Назначение, виды и критерии выбора подъемно-транспортного оборудования. Методики расчета потребности

Разработку системы складирования всегда следует начинать с анализа имеющегося в наличии подъемно-транспортного оборудования или подъемно-транспортного оборудования, которое может себе позволить приобрести компания, оснащающая свой склад.

При выполнении погрузо-разгрузочных операций наблюдается наибольшая занятость, во многих случаях используется малоквалифицированная рабочая сила.

В механизации этих работ заложены резервы сокращения доли ручного труда, повышения его производительности и ускорения выполнения технологических операций посредством внедрения новейшего технологического оборудования и соответствующих ему технологических процессов.

Функциональное деление подъемно-транспортного оборудования представлено в таблице 2.

Ко всем видам подъемно-транспортного оборудования предъявляется ряд требований:

· машины и устройства должны обладать эксплуатационной надежностью в работе, иметь необходимую прочность и устойчивость, иметь высокий КПД, быть безопасными для обслуживающего персонала, иметь небольшой собственный вес;

· производительная мощность машин и устройств должна соответствовать условиям и объему работ и сокращать простой подвижного состава под грузовыми операциями;

Таблица 2

Функциональное деление подъемно-транспортного оборудования

· машины для погрузочно-разгрузочных и внутрискладских работ по возможности должны быть однотипны, чтобы в необходимых случаях они могли заменить друг друга и обеспечить комплексную механизацию и, где возможно, автоматизацию работ;

· машины, применяемые для складских работ, должны обеспечить качественную и количественную сохранность перерабатываемых материалов;

· соответствие привода наличию местных энергетических ресурсов. (целесообразно – с электроприводом);

· тип подъемно-транспортного оборудования выбирается исходя из вида, габаритных размеров и веса перерабатываемых материалов;

· применяемые машины и устройства должны быть экономичными.

Большое многообразие подъемно-транспортного оборудования можно классифицировать по основным техническим и эксплуатационным характеристикам.

В зависимости от технических характеристик подъемно-транспортного оборудования подразделяется:

· по производительности;

· по характеру перемещения материалов;

· по направлению перемещения материалов;

· по мобильности;

· по виду движущей силы;

· по типу передачи.

В зависимости от эксплуатационных характеристик подъемно-транспортное оборудование классифицируется:

· по виду перерабатываемых материалов;

· по характеру выполняемых операций.

По производительности подъемно-транспортное оборудование подразделяются на:

· основные средства механизации (краны, конвейеры, погрузчики);

· вспомогательные (блоки, ручные тележки, домкраты).

По характеру перемещения материалов:

· машины периодического (циклического) действия – они перемещают материалы отдельными порциями через определенный интервал времени. Для них характерно наличие холостого хода, т.е. после каждого захвата и перемещения материала они возвращаются обратно незагруженными. К машинам и механизмам периодического действия относятся все грузоподъемные краны, погрузчики, механические тележки, тельферы и т.д.;

· машины непрерывного действия – они перемещают материал непрерывным потоком, без остановок для захвата и освобождения материала. Ввиду отсутствия холостого хода они являются экономичными и производительными. Эти машины могут быть с тяговым рабочим органом (ленточные, пластинчатые, скребковые конвейеры) и без тягового рабочего органа (винтовые, роликовые и др. конвейеры).

К машинам и механизмам непрерывного действия относят также пневматический транспорт и установки для перемещения наливных материалов.

По направлению перемещения материалов:

· машины и механизмы, перемещающие материалы в горизонтальной и слегка наклонной плоскости. К ним относят: различные конвейеры, механические тележки, лебедки и т.д. Как правило, их применяют в сочетании с другими машинами и механизмами, которые обеспечивают загрузку рабочего органа машины и снятие с него материала. Так, механические тележки применяют в сочетании с подъемным краном и штабелеукладчиком;

· машины и механизмы, перемещающие материалы в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости. К ним относятся: штабелеукладчики, грузовые лифты, подъемники, элеваторы и др. Эти машины особенно эффективно использовать в многоэтажных складских зданиях. Их также применяют в сочетании с другими машинами и механизмами, которые обеспечивают транспортирование к ним материалов в горизонтальном направлении и загрузку их рабочих органов;

· машины и механизмы, перемещающие материал в смешанном направлении (как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости или по любой траектории в пространстве). К ним относятся: погрузчики, краны, краны-штабелеры, тельферы и др. Эти машины и механизмы наиболее универсальны и применяются для погрузки, выгрузки и складской переработки разных по транспортабельности и условиям хранения материалов.

По мобильности различают:

· машины и механизмы стационарные – они не могут быть перемещены на другой участок работы без демонтажа и установки на новом месте. К ним относятся: грузоподъемные лифты, некоторые конвейеры и краны;

· машины и механизмы передвижные и переносные – они могут быть перемещены с одного места работы на другое без демонтажа. В числе этих машин отдельную группу составляют самоходные – это грузоподъемные краны на железнодорожном, автомобильном или гусеничном ходу; погрузчики.

По виду движущей силы различают:

· самотечные (гравитационного действия) – это наклонные спуски, роликовые дорожки;

· ручного действия – это ручные тележки;

· с электрическим приводом – они работают от сети энергоснабжения (краны – штабелеры - КШ, мостовые краны - МК, козловые краны - КК) или аккумуляторов (электропогрузчики - ЭП, электроштабелеры - ЭШ, электротали - ЭТ);

· с приводом от двигателя внутреннего сгорания (автопогрузчики - АП);

По типу передачи различают машины с гидравлической, механической, электрической передачей.

В зависимости от эксплуатационных характеристик ПТО классифицируется:

По виду перерабатываемых материалов:

· машины и механизмы для переработки штучных и тарно-упаковочных материалов. Они, как правило, имеют комплекс сменного оборудования, которое используется для захвата материалов в различной таре – ящиках, кулях, бочках, пачках, связках или штучных россыпью (навалом). Пакетирование штучных и затаренных материалов, использование поддонов и контейнеров упрощает применение машин и ускоряет процесс переработки материалов. Для погрузки, выгрузки, перемещения и складирования штучных и тарно-упаковочных материалов применяют краны всех типов, погрузчики, конвейеры и другие машины;

· машины и механизмы для переработки длинномерных и тяжеловесных материалов (лесоматериалов, швеллеров, труб) характеризуются большой грузоподъемностью и высокой производительностью. К ним относятся краны, специальные погрузчики;

· машины и механизмы для переработки сыпучих материалов (цемента, извести, угля и т.п.) в большинстве случаев - это специально сконструированные высокопроизводительные ленточные конвейеры, вибрационные установки и др. Иногда при погрузке, выгрузке и штабелировании этих материалов используют некоторые типы универсальных машин: железнодорожные и мостовые краны, которые оборудованы специальными грузозахватными устройствами-грейферами. Кроме этого, для механизации и автоматизации перемещения сыпучих материалов, в особенности пылевидных и порошкообразных, применяются пневматические устройства (пневматический транспорт).

По характеру выполняемых операций машины и механизмы подразделяются на:

· узкоспециализированные – они предназначены для производства какой-либо одной операции (вагоноопрокидыватели и др.);

· специализированные – предназначенные для переработки какой-либо одной группы материалов (пневмотранспорт и др.);

· универсальные – предназначенные для выполнения различных видов операций по переработке различных материалов. Это наиболее распространенная группа машин и механизмов, которая включает в себя универсальные погрузчики, краны и др.

Характерной особенностью большинства универсальных машин является их способность механизированного или даже автоматизированного захвата материала из подвижного состава или штабеля с последующей транспортировкой и укладкой в штабель, автомобиль, вагон.

Внутри каждой группы и вида машин и механизмов классификация далее осуществляется по грузоподъемности, высоте подъема груза и ряду других эксплуатационных, технических и конструктивных признаков.

Потребность склада в средствах механизации (N_пто) определяется по формуле

N_пто = Qсут ∙ Кнер / Рт/час ∙ Тчас , (15)

где Qсут • Кнер - суточная грузопереработка, т;

Рт/час - часовая производительность механизмов, т/час;

Тчас - суточный фонд времени одного механизма, час.;

Производительность механизмов периодического действия (погрузчиков, кранов и т.д.) определяется так:

Рт/час = 60 ∙ qn ∙ K_пто / t ц = n ц ∙ qn ∙ K_пто, (16)

где qn - грузоподъемность механизма по паспорту, m;

t ц - длительность одного цикла, мин.;

n ц - количество циклов в час.;

K_пто - коэффициент использования механизма по времени и грузоподъемности;

K_пто = K_птоt ∙ K_птоq , (17)

где K_птоt - коэффициент использования механизма по времени;

K_птоq - коэффициент использования механизма по грузоподъемности.

Производительность механизмов непрерывного действия (конвейеров разных типов) зависит от скорости перемещения грузов и средней интенсивности нагрузки, приходящейся на один погонный метр длины конвейера:

Р = 3,6 q ∙ V, (18)

где q - средняя интенсивность нагрузки на один погонный метр, кг;

V- скорость движения ленты конвейера, м/сек.

Если ленточный конвейер перемещает штучные грузы весом Р кг через равные промежутки между ними (l м), то производительность конвейера равна:

Р = 3,6 • • V , (19)

где р – средняя масса одного грузового места, кг.

Если ленточный конвейер перемещает сыпучие грузы объемной массой (т/м3) и известна площадь поперечного сечения перемещаемого груза F(м²), то производительность конвейера будет рассчитываться следующим образом:

Р = 3 600 F (м2) ∙ (т/м3) ∙ V , (20)

Алгоритм выбора конкретного вида и типа подъёмно-транспортного оборудования должен быть следующим:

1. Сравнение номинальной и остаточной (фактической) грузоподъемности механизма;

2. Анализ фактической высоты подъема груза данным механизмом;

3. Расчет ширины межстеллажного прохода (Ast):

Ast = 100 мм[2] + ширина требуемого проезда для выбранного механизма (мм) + 100 мм¹.

На данном этапе также следует учитывать зависимость ширины межстелажного прохода от используемой техники (рис. 23).

Высота подъема (мм)

13500 13500

11500 5600 - 5600-

ЭШ ЭШ ЭП 8500 АП 4500

узкопрох. фронтальн.

1800 2900 3000 -3500 3600 - 4500

Межстеллажный проход (мм)

Рис. 23. Зависимость размеров межстеллажного прохода от используемой техники

4. Анализ времени заряда батареи механизма (для оборудования, работающего на батареях);

5. Анализ условий сервисного обслуживания.

Исследование рынка погрузо-разгрузочного оборудования, проведенное специалистами КИА центра в 2004 г. [35, с.89], показывает, что его спектр, который предлагает мировой рынок, очень широк - от гидравлических тележек до погрузчиков, которые могут применяться на любых складах. Пользователь выбирает то оборудование, которое ему больше всего подходит. Немаловажное значение при этом имеют цена и качество.

Один из крупнейших журналов погрузочно-разгрузочной индустрии "Modern Materials Handling" начиная с 1997 года составляет рейтинги двадцати ведущих компаний производителей ПТО. По оценкам журнала, лидерами индустрии являются компании "Linde" и "Toyota", npnчeм "Linde" возглавляет список лидеров уже с 1991 года. Позиция номер три в рейтинге журнала принадлежит корпорации NACCO (марки Hyster и Yale), продажи которой составили в 1999 году $1,7 млрд., что на 6,6% выше показателя компании Jungheinrich, занимающей четвертую строчку в рейтинге. Среди других ведущих компаний рейтинга пять компаний: ВТ Industries, Crown, Manitou, Mitsubishi/Caterpillar и ТСМ.

По структуре спроса лидирующее положение на рынке продолжают занимать погрузчики с двигателями внутреннего сгорания, доля которых составляет в среднем 40,0% , далее следуют электрические тележки и штабелеры - 27,5%, контрбалансные электропогрузчики - 20,0% и узкопроходные электропогрузчики и штабелеры - 12,3%.

Анализируя ситуацию с производством вилочных погрузчиков, грузовых тележек и штабелеров, многие эксперты отмечают возрастание значимости таких факторов, как глобализация; создание дополнительных ценностей для потребителя; повышение или удержание рыночных позиций; сокращение затрат, и в первую очередь затрат, не связанных с созданием ценностей; создание новых продуктовых линий, отвечающих мировым стандартам, а также стремительно растущие возможности электронного бизнеса.

В России в соответствии с уровнем развития складской инфраструктуры наибольшим спросом пользуются ручные гидравлические тележки грузоподъемностью до 2,5 т, штабелеры с высотой подъема до 6 м, погрузчики грузоподъемностью от 1 до 8 т. Весь этот спектр складской техники может удовлетворить требования любых покупателей.

Ведущие места на российском рынке занимает техника болгарских и корейских производителей, она стоит в 1,5 - 2 раза дешевле оборудования европейских компаний. Болгария - традиционный поставщик погрузочно-разгрузочного оборудования в Россию и страны СНГ. Но в последнее время на российском рынке появилась южнокорейская техника прекрасного качества при достаточно невысокой цене.

Вслед за болгарскими и корейскими производителями на российском рынке идут западноевропейские компании, предлагающие широкий спектр складского оборудования. Дорогостоящая техника, по оценкам специалистов, сегодня на нашем рынке занимает около 30%.

Среди финских поставщиков складской техники можно назвать компанию "Rocla". Она выпускает широкий спектр оборудования: от простой вилочной гидравлической тележки и до роботизированных комплексов. Достаточно широко представлены штабелеры, работающие на больших высотах -10-12 м. Техника "Rocla" позволяет работать с различными видами грузов.

Известна на рынке и компания "Jungheinrich" выпускающая разнообразное складское оборудование - от гидравлических тележек до погрузчиков, которые могут применяться на больших складах. Техника этой фирмы отличается эргономичностью, экономичностью и высокой безопасностью в работе.

На фоне этой картины объем российского рынка погрузо-разгрузочной техники в целом невелик. Ее производство и потребление в нашей стране существенно уступают объемам промышленно развитых государств. Причем за последнее десятилетие производство погрузчиков неуклонно падало, достигнув самого низкого уровня в 1996 году (674 ед. - автопогрузчики). Вместе с тем в последние годы наблюдается ежегодный прирост производства (5-7%). Основное производство складской техники сосредоточено на Екатеринбургском машиностроительном заводе имени М.И. Калинина, Калининградском заводе «Вагоностроитель», Канашском заводе электропогрузчиков, Тверском экскаваторном заводе, Орловском заводе «Погрузчик», заводе «Транспрогресс» (г. Орехово-Зуево).

Номенклатура выпускаемого в России оборудования довольно ограниченна. Если товарная линия ведущих производителей насчитывает 300-400 моделей, то номенклатура российских производителей составляет в лучшем случае несколько десятков моделей. В первую очередь это грузовые тележки различных типов. Электрические погрузчики выпускаются грузоподъемностью 1 т, 1,2 т, 1,6 т и высотой подъема 3 - 3,5 м. Автопогрузчики выпускаются в основном с дизельными двигателями грузоподъемностью 5 - 8 т. Некоторые отечественные предприятия комплектуют свою продукцию импортными узлами более высокого качества, тем самым повышая конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Сегодня на российском рынке представлена широкая гамма торговых марок, начиная от давнишних партнеров-производителей Болгарии, Германии, Чехии, Японии, Великобритани и кончая недавно появившимися у нас марками производителей Кореи и Китая. Некоторые компании помимо новой техники предлагают восстановленную и подержанную. Все крупные компании имеют стройную и хорошо организованную систему обеспечения потребителей запасными частями. Наиболее часто поставляемыми запасными частями для вилочных погрузчиков являются аккумуляторы, элементы гидропривода и трасмиссии. Многие российские компании, торгующие погрузочно-разгрузочной техникой, достаточно известны на рынке. Это такие компании, как «Антал», «Интерподъем», «Мираж», «РИФ», «СЕВКО», «Складские технологии и логистика», «Стелла-инженеринг», «ТФН», «Форк-лифт-Сервис» и другие.