонов размером 1200 x 1000 мм грузоподъемностью 2 т. При перевозках грузов автомобильным транспортом весьма целесообразным является использование крупнотоннажных контейнеров размером 6050 х 2435 х 2435 мм и размером 12190 х2435 х 2435 мм. Перевозка грузов с применением таких контейнеров обеспечивает минимальные простои автопоезда под погрузкой и выгрузкой (до 3 мин), сохранность и товарный вид перевозимых изделий, сокращение затрат, связанных с грузовыми операциями [29 ].

Фирма McCormick and Со (США) использовала до недавнего времени 6 автоприцепов и 2 тягача для доставки готовой продукции с завода на склад распределительного центра. Загрузка прицепов продукцией, уложенной на поддоны, осуществлялась вилочными погрузчиками. Для сокращения времени, затрачиваемого на погрузочно-разгрузочные операции, на заводе недавно установлена конвейерная система фирмы Lamson Division Diebold, Inc. Система состоит из четырех рядов роликовых конвейеров, по которым поддоны подводятся к автоприцепам или отводятся от них.

Аналогичные 4-рядные роликовые конвейеры оригинальной конструкции вмонтированы в пол каждого прицепа. Специальный гидравлический насос с ручным управлением позволяет поднимать эти роликовые линии выше уровня пола прицепа для осуществления погрузочно-разгрузочных операций и опускать их ниже уровня пола для сохранения устойчивости продукции при передвижении прицепа. Перемещение поддонов внутри прицепа осуществляется с помощью специального Т-образного толкателя с электрическим приводом, движение которого осуществляется по пазу в полу прицепа между роликовыми линиями. Использование конвейерной системы вместо вилочных погрузчиков позволило сократить время загрузки одного прицепа с 30 до 2 мин, что дало возможность использовать 2 прицепа вместо 6. Резко возрасла безопасность погрузочно-разгрузочных и транспортных операций. Вероятность повреждения продукции снижена на 80% [30].

Для подъема и транспортирования грузов на поддонах с помощью кранов в ФРГ разработан вилочный захват, позволяющий брать поддоны как узкой, так и широкой стороной. Устойчивость грузов на поддонах достигается за счет совпадения оси крюка с центром поддона. Ролики на вилочном захвате облегчают прием поддонов и транспортирование поддона по земле.

Для улучшения использования грузоподъемности кранов, а также ускорения операций с громоздкими грузами применяется траверса грузоподъемностью 5 т для двух или трех вилочных захватов, которые могут укрепляться на траверсе в различных местах. Разработаны гидро-домкраты трех типов грузоподъемностью 20, 35 и 60т с гладким штоком, регулировочной гайкой и подъемной лампой (для 20 и 35 т). Отдельные гидродомкраты могут работать как в вертикальном, так и горизонтальном положении.

Для мостовых кранов грузоподъемностью до 50 т разработана новая 4-рельсовая тележка, которая имеет основную и дополнительную рамы. Основная рама опирается на 4 колеса, катящиеся по наружным рельсам. Дополнительная рама связана с основной рамой двумя шарнирами, и имеет 2 колеса, перемещающиеся по внутренним рельсам. Введение двух дополнительных колес привело к уменьшению крутящего момента, удельного давления и позволило сократить размеры тележки. Малые габариты ее и новая конструкция 8-кратного полиспаста позволяют снизить строительную высоту зданий.

На складских, монтажных и строительных работах в ряде случаев применяется индивидуальный подъемник с автономным приводом. Он может дополнительно поднимать груз весом до 100 кг. Управление осуществляется одним рычагом, действующим на любой высоте. Остановка и удержание на месте обеспечиваются 4-элементными тормозами с гидравлическим нажатием на тормозные колодки. Для раскладки и выемки грузов на складах с высотой расположения стеллажей до 3 м предназначен малогабаритный погрузчик грузоподъемностью 200 кг. Тележка и мачта этого погрузчика изготавливаются из стали коробчатого сечения. Гидравлический привод обеспечивает подъем платформы со скоростью 0,25 м/сек. В качестве привода гидронасоса применяется аккумуляторный электродвигатель. Габаритные размеры: ширина 900 мм, длина 1300 мм, высота в нормальном положении 2250 мм, в поднятом 3550 мм [31].

На Балтиморском заводе (США) установлена полуавтоматическая пакетоформирующая машина, позволившая в 2 раза сократить затраты рабочей силы. Раннее формирование пакетов производилось вручную двумя рабочими, в жаркую погоду требовался еще один рабочий. Пакетоформирующая машина обслуживается одним рабочим. Машина встраивается в аккумулирующий конвейер длиной 27 м. Здесь же имеется весовая секция длиной 1,8 м. Штучные изделия подаются ленточным конвейером на приемный стол пакетоформирующей машины. На столе оператор формирует из штучных грузов отдельные ряды пакета, располагая грузы в последующем ряду иначе, чем в предыдущем, по определенному шаблону. Затем очередной ряд сталкивается на убирающий конвейер, который и укладывает его на поддон. В каждом пакете обычно от 5 до 8 рядов. Для формирования пакетов используются стандартные (1016 x 1219 мм), а также нестандартные (до 1117 х 1270 мм) поддоны. Порожние поддоны загружаются в магазин пакетоформирующей машины вилочным погрузчиком. Одновременно в магазин устанавливаются 10 порожних поддонов. В пакетоформирующий механизм порожние поддоны выдаются автоматически по-штучно. Размеры пакетоформирующей машины 2184 х 2260 х 8180 мм. Необходимая площадь для машины с учетом площадки оператора и разгрузочного конвейера длиной 3 м не превышает 17,84 м². Производительность машины 30 ящиков в 1 мин [32].

На кирпичном заводе фирмы Triangle Brick Co., (США) введены в эксплуатацию 2 пакетирующих автомата фирмы Singnode Corp. которые за 8-ч рабочий день перерабатывают свыше 120 тыс. шт. кирпича. Пакет содержит 530 кирпичей, уложенных на ребро, высота пакета 10, длина 11 и ширина 5 кирпичей. В третьем ярусе снизу в каждом вертикальном блоке в третьем четвертом, восьмом и девятом рядах отсутствуют 2 пары кирпичей, в результате в пакете образуются пустоты под вилки автопогрузчика. Ярусы в пакете проложены, листами из древесных опилок толщиной 0,5 мм, снизу по углам защищены накладками из толстого картона. Для обвязки пакета используется стальная оцинкованная лента шириной 12,7 мм и толщиной 0,5 мм. Максимальная длина кирпичей для пакетоформирующего автомата 305 мм, высота 203 мм, ширина пакета может быть от 610 до 813 мм. На формирование одного блока из 106 кирпичей затрачивается около 32 сек. К автомату кирпич подается пульсирующим ленточным конвейером, причем выкладку кирпича на последнем производят трое рабочих, каждый из которых имеет дело с одним сортом или цветом кирпича [33].

В ФРГ сконструирован поддоноукладчик, предназначенный для укладки мешков весом 25 и 50 кг на поддоны грузоподъемностью 1000 кг. Мешки (из отделения упаковки) и порожние поддоны (из специальной кассеты) подаются на подъемно-опускной стол грузового отсека роликовыми конвейерами. После укладки груженые поддоны забираются погрузчиками и штабелируются на высоту до 7,5 м. Обслуживает укладчик один человек, который с помощью кнопочного управления регулирует подачу мешков и поддонов в укладчик и управляет работой подъемно-опускного стола. Производительность укладчика 900 мешков в 1 ч [34].

На одной из плодоовощных баз Парижа применяют роликовые поддоны. Настил поддона выполнен из клееной фанеры и опирается на две пары роликовых колес, имеющих нейленовые бандажи. Оси одной пары колес поворотные, а другой - жестко закреплены. Посредине длинных сторон настила имеются отверстия, а по углам - колодки для закрепления двух решетчатых металлических стенок поддона. На нижней кромке каждой стенки находятся направляющие уголки и рычаг со штифтом, входящим в отверстие настила. После загрузки поддона плодами и овощами в картонных коробках или полиэтиленовых мешках стенки его стягивают резиновым поясом. Роликовые поддоны в зависимости от типа имеют следующие габаритные размеры: 810 х 725 х 1500 мм; 1000 х 725 х 1500 мм и 1000 х 1200 х 1500 мм. Полезная нагрузка поддонов первых двух типов 400 кг, поддона последнего типа - 600 - 800 кг. Объем занимаемый поддоном в разобранном виде при перевозке в порожним состоянии, равен 1/5 объема груженого поддона.

Для доставки груженых поддонов торговым предприятиям используются автомобили грузоподъемностью 6,5 -9 т, оборудованные подъемными бортами. Максимальная нагрузка на борт 1 т [35].

Фирма Baas, GmbH (ФРГ) выпускает в двух модификациях механизированную установку для складирования грузов, затаренных в бочки. Установка состоит из питающего цепного, роликового или пластинчатого конвейера, опрокидывателя, многоярусного стеллажа с штабелером и выдачного конвейера одного из указанных типов. Складирование бочек производится в горизонтальном положении, с опорой на горизонтальные направляющие. У установок сдвоенного типа процесс приемки и выдачи бочек может происходить одновременно. Емкость установок 750, 1500, 2250 или 3000 бочек. Производительность приемки или выдачи грузов 400 бочек в 1 ч [36].

В Англии запатентовано приспособление, состоящее из раздвижной металлической рамы с двумя нижними и двумя верхними консольными захватами, предназначенное для погрузки и разгрузки пакетов со стеклом. Раздвижные каретки приспособления фиксируются при помощи гидроцилиндра, работающего в замкнутой цепи с гидроаккумулятором, входящим в комплекс приспособления, которое при использовании подвешивается на крюке подъемного крана или самоходного погрузчика.

Длина пакетов листового стекла может быть 1,5 - 2,1 м, ширина 1,47 м. Для перемещения раздвижных кареток предусмотрена цепная передача, приводимая в действие с помощью рукояти. При разгрузке стекла с автотранспорта приспособление подается в кузов автомобиля, нижние захваты подводятся под пакет стекла, а верхние устанавливаются в соответствии с высотой последнего. Затем все подвижные части фиксируются, пакет поднимается и переносится краном к месту разгрузки. После опускания пакета на твердую опору вынимается из своего гнезда предохранительный штырь и размыкается блокирующее гидравлическое устройство. Приспособление может быть также использовано для погрузки и разгрузки других тарно-штучных грузов прямоугольной формы [37].

На сборочной линии завода по производству ковшовых тракторных погрузчиков фирмы Eaton Gale and Towne Inc. (Англия) вдоль стен установлены 6-ярусные стеллажи, используемые для хранения изделий, идущих в сборку. Стеллажи образуют 4 секции. Протяженность каждой секции 45 м, в ней около 460 стеллажей. Эти стеллажи обслуживаются подвесными кранами-штабелерами грузоподъемностью 2 т. Скорость продольного перемещения 11,4 -45 м/мин, скорость подъема 1,8-6 м/мин и скорость поперечного перемещения 1 5 м/мин. Штабелер снабжен полноповоротной двухсекционной рамой грузоподъемника, скорость вращения которой 2 об/мин. Центр грузозахватных вилок на подъемной каретке может изменяться вручную в интервале от 250 до 1066 мм. Пролет крана штабелера 43,8 м [38].

Для транспортирования листовьк материалов во Франции применяются универсальные подъемно-транспортные механизмы, снабженные траверсами с вакуумными захватными приспособлениями. При помощи автоматического захватывающего устройства вакуумного типа осуществляется подъем, перемещение и штабелирование этих материалов любой формы и размеров. Вакуум между грузом и захватом создается при помощи постоянно работающего гидравлического привода, встроенного в захват. Это позволяет поднимать и транспортировать пористые и воздухопроницаемые панели с различными заполнителями. Площадь прилегания присоса может регулироваться в зависимости от размеров и формы транспортируемого груза. Для отсоса воздуха из присасывающихся чашек служит вакуум-агрегат производительностью 0,5 м³/сек, создающий разряжение до 1 00 мм вод. ст. Устройство применяется для листов с удельным весом 50 кг/см². Для передачи листов со штабеля на рольганг или ленточный конвейер и обратно применяют вакуумный автоматический перегружатель. Когда захват устройства находится над штабелем, при включении автоматического режима вакуумный захват опускается на штабель, захватывает верхний лист и поднимает его. Затем захватное устройство перемещается к рольгангу, останавливается над ним и возвращается к штабелю. Удельный вес транспортируемых материалов колеблется от 1 до 300 кг/м². Разновидностью применения автоматического захватного устройства является использование его совместно с подъемным столом. При этом скорость транспортирования листов - 100 м/мин и более. Штабели листов материала располагаются на подъемных столах, управление подъемом и опусканием которых осуществляется с конечными выключателями, установленными на приспособлениях. Захватное устройство данного типа имеет небольшую мощность привода порядка 1 л.с. для листов с удельным весом 50 кг/м². Это связано с тем, что привод встроен в захват. Применяются также вакуумные захваты с поворотным устройством [39].

Фирмой Gis Wacujet (ФРГ) разработан новый вакуумный захват. Вакуум между грузом и захватом создается при помощи постоянно работающего электродвигателя, встроенного в захват. Это позволяет поднимать и транспортировать пористые и воздухопроницаемые грузы. Грузоподъемность вакуумного захвата 1000 кг. Площадь прилегания присоса может регулироваться в зависимости от размеров и формы транспортируемого груза. Можно транспортировать, складировать и навешивать при помощи нового вакуумного захвата ящики, боксы, мебель, телевизоры, приборы, картон, плиты из прессованной стружки и т.д. По специальному заказу фирма Gis Wacujet может поставлять вакуумные захваты с поворотным устройством (угол поворота 90) [40].

В СССР сконструировано вакуум-захватное устройство для транспортирования плоских изделий. Устройство включает: вакуум-коллектор, навешиваемый на крюк грузоподъемного механизма, вакуумный насос, присосные головки, закрепленные на коллекторе с помощью подпружиненных держателей и сообщающиеся с коллектором через противоподсосные клапаны. Предлагаемое устройство отличается тем, что каждый противоподсосный клапан выполнен в виде подпружиненных плунжеров, один из которых закреплен на эластичной диафрагме и соединен с рукояткой управления. Другой плунжер снабжен буртиком с эластичной прокладкой, перекрывающей отверстие, сообщающее полость присосной головки с вакуум-коллектором. Это позволяет обеспечить раздельное управление присосными головками и сохранить вакуум в вакуум-коллекторе при сообщении присосных головок с атмосферой. Для контроля срабатывания присосной головки на корпусе противоподсосного клапана установлен датчик, включающий сигнал при создании вакуума в полости присосной головки [41].

В Швейцарии запатентован колоколообразный вакуумный клапан для захвата и подъема затаренных мешков, отличающийся от других подобных конструкций тем, что нижняя свободная часть борта клапана отгибается внутрь. Этот отгиб предлагается выполнять в трех вариантах: прямолинейном, сферическом и криволинейном только в своей нижней части. При любом из указанных исполнений обеспечивается плотное прилегание стенки мешка по периметру захвата для различных случаев заполнения мешка материалами разной консистенции, в том числе и при весьма большой текучести материала [42].

Фирма ICI Fibres, Ltd (Англия) освоила промышленное производство стропов Paraband S; предназначенных для использования при пакетировании различных грузов. Строп представляет собой ряд нескрученных спи ральных прядей териленового волокна в полиэтиленовой оболочке. Длина стропов 1,83; 2,44; 3,66 и 4,88мм. Они рассчитаны на нагрузки 1000, 1500 и 2000 кг при коэффициенте запаса 6,0. Основным преимуществом таких стропов является высокая механическая прочность, химическая стойкость, а также сохранение прочностных характеристик в интервале температур от -1 5 до +65 . Стропы выдерживают относительное удлинение до 15%. В дальнейшем фирма предполагает выпустить на рынок дешевые стропы Paraband Т разового пользования и Par а- Band U с более высокой гибкостью [43].

Все приведенные выше примеры показывают, что как в СССР, так и в зарубежных странах важнейшим направлением механизации погрузочно-разгрузочных работ с тарно-упаковочными грузами является переход к пакетным перевозкам.

Эффективность этого видна из опыта Московского автозавода им. Лихачева, где механизация транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, осуществленная на основе пакетных перевозок, дает ежегодную экономию в размере 2,5 млн.руб. [44].

К техническим средствам безопасности погрузочно-разгрузочных работ с применением деревянных поддонов для штабелирования грузов относятся бандажи из синтетических полос, текстильные ленты и сетки, штабелирующие и обжимающие устройства, чехлы, кожуха и манжеты, надеваемые на пакеты груза, уложенного на поддоны. Важное место среди этих средств занимает пленка горячей усадки, применение которой требует, однако, специального оборудования (усадочных печей) [45].