zahvatna sredstva

1

U N I V E R Z I T E T U N O V O M S A D U FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA

Dr. ing. Milosav S. GEORGIJEVIĆ

Sredstva i uredjaji za preno{enje tereta

Novi Sad, 1998

2

5. Sredstva i uređaji za prenošenje tereta 5.1. Uvod Sredstva i uredjaji (pribori, sistemi...) za preno{enje tereta (nema~ki: Lastaufnahmenittel, engleski: Handling Systems) upravo i imaju vi{e pridruènih re~i u nazivu jer obuhvataju pored pojedina~nih i po izgledu jednostavnih sredstava (kuka, traverza, priveznica...) i razli~ite kombinacije ili cele mehani~ke, mehani~ko-hidrauli~ne, mehani~ko-pneumatske pa ~ak i mehatroni~ke sisteme, a sve u cilju preno{enja razli~itih tereta po obliku, stanju i masi. Svi ovi uredjaji su ustvari pribori ma{ina za manipulaciju i pretovar materijala. Pri tome se razmatraju komadni tereti (robe), rasuti i te~ni tereti koje ambalaà prevodi u komadni teret i rasuti tereti, kod ma{ina sa cikli~nim radom. Sredstva i uredjaji za preno{enje tereta mogu se podeliti prema: 1) Vrsti konstrukcije i to: • mehani~ka, • elektromagnetna, • pneumatska i • hidrauli~na. 2) Nameni i to za: • generalne terete (kuke, priveznice, traverze, kle{ta i hvataljke itd.), • paletizovane terete (vilju{ke raznih vrsta), • kontejnere (hvata~i kontejnera), • rasute terete (grabilice itd.) i • specijalne terete. 3) Na~inu rukovanja i upravljanja radom: • sa direktnim zahvatom i • indirektnim zahvatom 4) Istorijskom razvoju transportnih procesa i to: • kuke i priveznice za generalne terete, • grabilice za rasute terete, • stezna kle{ta za metalur{ke proizvode, • elektromagnetni hvata~i tereta, • pneumatski hvata~i tereta i • hvata~i kontejnera itd. 5.2. Sredstva za prenošenje generalnih tereta Ova sredstva koja su nastala zajedno sa ma{inama za dizanje tereta su univerzalna i pored svih te`nji ka paletizaciji i kontejnerizaciji i dalje se razvijaju naro~ito u komisionim skladi{tima i tehnolo{kim procesima kod manipulacionih robota. 5.2.1. Kuke (Haken, hooks) Osnovno sredstvo za preno{enje tereta kod svih dizali~kih ma{ina su kuke. Na slici 5.1. dat je primer donjeg sklopa kotura~e sa jednokrakom kukom (Fig.6) nosivosti 12 t, dvokrakom kukom (Fig. 12)

3

nosivosti 30 t i poseban oblik jednokrake kuke (Fig. 17) nosivosti 3t radi ilustracije konstrukcija sa kraja pro{log i po~etka dvadesetog veka.

Slika 5.1. Kuke sa donjim sklopovima kotura~e izmedju 19. i 20. veka

(W.Pickersgill, LASTHEBEMASCHINEN, Verlag von Konrad Wittwer, Stuttart, 1904). Kuke razli~itih oblika su standardizovane i DIN 15002 ima ~ak 10 vrsta jednokrakih i dvokrakih kuka ili kuke u formi uzengije. Po{to je cela oblast standardizacije u tranziciji koju je nametnuo prelaz Evropske zajednice od strogo nacionalnih normi ka EN - Evropskim normama (Europaische Norm, European Standard, Norme Europeene) i obzirom da su standardi iz biv{e Jugoslavije (SFRJ) uglavnom vremenski prevazidjeni, da}e se komentar kuke prema DIN ( Deutsches Institut fur Normung) koji se za na{e uslove moè smatrati kao prelazno re{enje do prevodjenja i usvajanja JUS EN standarda.

4

DIN 15401 daje kuke za dizalice koje nose broj 006 do 250, ali ih deli u tri grupe i to: • kuke kovane u kalupu manjih nosivosti (od broja 006 do 8), • kuke kovane u kalupu srednjih nosivosti (od broja 10 do 40) i • slobodno kovane kuke srednjih i ve}ih nosivosti (od broja 10 do 250). Na slici 5.2. dati su oblici otkivaka kuke i dimenzije. Iz slike sledi da sve kuke kovane u kalupu imaju ispust za osigura~ protiv ispadanja nosa~a tereta (vidi sl.5.7), koji se samo dimenziono razlikuju za kuke malih i srednjih nosivosti.

Slika 5.2. Kuke kovane u kalupu tipa RSN (sa ispustom) prema DIN 15401

Na slici 5.3. pokazane su slobodno kovane kuke broj 10 do 250 i to tip RF (bez ispusta) i RFN sa ispustom za osigura~ protiv ispadanja nosa~a tereta.

Slika 5.3. Slobodno kovane kuke prema DIN 15401 Radi ilustracije daju se podaci za kuku br. 10, a1=112, a2=90, a3=127, b1=100, b2=85, d1=75, e1=256, e2=286, e3= 221, f2=46, f3=26, g1=23, h1=125, h2=106, l1=460, r1=12, r2=20, r3=65, r4=165, r5=236, r6=163, r7=140, r8=12, r9=250 (sve mere u mm). Po{to su ovako otkovane kuke neupotrebljive, isti standard propisuje za sve tipove obradu vrata kuke i navoj koji je milimetarski do broja 5, a dalje (do broja 250) to je zaobljeni navoj. Na slici 5.4.

5

date su dimenzije vrata kuke. Ovakve obradjene kuke umesto slova R u oznaci (videti sliku 5.2. i 5.3.) imaju slovo G (Gewindeshaft - sa navojem)

Slika 5.4. Obrada vrata kuke Jednokrake kuke su prisutne prakti~no kod svih dizalica koje se upotrebljavaju za pretovarne operacije u lukama i distributivnim centrima, skladi{tima, proizvodnim tehnologijama itd. Za velike terete npr. u brodogradili{tima, livnicama i èlezarama itd. upotrebljavaju se i dvokrake kuke. Na slici 5.5. date su dimenzije dvokrakih kuka prema DIN 15402, kod kojih se takodje obradjuje vrat kuke i imaju navoj.

Slika 5.5. Dvokrake kuke sa i bez ispusta br. 05 do 250 Od izuzetne va`nosti za sve korisnike je da svaka kuka pored oznake broja oblika i materijala mora imati i utisnutu vrednost otvora y kako je to pokazano na slici 5.6. prema DIN 15405. Ovaj standard takodje propisuje da je kuka neupotrebljiva ako je kota y (ili y1) pove}ana za preko 10% od ubeleène. Takodje je propisano da se pohabana kuka baca, ako se kota h2 sa slike 5.2. smanji sa 5% u odnosu na propisanu. Bilo kakvo navarivanje kuka je zabranjeno. Za korisnike je zna~ajna nosivost (DIN 14400) kuke u zavisnosti od vrste materijala i pogonske klase dizalice koja se odredjuje na osnovu analize ciklusa rada pogona. Kuke se izradjuju od sitnozrnih ~elika i ~elika za pobolj{anje velike ìlavosti (StE 285, StE 355, StE 420, 34CrMo4, 34CrNiMo6, 30CrNiMo8) u pet klasa u zavisnosti od granice razvla~enja Rp0,2 i to:

6

M sa Rp0,2 = 235 N/mm2

P sa Rp0.2 = 315 N/mm2

(S) sa Rp0.2 = 390 N/mm2 (ne preporu~uje se) T sa Rp0.2 = 490 N/mm2 (V) sa Rp0.2 = 620 N/mm2 (ne preporu~uje se) Slika 5.6. Mesta za ozna~avanje U tabeli 5.1. dete su nosivosti prema brojevima za pogonske grupe Bm do 5m. Tabela 5.1. Dozvoljeno optere}enje kuka u kg.

Iz tabele proizilazi da se za najteè uslove rada (najve}i broj radnih ciklusa sa izraènom dinamikom pri radu) preporu~uju materijali klase P i M zbog ve}e ìlavosti. Zna~ajno je napomenuti da npr. kuka br.1 ima nosivost 5 t za pogonsku grupu 1Bm, ali samo 630 kg za pogonsku grupu 5m.

7

Pri izboru i narud`bi kuka dovoljno je navesti oznaku npr. jednokraka kuka DIN 15401-GFN 80 -1420 M, {to zna~i slobodno kovana kuka sa obradjenim vratom (GF) i ispustom (N) broj 80 sa nazivnom duìnom l4=1420 m i klase materijala M. Korisnik kuke je odgovoran da nosivost kuke bude usagla{ena sa pogonskom grupom pogona dizanja dizalice. DIN 15401 odredjuje i navrtku za kuke. U prethodnopm je vi{e puta spominjan ispust za osigura~ protiv ispadanja nosa~a ili drà~a tereta. DIN 15106 daje dimenzije ovog osigura~a (klapne) kao i opruge koja ga pritiska (zaokre}e) u zatvoren poloàj (slika 5.7). 1. klapna, 2. opruga, 3.osovinica. Slika 5.7. Osigura~ kuka Osigura~ kuka ima izuzetan zna~aj za sigurnost rada pri pretovaru, naro~ito kabastih tereta. Nesre}e pri radu sa ljudskim `rtvama koje su se dogodile jer je npr. uè kojim je vezan teret zbog trenutnog rastere}enja iskoli~o iz kuke, ukazuju na neophodnost primene ovakvih osiguranja pri svakodnevnom radu. Pored kovanih kuka kod dizalica koje rade u livnicama i èljezarama primenjuju se i lamelaste kuke (slika 5.8) gde se limovi ise~eni u pogodnoj formi zakovicama spojeni, a delovi za vezu sa kotura~om i teretom oja~avaju se ~aurom i sedlima. Materijali za obe kuke su klase M i P.

Slika 5.8. Lamelaste kuke prema DIN 15407 Standard DIN 15411 odredjuje sklop prethodno definisanih kuka sa leàjem, navrtkom i osigura~em navrtke od odvrtanja pri radu (slika 2.9) Na slici 5.10 dati su donji sklopovi kotura~e sa a) jednim koturom (u`nicom), b) dva kotura i c) ~etiri kotura. Dimenzije su prema DIN 15409 i 154010

8

Slika 5.9. Sklop kuke Oznake na slici su: 1 kuka, 2 traverza, 3 aksijalni leàj, 4,5 osigura~ (rascepka kod manjih i plo~ica kod ve}ih kuka) 6,7 vijak sa podlo{kom za vezu osigura~a i navrtke. Pored kuke koje se koriste kao osnovno sredstvo za preno{enje tereta, kod razli~itih dodatnih pribora i uredjaja a naro~ito kod priveznice, koriste se i drugi oblici kuka. Tako npr. DIN 15105 defini{e kuke sa `ljebom na vratu (slika 5.11.a), DIN 7540 daje kluke sa otvorom (om~om) pogodne za priveznice (slika 5.11.b), a DIN 82017 daje kuke koje se koriste u brodarstvu (usagla{ena sa Lloyd registrom - slika 5.11.c).

Slika 5.11 Posebni oblici kuka 5.2.2. Priveznice Pod priveznicama podrazumevamo pribore koji posreduju izmedju tereta i kuke dizalice. Pri tome teret naj~e{}e ima pogodno mesto za zahvat priveznice sa okcem, karikom lanca, ili kukom (slika 5.12). Priveznice mogu biti od: • ~eli~nih uàdi, • lanaca i • uàdi ili traka teksitlnog porekla. Najmasovniju primenu imaju priveznice od ~eli~nih uàdi i one predstavljau standardne pribore uz prakti~no svaku dizalicu. Lanci se koriste samo za pretovar tereta koji bi lako o{tetili ~eli~no uè, ili

9

kod rada na povi{enoj temperaturi (livnice, èlezare i sl.). Najve}i nedostatak lanaca je znatno ve}a masa u odnosu na uàd (dva puta ili vi{e).

Slika 5.10. Donji sklop kotura~a Na slici 5.14 dat je pregled kako se moè oblikovati kraj priveznice prema katalogu proizvdoja~a “Novkabel”.

10

Slika 2.12. Trokraka priveznica 5.2.2.1. Prieznice od ~eli~nih uàdi (Anschlagseile, wire rope slings) Po{to Novkabel radi priveznice saglasno DIN 3088 i to sa asortimanom i izvan navedenog standarda, da}e se komentar za NFK priveznice. êli~na uàd za priveznice po pravilu su unakrsno upletena jer bi se kod jednokrakog preno{enja tereta uè po~elo rasplitati, {to skra}uje vek trajanja i ugroàva sigurnost rada. Najmanji faktor ispune povr{ine popre~nog preseka je 0,455. Uàd po pravilu imaju vlaknasto jezgro i namenjena su za radne temperature do 100oC a izradjuju se od gole ili pocinkovane ~eli~ne ìce klase 180, odnosno nazivne ~vrsto}e 1770 MPA. Priveznice se izradjuju kao: • jednokrake, • dvokrake, • trokrake i • ~etvorokrake. u zavisnosti od geometrijskog oblika tereta. Na slici 5.13 data je konstrukcija ~etvorokrake priveznice koja je prakti~no kombinacija od dve dvokrake priveznice. Na slici 5.14 dat je mogu}i oblik jednog kraja priveznice, kao i posebne konstrukcije priveznice sa gumenim ulo{cima preko 2 ili 4 kraka uèta, ~ime se dobija traka. Slika pokazuje upletenu om~u ~ija je duìna uèta definisana tehni~kim propisima u zavisnosti od pre~nika uèta kao i

11

Slika 5.13 êtvorokraka priveznica

Slika 5.14 Oblici krajeva priveznice

veli~ine om~e. Umesto upleta, om~e se prave sa presovanom ~aurom od aluminijumskih legura, ~ime se dobija kratka forma u{ke sa ili bez ulo{ka koji ima za cilj za{titu ìca od habanja. Pored

12

navedenioh postoje i beskrajna uàd odnosno “O” oblik koji se dobija uplitanjem krajeva ili preklopom uz dve upresovane ~aure. Dozvoljeno optere}enje je unapred propisano i dato je tabelaro u zavisnosti od pre~nika uèta, vrste priveznice i ugla priveznice u odnosu na teret. U tabeli 5.2. dat je primer za neke pre~nike uèta i to sa direktnim ve{anjem i indirektnim (obuhvatanjem tereta i zahvatom uèta kukom). Tabela 5.2. Nosivost priveznice (DIN 3080)

Tabela daje pre~nik uèta i dozvoljeno optere}enje jednog kraka (ako se koristi kao jednokraka) dva ili tri kraka u zavisnosti od ugla α. Pored uèta priveznica ima pripadaju}u u{ku (uloàk), {kopac i kuku kao i gornju obesnu alku i spojnu alku. Svi navedeni delovi prave se prema odgovaraju}im standardima i moraju imati certifikat kvaliteta, na osnovu koga se i za priveznicu kao celinu daje certifikat, bez koga se nesme upotrebljavati za prenos tereta. U evropskoj zajednici je ustanovljen CE znak kvaliteta. Pri radu, priveznice nesmeju se lomiti preko o{trih ivica (koriste se umetci kao na sl.5.15), a smatraju se neupotrebljive ako je napravljeno okce slika 5.15. b. Takodje se zabranjuje dalje

Slika 5.15. Za{tira od o{trih ivica (a) i okce (b) upotreba priveznice ako je uè zahva}eno korozijom ili ako su na duìni od 3 pre~nika uèta pukle ~etiri ìce ili na duìni od 6 pre~nika ako je puklo 6 ìca itd. (videti aktuelne tehni~ke propise). Ako se za kabaste terete moraju posebno praviti priveznice na mestu pretovara koriste se spojnice za uàd kao na slici 5.16, koje su takodje standardima propisane (oblik, kvalitet, za koji pre~nik uèta se primenjuje itd). Za sve priveznice koriste se 3 ili 4 spojnice u zavisnosti od

13

Slika 5. 16. Spojnice za uàd pre~nika uèta (videti aktuelne tehni~ke propise). Takodje se propisuje i najmanji razmak izmedju spojnica (DIN 1142 daje da je to najmanja {irina spojnice). 5.2.2.2. Priveznice od lanaca (Anschlegketten- nem, Chain slings-engl.)

Slika 2.17. Priveznice od lanaca Sli~no kao i kod privezbica od ~eli~nih uàdi i ovde postoje priveznice sa jednim, dva tri ili ~etiri kraka (slika 5.17). Oblici dimenzije, nosivost i uslovi upotrebe propisani su sa DIN 5688 a sve u zavisnosti od klase kvaliteta lanca. 5.2.2.3.Priveznice od traka (kai{eva) koje su od sinteti~kih vlakana (Hebebänder, lifting slinds) Priveznice ~ija je masa znatno manja od ~eli~nih uàdi i koje prakti~no nemogu o{tetiti teret koji nose, izradjuju se od sinteti~kih vlakana (Poliamid - PA 66 Polyester - PES, Polypropilen itd.) i namenjeni su za radne temperature 15 do 350C (DIN 61360). Mogu}a je primena prema utputstvu proizvodja~a i do 100oC, kao i rad u agresivnim sredinama i sl.

Slika 5.18. Jednokraka i dvokraka priveznica i oblik pro{ivenog kraja Na slici 5.18. data je jednokraka i dvokraka priveznica kao i detalj veze kraja trake koji se pro{iva. Svaka priveznica ima polje pored pro{iva za oznaku koja sadrì nosivost jednokrake priveznice, DIN

14

oznaku, materijal, proizvodja~a, godinu i mesec proizvodnje. Va`no je napomenuti da se ovakve priveznice ispituju barem jedanput godi{nje i da je materijal trake podloàn starenju. U tabeli 5.3 dati su faktori nosivosti u odnosu na jednostruku priveznicu koja ima LA= 1, sa brojnim primerom za nosivost = 1000 kg. Kombinacijom dve dvokrake priveznice dobija se ~etvorokraka. Tabela 5.3. Nosivost priveznica

Ako priveznice od ~eli~nih uàdi i tekstilnih traka imaju preklapanja u polju primene, interesantno je porediti cene ko{tanja. Za ovu analizu uzet je primer proizvodja~a Pfeifer koji proizvodi sve tipove priveznica. Za npr. jednokraku priveznicu duìne 2 m sledi: • ako je od ~eli~nog uèta nosivosti 1250 kg, cena je 45 DM, • ako je od lanaca nosivosti 1120 kg, cena je 116 DM, • ako je od Polytex-a nosivosti 1000 kg, cena je 124 DM. Primena priveznice, odnosno brì i sigurniji pretovar ostvaruje se ako teret sadrì dodatke za zahvat. Na slici 5.19 dat je pregled nekih tipskih pribora koji se vijcima vezuju, uvr}u ili zavaruju za npr. kabaste terete. Svi tehni~ki propisi koji se odnose na sigurnost pri radu sa dizalicama, vaè kako za priveznice tako i za ove pribore. Ako je potrebna elektri~na izolacija pogodna je primena obrtnih nastavaka, kod kojih se donji deo slobodno obr}e u odnosu na gornji, pri ~emu je kugli~ni leàj izolovan do npr 1000 V u odnosu na gornji i donji deo.

Slika 5.19. Pribori za vezu sa teretom i obrtni produètak sa izolacijom Pored navedenih kuka u prethodnom poglavlju na krajevima priveznica za razli~ite namene mogu se primeniti izmedju ostalog i slede}e kuke ili zahvatni pribori (slika 5.20)

15

Slika 5.20. Neki primeri pribora za krajeve priveznica Uz priveznice korisno je uvek koristiti i uredjaje za merenje tereta - vage, koje su ranije izbegavane jer su bile mehani~ke konstrukcije sa satnim mehanizmima i kazaljkom. Sada{nja vage su elektronske merne }elije sa mernim trakama, baterijom i displejom (slika 5.21). Mogu imati i antenu preko koje se informacije o masi tereta prenose do rukovaoca dizalice, terminala i sl. radi dalje obrade. Npr. za nosivosti do 5 t vaga ta~nosti 0,2% u odnosu na nosivost ima dimenzije 234x90x56 mm, masu (bez {kopaca) 1,9 kg i cenu 3235 DM.

Slika 5.21. Vaga sa interface - om za PC

16

5.2.3. Sredstva i pribori za zahvat metalur{kih proizvoda Za pretovarne operacije u skladi{tima metalur{kih proizvoda neophodno je koristiti posebne dodatke priveznicama koji obezbedjuju brz i siguran rad. Na slici 5.22 prikazan je primer primene stezaljki na limu koji se moè prenositi u vertikalnom ili horizontalnom poloàju. Sve stezaljke imaju

Slika 5.22. Primeri upotrebe ekscentri~ne segmente koji za manje nosivosti trenjem, a za ve}e nosivosti zbog nazubljenih

Slika 5.23. Stezaljke za limove i profile

17

mehanizama i zaribavanje (uz lokalno o{te}enje) prenose limove. Na slici 5.23. data je kinematika stezaljki i neke izvedbe. Naj~e{}e imaju osiguranje otvorenog i zatvorenog (stegnutog) poloàja a nosivost im je do 5 t, uz dijapazon debljine limova od 15 - 20 mm, a ako imaju navojno vreteno za ru~no stezanje opseg se pove}ava i do 100 mm. Kod stezaljki za prenos horizontalno postavljenih limova opseg debljini je i do 65 mm, a ako su nepoznate debljine moè se koristiti i pode{ljiva stezaljka. Za pretovar limova neophodan je i klin kao pomo}ni pribor. Za poluproizvode okruglog popre~nog preseka i èlezni~ke {ine prave se stezaljke sa makazastim mehanizmom (slika 5.24) nosivosti i do 4 t. Stezalje sli~ne prethodnim, koriste se i na skladi{tima betonskih poluproizvoda npr. zapretovar kanalizacionih cevi i sl.

Sika 5.24. Stezaljke za profile Za ì~ane poluproizvode koji se u velikim duìnama transportuju u prenosivim kolutovima tkzv. buntovima (bund-sveànj) postoje zahvatna sredstva sa makazasatim mehanizmom gde se stezanjem spolja ili iznutra (trenjem ili delimi~nim deformisanjem) prenose mase i do 3 t. Na slici 5.25 pokazani su ovi pribori sa prstom koji se zakre}e kada se pribor spusti na teret i drì otvorenu

poziciju. Za kolute lima (Coils) ili traka koriste se tzv.C kuke ~ije su nosivosti i do 32t. Na slici 5.26 dati su neki od mogu}ih konstrukcija pribora za prihvat buradi radi komisioniranja, sa stezanjem po obodu u segmentima ili sa prstenom koji se otvara i ru~no steè ispod oboda bureta.

Slika 5.25. Pribori za kolute ìce i C kuke

18

Sli~ni pribori koriste se za kablovske i druge bubnjeve, gde je potrebno ru~no sa navojnim vretenima ili elektromotorno sa hidrocilindrima teleskopirati delove konstrukcije, da bi se {irina prilagodina dimenzijama bubnja i da bi se ruke (poluge) sa prstima za zahvat u centraù stegnule.

Slika 5.27. Pribor za hvatanje bubnjeva 5.2.4. Elektromagneti Za feromagnetne materijale (limovi, okrugli popre~ni preseci pa ~ak i profili, staro gvo`dje, strugotina), koji nemaju mangana vi{e od 5% (osim austentnih CrNi ~elika), mogu se koristiti magneti kao sredstvo za preno{enje tereta. Na slici 5.28 dat je primer permanentnog magneta (nosivosti ~ak do 2t) i elektromagneta ~ija je nosivost do 25 t. Zajedni~ko svojstvo svih magneta je zavisnost tereta od oblika i stanja, npr. masivni blokovi omogu}avaju 100% iskori{}enje mo}i

Slika 2.28. Magneti kao srestvo za prenos tereta

19

magneta, kugle 30%, a strugotina i staro gvo`dje samo 2-8% nosivosti. Za npr. lim debljine do 20 mm permanentni magnet tip SM (Pfeifer) nosi 500 kg, a ako je okrugli popre~ni presek pre~nika 100-250 mm, nosivost je 250 kg. Permanentni magneti imaju prednost jer se slobodno ka~e na kuku dizalice, ali moraju imati ru~nu polugu za razdvajanje tereta od magneta. Elektromagneti zahtevaju napajanje jednosmernom strujom namota (napona 100-600V) {to je problemati~no za ve}e brzine dizanja, jer kabel naj~e{}e ima svoj dobo{ na dizalici, a konstrukcija elektri~nih bakarnih finoì~nih provodnika izolovanih gumom, nije pogodna za dinami~ka optere}enja. Za slu~aj nestanka elektri~ne struje elektromagneti bi morali (na dizalici) imati baterije koje }e imati toliki kapacitet da drè teret dok se ne spusti na podlogu. Sopstvena masa elektromagneta je oko 10% od nazivne nosivosti. Za limove ~esto se koristi niz elektromagneta na traverzi. 5.2.5. Pneumatski hvata~i Pneumatski hvata~i su idealni pribori za zahvat i pretovar ravnog stakla, a moè se koristiti i za manipulaciju sa limovima svih materijala, kamenim plo~ama, ambalaòm raznih vrsta pri komisioniranju, pakovanju, montaì itd. Na slici 5.29 dati su popre~ni preseci naj~e{}e upotrebljavanog okruglog oblika za ravne povr{ine (a) i specijalnog oblika za cevi odredjenog pre~nika (b). Takodje se daju i mogu}i oblici zaptivnog prstena koji je naj~e{}e od gume tvrdo}e 32-40 {ora.

Slika 5.29. Pneumatski hvata~i Oznake na slici su: 1-metalni nosa~, 2-gumeni prsten koji se oslanja (i zaptiva) na teret, 4-veza hvata~a sa uredjajem za dizanje i 5-priklju~ak pneumatske instalacije. Potpritisak izmedju hvata~a i tereta je osnova za kori{}enje, i on se ostvaruje vakuum pumpama. Pneumatska instalacija sadrì pored pumpe, rezervoar sa vakuumom i ventile za upravljanje.

20

Razli~ite vrste gumenih zaptivki uslovljene su hvata~ima koji samo diù horizontalne terete (tip ↔), samo vertikalne terete (tip ), gde vakuum ostvaruje silu trenja sa zaptivkom i preko nje uz sile smicanja prenosi se teret. Zaptivke tipa e su namenjene za oba prethodna slu~aja. Na slici 5.30 date su {eme hvata~a i tereta i uticaj inercijalnih sila pri horizontalnom kretanju koje takodje uti~u na sigurnost veze hvata~-teret. Sila koju aproizvodi vakuum je F = A pv gde je: A - povr{ina na teretu u zoni pod-pritiska i pv = p0 - p gde je p0 atmosferski pritisak, a p apsolutni prisitak u sistemu. Fizička atm 1atm = 760 Torr = 1.01325 bar = 1.0332 at (1Pa = 1 N/m2= 10-5 bar, 1 bar =1.0197 at, tehnička atmosfera 1at = 1 kp/cm2 = 10 m VS)

Svi ovakvi uredjaji imaju opti~ku i (ili) akusti~ku signalizaciju pada pod-pritiska kao upozorenje od opasnosti od pada tereta. Minimalni vakuum je od 5 do 6 N/cm2 u zavisnosti od odnosa dimenzija hvata~a (pre~nik i visina-dubina). Postoje pribori i bez vakuum pumpe, kojima se kod glatkih tereta (limovi, staklo) pritiskom ruke ili pribora i zatvaranjem ventila stvori prethodni vakuum koji raste pri dizanju) (nosivost im je ~ak do 1250 kg). Na slici 5.30 su pokazana neka prakti~na izvodjenja.

Slika 5.30. Radni poloàji hvata~a i tereta i primeri primene

21

Nosivosti pneumatskih hvata~a sa vakuum pumpom su npr. 830 kg za pre~nik 630 mm (sopstvena masa 130kg, cena 10830 DM-Pfeifer), a kombinacijom vi{e jedinica na traverzi dostiè se i preko 10t. 5.2.6. Primena stezaljki i hvata~a na manipulacionim robotima Po{to se neke vrste manipulacionih robota mogu smatrati specijalnim vrstama dizali~kih ma{ina, njima pripadaju posebni hvata~i i pribori i to naj~e{}e iz reda hvataljki. Na slici 5.31 date su neke izvedbe. Aktuatori kod ovakvih pribora mogu biti pneumatski cilindri ili elekromotorni procesorski upravljani pogoni sa navojnim vretenima. Pneumatski hvata~i su takodje pogodni za primenu kod manipulacionih robota.

Slika 2.31. Stezaljke za manipulacione robote i primer vakuum hvata~a 5.2.7. Traverze Traverze su nose}e konstrukcije u kombinacijama sa kukama, priveznicama, elektromagnetima i vakuum hvata~ima. Mogu biti sa jednozna~no definisanim rasporedom npr. elektromagneta ili vakuum hvata~a ili sa pode{ljivim poloàjem pribora npr. sa kukama kao na slici 5.32.

22

Slika 5.33. Traverza sa izjedna~enim silama u kukama ( a) i rotorom (b) Slika 5.33 pokazuje traverzu sa jednim lancem preba~enim preko sistema lan~anika, ~ime se omogu}ava da svaka ta~ka ve{anja ima istu silu. Ukupnaa duìna lanca je pode{ljiva na jednom kraju, {to daje da i pri kori{}enju npr. jedne ili dve veze teret ne visi na velikom razmaku od traverze. Na istoj slici je data i raverza sa rotatorom, gde se elektromotornim pogonima preko lanca ili kai{a rotira teret. 5.3. Sredstva za prenošenje paletizovanih tereta i dodatni uređaji Na slici 5.34 pokazana je paleta najuobi~ajenijih dimenzija i vile vilju{kara koje su naj~e{}i uredjaj za prihvat i transport paleta. Na slici se vidi da uz svake vile (u paru) ide pripadaju}i dijagram nosivosti, koja je konstantna (nazivna) do: 400 mm za nosivosti do 1 t, do 500 m za nosivosti 1-5 t i 600 mm za nosivosti 5-10 t (JUS ISO 1074).

Slika 5.34. Paleta i vile

23

Slika 5.35. Sredstva za preno{nje paleta sa

vilama Tokom paletizacije (pre vi{e od 100 godina) potreba je nametnula koncipiranje i konstruisanje sasvim nove transportne ma{ine, odnosno vilju{kara. Po{to postoje vi{e dimenzija taleta [7] od kojih je ona sa slike 5.34. samo naj~e{}i predstavnik, razmak vilju{ki mora biti promenljiv, {to

daje izvesnu univerzalnost vilju{karima koji su u osnovi specijalne ma{ine. Dimenzije, materijali, kvalitet i kontrola kvaliteta vilju{ki su propisani standardima. Izradjuju se od najboljih legiranih ~elika za pobolj{anje i u eksploataciji ne smeju se zavarivati, navarivati dodatni delovi, kriviti i sli~no. Pretovar paleta sa dizalicama mogu} je i sa priveznicama, ako su palete takvog tipa da imaju sa strane konzolni ispust, gde se moè zahvatiti priveznica. Ovakva manipulacija sa drvenim paletama vodi ka o{te}enju palete. Uobi~ajena manipulacija sa paletama je preko zahvatnog priboraa sa vilju{kama. Na slici 5.35. pokazana je primena hvata~a paleta koji se ka~i na kuku dizalice. Nosivost ovakvih paleta je naj~e{}e do 3 t, a kota A - razmak vilju{ki je od 300 ili 400 m do 1000 m. Po{to palete nemaju nikada istu masu, to uzrokuje promenu poloàja teì{ta u odnosu na ta~ku ve{anja, ako je ista fiksna kao na slici 5.35.c, a {to rezultuje naginjanjem tereta {to je nepovoljno. Stoga se moè alkom (slika 5.35.b) pomerati ta~ka ve{anja prema proceni rukovaoca ili oznakama na nosa~u sa `ljebovima gse se koja masa ka~i. Kod konstrukcija za ~e{}e upotrebe kao na slici 5.35.a, u gornjem nosa~u alka za ve{anje je klizna (koso u vodjici) i ima oprugu koja zatezanjem dopu{ta alki pomeranje ka vrhu nosa~a. Ovim se izjedna~ava teret (komponenta tereta u pravcu nosa~a zateè oprugu) sa silom u opruzi i automatski se alka za vezu sa kukom postavlja (pribli`no) u teì{te. Za lu~ke potrebe koriste se traverze sa npr. dva ovakva pribora, {to pokazuje slika 5.35.c, gde se na gornjem nosa~u (koji je naj~e{}e pomi~an po traverzi u uskom polju) dodaju tegovi za uravnoteènje sopstvenih masa. Univerzalnost vilju{kara kao transportnih sredstava za prenos paleta postiè se razli~itim dodatnim uedjajima, koji hidrauli~nim pogonima npr. stegnu teret, rotiraju ceo zahvatni pribor, pomeraju razmake vilju{ki i sl. Pregled mogućih dodatnih uredjaja za vilju{kar dat je na slici 5.36. U novije vreme kao osnovni dodatni uredjaj može biti tehnološka vaga. Takođe se često dodaju celi skopovi radi nekih tehnoloških radnji, kao npr. istakanje iz buradi pomoću ručno pogonjnenog točka, pužnog predosnika i pribora koji trakom veže bure, itd.

a b

24

25

Slici 5.36. Dodatni ure|aji za ~eone vilju{kare Oznake: (a) bo~no-pomi~ni ure|aj , (b) konzolna dizalica , (c) nosa~ {irokog zahvata , (d) obrtne vile , (e) obrtna stega , (f) istovarni nosa~ , (g) hvata~ roto-papira , (h) hvata~ bala , (i) hvata~ buradi , (j) stega sa hidrauli~nim pode{avanjem , (k) grabilica za otpad , (l) liva~ki ure|aj , (m) trn za tepihe i cevi , (n) izguriva~ paleta , (o) ka{ika za rasute terete , (p) daska za sneg , (r) ropoloàjne vile , (s) automatska vaga

a b c d

e f g h

i j k l

m n o p

r s

26

5.4. Hvatači kontejner (SPREADERS) Hvata~ kontejnera (Spreader) je uredjaj sa ~etiri kuke posebnog oblika koje su nazvane obrtni ~epovi (JUS M8.115), prilagodjeni za nauglice kao zahvatna mesta kod kontejnera. Po{to ima vi{e dimenzija kontejnera, stoga je neophodno u skladi{tu imati ili vi{e hvata~a kontejnera ili isti promenljive duìne. Veza hvata~a sa dizalicom je naj~e{}e preko 4 u`nice, ili preko proveznica ako isti visi na kuki ili se i hvata~ direktno veè za vilju{ke dizalice vilju{kara. Na slici 5.37 pokazano je vi{e tipova hvata~a kontejnera gde je: a) hvata~ kontejnera nepromenljive duìne koji se stavlja na vilju{ke vilju{kara i namenjen je za pune i prazne kontejnere; b) hvata~ kontejnera koji se stavlja na vilju{ke vilju{kara, ima promenljivu duìnu i namenjen je za prevoz punih i praznih kontejnera; c) hvata~ kontejnera promenljive duìne i hvata~ kontejnera nepromenljive duìne (d) koji se vezuje za dizalicu vilju{kara i namenjen je za prazne kontejnere; e) Ro-Ro bo~ni hvata~ kontejnera za pune 20-stopne kontejnere; f - hvata~ kontejnera nepromenljive duìne koji se priveznicama ka~i za dizalice gde se ru~no polu`nim sistemom zaokre}u ~epovi i g) hvata~ za poluprikolice (Piggy Back, Huckepack) sa ugradjenim nauglicama radi mogu}nosti zahvata za standardni hvata~ kontejnera. Pod standardnim (uobi~ajenim) hvata~em kontejnera podrazumeva se onaj koji od gore sa 4 obrtna ~epa hvata nauglice. Po{to pod nazivom veliki kontejneri podrazumevamo samo one od 20 stopa pa navi{e, manji kontejneri nr. od 10 stopa takodje mogu se prenositi hvata~ima koji imaju dodatke i na ovom razmaku (oko 3 m) ili sa priveznicama ili vilju{karom. Na slici 5.38 data je dispoziciona shema i fotografija uobi~ajenih konstrukcija [8]. Osnovni deo konstrukcije preko elektri~nog kabla dobija napajanje i signalizaciju - komande od rukovaoca.

27

Slika 5.37. Hvata~i kontejnera Sistem kotura~a obezbedjuje dizanje i spu{tanje hvata~a i kod obalskih dizalica u tzv. V rasporedu delimi~no se obezbedjuje njihovo prigu{enje. Kod portalnih dizalica na skladi{tu, nej~e{}e se ugradjuju dodatna koso postavljena uàd za njihovo prigu{enje i pozicioniranje. Sa svake strane hvata~a izvla~e se konzolni delovi koga ~ine dva kutijasta nosa~a (videti sliku). Pogoni za izvla~enje i pode{avanje razlika prema meri kontejnera imaju sinhroni rad leve i desne strane i ostvaruju se preko navojnog vretena, zup~aste letve ili lamelastog lanca. Na ~etiri ugla ugradjuju se obrtni ~epovi (slika 5.38). Nosivost hvata~a kontejnera je nametnuta masom kontejnera nrp. (ISO kontejner 40, odnosno 12 m ima bruto mastu 30.48 t). Kako iz slike 5.38. proizilazi za zakretanje (rotaciju) za 90o obrtnog ~epa i zakretanje vodjica (flipera) koriste se hidrocilindri. Zbog njih na hvata~u postoji hidrauli~ni aparat i sistem senzora za verifikaciju poloàja ~epa i flipera, koji u spu{tenom poloàju sluè za navodjenje hvata~a kontejnera na sam kontejner, ako je pozicioniran sa gre{kom od ± 5 cm. Dava~ optere}enja pored merenja kontejnera daje signale u upravlja~kom sistemu da je kontejner zahva}en u sve ~etiri nauglice. Na hvata~u postoji svetlosna signalizacija u raznim bojama koja pokazuje status pri radu. Mase hvata~a kontejnera npr. kao na slici 5.38 je 4-7 t, a onih primitivih kao na slici 2.37.f moè biti i 1-2 t.

28

Slika 5.38. Hvatač kontejnera sa dodacima za zahvat kamiona ili prikolice

Slika 5.39. Sklop ~epa i zakretne vodjice (Flipper) Oznake na slici su: 1-poklopac, 2-zaptiva~, 3-navojna ~aura, 4-gornji uloàk, 5-~aura, 6-gornji aksijalni leàj, 7-sigurnosni prsten, 8-navrtka, 9-donji aksijalni leàj, 10,11- kugli~ni oslon, 12- dava~ optere}enja, 13-~aura, 14-ku}i{te, 15-vodjica, 16-obrtni ~ep, 17-vodjica, 18-konstrukcija hvata~a, 19-poluge, 20-grani~nik sa gumeni

29

oslonom, 21-radna zona kretanja, 22-hidrocilindar, 23-oslon cilindra za konstrukciju i 24-klip hidrocilindra. 5.5. Grabilice (Greifern, grabs) Potreba za masovnim pretovarom sirovina (rude, ugalj i sl.) uslovile su razvoj sredstava za hvatanje rasutih tereta, kojima }e se na velikim dizalicama ostvariti kapacitet pretovara i preko 1000 t/h, u velikim morskim lukama. Prema saznanju autora najve}a grabilica u Roterdamskoj luci ima neto nosivost oko 50 t, i radi sa dizalicom ukupne nosivosti 85 t. Grabilice na dizalicama su ~esto bruto mase 32 t i 16 t, od ~ega oko 40% pripada sopstvenoj masi ~eli~ne konstrukcije. Slika 5.40. Grabilice Po{to postoje desetine razli~itih tipova grabilica, da}e se pregled samo naj~e{}e upotrebljavanih. Kod dizalica u terminalima rasutih tereta primenjuju se prakti~no samo uètne grabilice sa dva pogona, a kod mobilnih ma{ina na otvorenim skladi{tima manjeg kapaciteta i frekvencije robe kao i privremenim skladi{tima primenjuju se naj~e{}e direktno oka~ene hidrauli~ne grabilice. 5.5.1. Jednouètne mehani~ki zabravljene grabilice Ovakve konstrukcije su retko u primeni. Ka~e se na bilo koju dizalicu sa kukom. Na slici 5.42 pokazan je princip rada gde se spu{tanjem kotura~e segment uvla~i medju prste (poz.2.), ~ime se omogu}ava zahvat. Otvaranje grabilice (prstiju poz.2.) mogu}e je izvesti posebnim ru~nim uètom ili polugom ili kao na slici 5.42 oslanjanjem grabilice na tlo, kada segment razdvaja prste preko ispusta.

Slika 5.42. Jednouètna grabilica

30

Oznake na slici su: 1 - kotura~a sa segmentom za hvatanje, 2 - prsti, 3 - ispusti, 4 - uè, 5 - glava za vezu sa kukom ili kotura~om dizalice

Slika 5.41. Podela grabilica Ako se u glavi grabilice postavi vitlo (potreban je dovod elektri~ne struje kablom), tada je mogu}e njime preko kotura~e otvoriti i zatvoriti grabilicu oka~enu na kuki dizalice. 5.5.2. Motorna grabilica sa mehani~kim zatvaranjem (navojnim vretenom)

Slika 5.43. Jednouètna grabilica zatvorena navojnim vretenom. Na slici 5.43 data je kompaktna konstrukcija grabilice zapremine do 2,5 m3 koja se ka~i na kuku dizalice. Dovodni elektri~ni kabel omogu}ava rad elektromotora sa reduktorom koji obr}e navojno vreteno sa levim i desnim navojem, ~ime se otvaraju i zatvaraju ~eljusti grabilice. Komandovanje je iz kabine dizalice. Motorna hidrauli~na grabilica je sli~ne konstrukcije, ali umesto navojnog vretena ima hidrocilindar, koji dobija ulje iz hidrauli~nog agregata ugradjenog u glavi grabilice. Ovde se takodje preko elektri~nog kabla napaja elektromotor strujom i komanduje se radom ventila hidrauli~ne instalacije. 5.5.3. Grabilica sa dva pogonska mehanizma za dizanje

Grabilice

Užetne Direktno okačene

Jednoužetne

•mehanički zabravljene,

•sa vitlom za zatvaranje,

•sa navojnim vretenom,

•sa hidrauličnim zatvaranjem

Sa dva pogona

•dvoužetne,

•višeužetne

•Pneumatske ,

•Hidraulične

31

Razdvajanje funkcija dizanja (drànja) grabilice koja visi od funkcije otvaranja i zatvaranja zahteva dva sistema za dizanje koji su odvojeni i povezani. Kako sa slike 5.42 sledi u fazi grabljenja grabilica ili zadràva istu visinsku kotu ili se ~ak spu{ta (zaranja) u rasut teret, da bi se potom dizala. Na slici 5.44 data je grabilica ovog tipa sa 4 uèta i silama koje deluju u procesu grabljenja. Sopstvena masa grabilice mora biti tolika, da se silama u uàdima za zatvaranje Ss mora proizvesti tolika sila H, koja je dovoljna za rezanje (prodor-penetraciju) noèva grabilice u rasut teret. U suprotnom grabilica }e isplivati na povr{inu rasutog tereta i ne}e se napuniti.

Slika 5.44. Grabilica sa 4 uèta Radi pove}anja sile rezanja, unutar grabilice ugradjuje se kotura~a, kojom se multiplikuje sila Ss, ~ime se smanjuje brzina zatvaranja u odnosu na brzinu dizanja uèta (uàdi) za zatvarnje. Zbog mogu}eg o{te}enja ovog segmenta uàdi za zatvaranje (ve}i broj savijanja u kotura~i, prljav{tina od tereta i sl.) naj~e{}e se u grabilicu ugradjuje posebna sekcija uèta, koja se pogodnim spojnicama tzv. Demag-kru{kama vezuje za krakove uàdi od dizalice. Na kraju procesa zatvaranja (sila u uàdima za drànje grabilice u celom ovom procesu je nula), ceo teret visi na uàdima za zatvaranje (Ss). Po~etkom dizanja uklju~uju se oba pogona i u zavisnosti od konstrukcije i regulacije pogonskih mehanizama za dizanje, do}i }e do zatezanja uàdi za drànje i prihvatanje dela tereta koji visi. Sila u uàdima za drànje nesme pre}i polovinu ukupne teìne (grabilice i tereta), jer bi tada po~elo otvaranje grabilice i prosipanje tereta. Otvaranjem grabilice rastere}uju se uàd za zatvaranje (Ss)i grabilica svojom teìnom visi na uàdima za drànje (unutra{nja dva kraka na slici 5.5.). Zbog manjeg optere}enja uàdi za dizanje (sila je uvek manja od polovine bruto tereta), postoje konstrukcije samo sa npr. jednim uètom za dizanje i dva za zatvaranje. Kod manjih grabilica mogu}a je izvedba i sa jednim uètom za zatvaranje i jednim za drànje. 5.6. Polipi Polipi su specijalna zahvatgna sredstva za npr. drva, balvane, staro gvo`dje, otpad, mulj i sl. koji mogu da imaju isti princi rada kao i grabilice. Na slici 5.45 dat je polip sa 4 prsta (moè da ima i 5 npr.) sa hidrauli~nim agregatom, {to zahteva dovod elektri~ne struje. Svaki od pipaka - prstiju polipa ima svoj hidrocilindar, ~ime se ostvaruje ista sila stezanja - zatvaranja tereta bez uslova da se svi prsti zatvore do nekog unapred odredjenog poloàja. Na istoj slici data je i hidrauli~na {ema.

32

Ako se polip ka~i na uàdi kao grabilica sa dva pogonska mehanizma, onda svi prsti imaju isto kretanje i moraju se zatvarati.

Slika 5.45. Polip Literatura: 1. Hoffmann K, Krenn E, Stanker G.: Fördertechnik, R.Oldenburg Velag, Wien 1993. 2. Martin H.: Transport und Lagertechnik, Vieweg, Braunschweig, 1995. 3. Madjarevi} B.: Rukovanje materijalom, Tahni~ka knjiga, Zagreb, 4. -:Gruzozahvatna ustroistva , spravo~nik, Transport, Moskva, 1980. 5. Lapkin JO. P, Malkovi^ A.P.: Peregruzo^qie ustroistva,

Maiinostroenie, Moskva, 1984. 6. Pickersgill W. : Lashebemaschinen, Verlag von Konrad Wittwer, Stuttgart, 1904. 7. 8.

Georgijevi} M.: Regalna skladi{ta, Mala velika knjiga, Novi Sad, 1995. Georgijevi} M.: Prtovar kontejnera. Knjiga pripremljena za {tampu.

9. 10.

Engelberger J.F.: Robotics i Practice, Kogan Page, London, 1981. Standardi i katalozi proizvodja~a (Novkabel, Pobeda, Pfeifer, APE-Ingineering, MIN, Polomatic, IJC, General Clamp Ind. itd.)

Documents

zahvatna sredstva