Розроблення та дослідження мобільного штабелера з електромеханічним приводом
Автор: Недял Іван Анатолійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Роботомеханічні системи та комплекси
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи обґрунтовано актуальність проблеми ефективної організації складських робіт та розглянуто основні різновиди складування вантажів. Зокрема, увагу зосереджено на перевагах, недоліках та сферах використання таких видів складування, як штабелювання, стелажне зберігання, «рухоме» складування, складування у вигляді касет для довгомірних вантажів, складування у вигляді обертових стелажів та контейнерне зберігання. Розглянуто класифікацію штабелерів за різними техніко-експлуатаційними характеристиками (типом приводу, способом зрівноваження, наявністю приводу переміщення, способом керування, типом завантаження тощо). Проаналізовано конструктивні і функціональні особливості різних типів штабелерів: ручних гідравлічних візків-штабелерів, самохідних електроштабелерів, вузькопрохідних штабелерів, річтраків, а також мостових і стелажних кранів-штабелерів. Увагу зосереджено саме на останньому типі штабелера, зважаючи на їх переваги при використанні на складах із великим вантажообігом та високим ступенем використання складських площ. Подано загальний вигляд стелажного крана-штабелера, розглянуто його основні конструктивні елементи та описано принцип роботи телескопічної вантажної платформи. За результатами проведеного інформаційного огляду сформовано основні завдання магістерської кваліфікаційної роботи, які полягають у розробленні механізмів горизонтального переміщення штабелера і підйому вантажної платформи, проектуванні телескопічного схоплювача тощо. У другому розділі магістерської кваліфікаційної роботи розглянуто конструктивні особливості опорного візка стелажного крана штабелера. Зокрема увагу звернено на опорно-привідний та опорний модулі механізму горизонталь-ного переміщення штабелера вантажопідйомністю 20 т та максимальною висотою підйому вантажу 18 м. Проведено тяговий розрахунок вказаного механізму та обрано в якості приводу конічно-циліндричний мотор-редуктор КТМ-63-30-50-9.5 номінальною потужністю 9,5 кВт та частотою обертання вихідного вала 50 об/хв. Для забезпечення гальмування штабелера у його конструкції передбачено колодковий електрогідравлічний гальмівний механізм ТКГ-500. Проведено перевірочний розрахунок опорно-привідних коліс та напрямних роликів штабелера за умовами міцності на контактні напруження. Здійснено підбір роликових радіальних однорядних підшипників опорного колеса для забезпечення необхідного ресурсу роботи штабелера – 10000 год, зокрема обґрунтовано доцільність використання підшипників 32428 важкої серії за ГОСТ 8328-75. Проведено розрахунок осі опорного колеса з умови міцності на згин. Обрано шпонкове з’єднання привідного вала – призматичною шпонкою 32?11?50 згідно з ГОСТ 23360-78. Перевірено міцність кріпильного штифта опорного візка штабелера за напруженнями зрізу та зминання. Обґрунтовано доцільність використання запобіжної (пружної втулково-пальцевої) муфти 4000-90-1 ГОСТ 21424-93 у приводі механізму горизонтального переміщення штабелера. З метою аналізу коректності проведених аналітичних розрахунків окремих вузлів та елементів штабелера, було проведено імітаційне моделювання їх навантажень у прикладних програмних продуктах MapleSim та SolidWorks. За результатами проведеного імітаційного моделювання в програмному продукті MapleSim було отримано часові залежності реакцій в опорах рухомого візка штабелера (рис. 2.10), які повністю співпадають з результатами аналітичного розрахунку (див. формулу (2.16) пункту 2.2). Результати імітаційного моделювання в програмному продукті SolidWorks, представлені у вигляді епюри контактних напружень в зоні взаємодії колеса з рейкою (рис. 2.11), з достатньою точністю співпадають із результатами аналітичного розрахунку (див. формулу (2.18) пункту 2.2).Об’єкт розроблення і дослідження – мобільний штабелер з електромеханічним приводом, який може використовуватися для міжстелажного переміщення і складування вантажів на піддонах. Предмет розрахунку і дослідження – елементи приводу мобільного штабелера (опорні колеса, підшипникові вузли, елементи механічних з’єднань, запобіжної (пружної втулково-пальцевої) муфти тощо). Мета роботи – розроблення конструктивного рішення і дослідження окремих техніко-експлуатаційних параметрів функціонування мобільного штабелера. Ключові слова – складування, штабелювання, підшипниковий вузол, втулково-пальцева муфта, мотор-редуктор, контактні напруження.