Dwie suwnice natorowe 2 t i 1 t na wspólnym torze – projekt i realizacja JN Projekt
W jednej z naszych ostatnich realizacji zaprojektowaliśmy, wyprodukowaliśmy i zamontowaliśmy dwie suwnice natorowe o udźwigach 2 t i 1 t. Suwnice pracują na wspólnym torze jezdnym. Po zakończeniu montażu i uruchomieniu urządzenia zostały przygotowane do badań odbiorczych oraz przeprowadzone przez procedurę UDT.
Obie suwnice wyposażono w elektryczne napędy jazdy mostu sterowane falownikami. Suwnice wyposażone zostały w przejezdne elektryczne wciągniki łańcuchowe, sterowanie radiowe, rolki prowadzące oraz zasilanie z szynoprzewodu.
W projekcie istotne było nie tylko wykonanie dwóch kolejnych urządzeń transportu bliskiego, lecz przede wszystkim włączenie ich w istniejący układ hali w taki sposób, aby maksymalnie wykorzystać dostępną przestrzeń i konstrukcję, ograniczyć liczbę nowych słupów na posadzce i zachować możliwie dużo miejsca dla produkcji oraz komunikacji.
Dwie suwnice natorowe na wspólnym torze jezdnym
Zastosowanie dwóch suwnic na jednym torowisku pozwala wykorzystać tę samą przestrzeń roboczą do obsługi różnych operacji transportowych. W tym przypadku jedna suwnica ma udźwig 2 t, a druga 1 t.
Nie oznacza to jednak po prostu ustawienia dwóch niezależnych urządzeń obok siebie. Już na etapie projektowania trzeba uwzględnić jednoczesną obecność obu mostów, zakres ich ruchu, oddziaływania przekazywane na torowisko i konstrukcję wsporczą oraz sposób ograniczenia wzajemnego zbliżenia urządzeń.
W tej realizacji zastosowaliśmy również układ antykolizyjny, który kontroluje wzajemne zbliżenie suwnic pracujących na wspólnym torze.
Takie rozwiązanie pozwala stworzyć jeden spójny system transportu zamiast dwóch całkowicie niezależnych instalacji.
Value engineering – wykorzystanie istniejącej konstrukcji i mniej słupów na posadzce
Podczas projektowania urządzeń przemysłowych staramy się stosować podejście value engineering, czyli szukać rozwiązania zapewniającego wymaganą funkcjonalność, bezpieczeństwo i trwałość przy możliwie racjonalnym wykorzystaniu konstrukcji, przestrzeni oraz materiału.
Nie oznacza to upraszczania konstrukcji kosztem jej parametrów. Chodzi o eliminowanie elementów, które nie wnoszą dodatkowej wartości dla użytkownika, jeżeli tę samą funkcję można zrealizować w prostszy sposób.
W opisywanej realizacji istotnym ograniczeniem była liczba słupów stojących na posadzce. Każdy dodatkowy słup zajmuje miejsce, może kolidować z ciągiem komunikacyjnym, stanowiskiem produkcyjnym albo przyszłą zmianą organizacji hali.
Dlatego przy projektowaniu nowego układu wykorzystaliśmy również elementy wcześniej zaprojektowanych i wykonanych przez JN Projekt konstrukcji. Po uwzględnieniu nowych obciążeń w projekcie część środkowych słupów podporowych stanowi jednocześnie podparcie dla obecnego torowiska suwnic oraz wcześniej zrealizowanych przez nas konstrukcji.
Pozwoliło to ograniczyć liczbę nowych podpór na posadzce i lepiej wykorzystać przestrzeń hali.
Więcej o sytuacji, w której konieczne jest wykonanie niezależnej konstrukcji wsporczej dla suwnicy, opisujemy również w osobnym artykule dotyczącym montażu suwnicy w hali, która pierwotnie nie była pod nią projektowana.
Rolki prowadzące zamiast prowadzenia suwnicy wyłącznie na obrzeżach kół
Jednym z ciekawszych technicznie elementów tej realizacji jest zastosowanie osobnych rolek prowadzących.
W klasycznym rozwiązaniu prowadzenie mostu może odbywać się za pomocą obrzeży kół jezdnych współpracujących z szyną. W projektowanym przez nas układzie zadanie prowadzenia zostało wydzielone i przejęte przez rolki współpracujące z boczną powierzchnią główki szyny.
Ma to znaczenie nie tylko eksploatacyjne, ale również obliczeniowe.
PN-EN 1991-3:2009 – Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje – Część 3: Oddziaływania wywołane dźwignicami i maszynami rozróżnia przypadek prowadzenia za pomocą oddzielnych elementów prowadzących oraz prowadzenie za pomocą obrzeży kół. Sposób prowadzenia wpływa na model przyjmowany przy określaniu sił poziomych powstających podczas ukosowania suwnicy.
Jeden tor prowadzący, drugi z większym luzem
W naszym rozwiązaniu funkcje rolek po obu stronach mostu nie są identyczne.
Po jednej stronie, którą traktujemy jako stronę prowadzącą, rolki pracują z przyjętym niewielkim luzem względem szyny. To właśnie ten układ przejmuje przede wszystkim reakcje boczne związane z prowadzeniem mostu.
Po przeciwnej stronie pozostawiamy większy luz. Rolki tej strony nie tworzą w normalnym stanie drugiego sztywnego układu prowadzenia, lecz pozwalają mostowi dostosować się do rzeczywistej geometrii torowiska i tolerancji wykonania.
Dzięki temu nie tworzymy niepotrzebnie przesztywnionego układu, w którym niewielkie różnice rozstawu szyn, odchyłki montażowe czy odkształcenia konstrukcji powodowałyby dodatkowe naprężenia i reakcje poprzeczne.
W praktyce oznacza to zdefiniowanie jednej głównej strony prowadzącej i pozostawienie drugiej stronie kontrolowanej swobody.
Dlaczego baza prowadzenia h ma znaczenie?
Przy analizie sił poziomych od ukosowania ważny jest nie tylko sam fakt zastosowania rolek, ale również geometria ich rozmieszczenia.
W modelu PN-EN 1991-3 siła prowadząca może być opisana zależnością:
S = f · λS,j · ΣQr
gdzie współczynnik siły λ zależy między innymi od geometrii układu i odległości pomiędzy chwilowym środkiem obrotu suwnicy a właściwym elementem prowadzącym.
W odpowiednich schematach obliczeniowych zwiększenie efektywnej bazy prowadzenia powoduje zmniejszenie wartości części współczynników związanych z ukosowaniem. W praktyce oznacza to, że odpowiednie odsunięcie od siebie punktów prowadzenia może wyraźnie ograniczyć reakcje poziome. Reakcje te następnie muszą zostać przeniesione przez czołownicę, koła, rolki, szynę i konstrukcję podsuwnicową.
Nie jest więc obojętne, czy rolki prowadzące znajdą się bardzo blisko siebie, czy zostaną rozmieszczone tak, aby wykorzystać możliwie korzystną bazę prowadzenia.
To jeden z przykładów, w których pozornie niewielka decyzja konstrukcyjna wpływa na cały model obciążeń urządzenia.
Elektryczne napędy jazdy mostu sterowane falownikami
Obie suwnice wyposażono w elektryczne napędy jazdy mostu sterowane przemiennikiem częstotliwości.
Falownik pozwala odpowiednio kształtować fazę rozpędzania i hamowania suwnicy. Ma to szczególne znaczenie podczas transportu podwieszonego ładunku, ponieważ gwałtowna zmiana prędkości może powodować jego rozkołysanie.
Płynne rozpędzanie i hamowanie poprawia komfort operatora, ułatwia dokładne pozycjonowanie oraz ogranicza dynamiczne oddziaływania przekazywane na konstrukcję.
Przejezdne wciągniki łańcuchowe i sterowanie radiowe
Do podnoszenia zastosowaliśmy elektryczne wciągniki łańcuchowe z napędem jazdy wzdłuż mostu.
Połączenie trzech ruchów – jazdy mostu, jazdy wciągnika i podnoszenia – pozwala obsłużyć całe prostokątne pole pracy. Pole to jest ograniczone rozpiętością suwnicy oraz długością torowiska.
Sterowanie realizowane jest za pomocą nadajników radiowych. Operator nie musi poruszać się razem z podwieszoną kasetą sterowniczą. Może wybrać miejsce, z którego najlepiej obserwuje ładunek, przeszkody i jego drogę transportu.
Kierunki ruchów roboczych zostały jednoznacznie oznaczone na urządzeniu. Ułatwia to powiązanie poleceń nadajnika radiowego z rzeczywistym kierunkiem ruchu mechanizmów.
Zasilanie z szynoprzewodu
Obie suwnice są zasililismy za pomocą szynoprzewodu prowadzonego wzdłuż torowiska.
Rozwiązanie takie dobrze sprawdza się szczególnie przy dłuższych trasach jazdy oraz przy kilku urządzeniach korzystających z tej samej infrastruktury. Pozwala uporządkować instalację zasilającą i uniknąć prowadzenia długich swobodnych przewodów wzdłuż drogi pracy mostu.
Projekt, produkcja, montaż i odbiór UDT
Realizacja urządzenia dźwignicowego nie kończy się na wykonaniu konstrukcji stalowej i ustawieniu jej na torze.
W JN Projekt cały proces obejmował projekt mechaniczny i elektryczny, wykonanie urządzeń, montaż na obiekcie, uruchomienie, regulację mechanizmów, przygotowanie dokumentacji oraz udział w procedurze odbiorczej.
W Polsce niemal wszystkie suwnice podlegają dozorowi technicznemu, dlatego urządzenie po montażu odpowiednio przygotowujemy do badań i eksploatacji.
Zobacz obie suwnice podczas pracy
Poniższy film pokazuje rzeczywistą pracę obu wykonanych przez nas suwnic natorowych. Widoczne są m.in. przejazdy mostów, praca wciągników, sterowanie radiowe oraz wzajemne położenie urządzeń na wspólnym torze.
Obejrzyj film bezpośrednio na YouTube
Kiedy warto zastosować suwnicę natorową?
Suwnica natorowa jest szczególnie interesującym rozwiązaniem. Zwłaszcza, gdy urządzenie ma regularnie obsługiwać większą powierzchnię hali, a wymagany udźwig sięga kilku ton. Poza tym, gdy użytkownik oczekuje elektrycznych napędów jazdy i wygodnego sterowania.
Nie oznacza to jednak, że suwnica natorowa zawsze będzie najlepszym rozwiązaniem. Przy lekkich ładunkach i pracy stanowiskowej często polecamy zastosowanie lekkiego systemu podwieszanego. Dlatego przed rozpoczęciem projektu warto porównać suwnicę podwieszaną i natorową pod kątem rzeczywistego procesu produkcyjnego.
W przypadku istniejących obiektów równie ważne jest sprawdzenie, czy hala posiada konstrukcję odpowiednią do przeniesienia obciążeń od urządzenia. Pozwala to ocenić, czy potrzebna będzie osobna estakada lub konstrukcja wsporcza.
Suwnice natorowe projektowane pod konkretny proces
Każda hala i każdy proces transportowy stawia inne wymagania. Dlatego przy projektowaniu analizujemy nie tylko udźwig i rozpiętość, ale również sposób wykorzystania urządzenia, geometrię toru, możliwe rozmieszczenie podpór, sposób prowadzenia mostu, prędkości mechanizmów, sterowanie i możliwość późniejszego rozwoju instalacji.
W tej realizacji połączenie dwóch suwnic na wspólnym torowisku, odpowiednio zaprojektowanego prowadzenia na rolkach, napędów falownikowych, sterowania radiowego i wykorzystania wspólnych elementów konstrukcji pozwoliło stworzyć system dopasowany do istniejącej hali bez wprowadzania zbędnych podpór na posadzce.
Więcej naszych realizacji suwnic przemysłowych można zobaczyć w galerii JN Projekt.
Planujesz suwnicę natorową lub konstrukcję wsporczą do istniejącej hali?
