На Автоматизированный склад Устойчивость рельсовой системы определяет эффективность работы штабелеукладчиков. Автоматизированные системы хранения и поиска (АСРС) сегодня перемещают тысячи паллет в день с минимальным участием человека, и такой уровень автоматизации предъявляет к рельсам такие требования, которым обычные крановые пути никогда не подвергаются.
Стойковый кран с автоматизированной системой поиска и хранения (ASRS) движется со скоростью 180-240 метров в минуту по проходам шириной всего 1,5 метра, тогда как ручной мостовой кран двигался бы гораздо медленнее. На таких скоростях смещение рельсов на 2 мм представляет собой риск схода с рельсов, а стык со ступенькой в 0,5 мм передает вибрацию в систему позиционирования.
В этой статье рассматриваются требования, предъявляемые к автоматизированному складу. железнодорожная система, а также о том, как спроектировать гусеницу, которая выдержит круглосуточную беспилотную эксплуатацию.
1. Чем отличается автоматизированная система складских рельсов?
1.1 Скорость и частота вращения
| Параметр | Ручной мостовой кран | Штабелерный кран ASRS |
| Скорость передвижения | 20-60 м/мин | 120-240 м/мин |
| Циклов в день | 50-200 | 500-2,000+ |
| Точность позиционирования | ±10 мм | ±3-5 мм |
| Режим работы | Прерывистый | Практически непрерывный |
Такая скорость многократно увеличивает динамическую нагрузку на рельсы. Штабелеукладчик, работающий со скоростью 200 м/мин, создает примерно в 10 раз больше суточных циклов нагрузки на рельсы по сравнению с традиционным мостовым краном.
1.2 Последствия отказа рельсов
При работе с ручным краном оператор ощущает необычную вибрацию и сообщает о ней. На автоматизированном складе же в проходе никого нет, кто мог бы это заметить:
- Сход с рельсов или ошибка позиционирования останавливают весь проход, и поддоны, находящиеся за ним, становятся недоступны.
- Повреждение одного участка рельса может привести к поломке колес, направляющих и мачты штабелера.
- Перемещение 30-метрового штабелирующего крана по рельсам в проходе шириной 1,5 метра занимает несколько дней и требует специального оборудования.
Цель проектирования смещается от проверки и ремонта к созданию путей, к которым никому не нужно прикасаться.
2. Выбор профиля направляющих для автоматизированной системы хранения и поиска (ASRS).
2.1 Общие профили
В автоматизированной поисково-спасательной системе (ASRS) обычно используются более легкие рельсы. рельсовые профили чем тяжелый промышленный кран, но с более жесткими геометрическими допусками:
| Профиль рельса | Типичное применение | Грузоподъемность колеса |
| А45 / А55 (ДИН 536) | Легкие автоматизированные системы поиска и хранения, системы мини-загрузки | До 50 кН |
| А65 / А75 (ДИН 536) | Среднеразмерный паллетный автоматизированный складской поиск и поиск. | 50-120 кН |
| А100 / QU80 | Системы автоматизированного поиска и хранения тяжелых поддонов, склады для рулонной стали. | 120-200 кН |
| Плоский пруток, изготовленный на заказ. | Сверхвысокоточные системы | Специфический для приложения |
2.2 Почему стандарт DIN 536 A-серии доминирует в автоматизированных системах хранения и поиска (ASRS)
The DIN 536 A-серия Профиль подходит для автоматизированных систем, поскольку соотношение ширины головки к ширине опоры обеспечивает боковую устойчивость. Узкая головка концентрирует контакт колес с дорогой в предсказуемой зоне, что уменьшает колебания, которые могут возникать при движении на высокой скорости из-за более широких головок.
В проектах, соответствующих китайским стандартам, обычно указывается следующее: серия QU. Геометрия головок QU немного отличается от геометрии головок A-секционного профиля, поэтому перед использованием двух стандартных типов колес на одной колее проверьте их совместимость.
3. Фундамент и выравнивание: критические допуски
3.1 Требования к ровности пола
Наружные рельсы для кранов обычно располагаются на незаметных бетонных постаментах под... подошвенные пластины. Во многих автоматизированных системах хранения и поиска (ASRS) вместо рельсов используются сплошные напольные направляющие, а основанием служит сам пол склада.
Ровность пола в автоматизированных системах хранения и поиска (ASRS) значительно выше, чем у стандартного промышленного пола:
| Стандарт | Классификация | Максимальное отклонение |
| DIN 18202 Таблица 3, Строка 4 | Стандартный склад | ±10 мм / 4 м |
| DIN 18202 Таблица 3, Строка 3 | Автоматизированные системы поиска и поиска с выравниванием | ±5 мм / 4 м |
| TR 34 FM2 / DIN 15185 | Высокоточная автоматизированная система хранения и поиска (ASRS) | ±2 мм / 2 м |
Для штабелерных кранов со скоростью более 180 м/мин практическим минимумом является стандарт FM2 / DIN 15185. Использование более жестких стандартов приведет к ошибкам позиционирования и преждевременному износу колес уже с первой недели эксплуатации.
3.2 Допуски на выравнивание рельсов
The окно выравнивания Рельсы для автоматизированных складских систем уже, чем рельсы для обычных кранов:
| Параметр | Обычный кран | Штабелерный кран ASRS |
| Горизонтальная прямолинейность | ±2 мм / 2 м | ±1 мм / 2 м |
| Вертикальный уровень | ±3 мм / 10 м | ±1,5 мм / 10 м |
| Ширина колеи (если используется двухрельсовая система) | ±5 мм | ±2 мм |
| Шаг в суставе (вертикальный) | ≤0,5 мм | ≤0,3 мм |
| Шаг в суставе (горизонтальный) | ≤0,5 мм | ≤0,2 мм |
Для обеспечения такой точности необходима лазерная юстировка, лазерный трекер или тахеометр, а не рояльная проволока или оптические уровни.
4. Стратегия соединения рельсов для высокоскоростных систем
4.1 Сварные соединения — это золотой стандарт.
При скорости перемещения более 120 м/мин используйте термитная сварка (алюмотермическая) шарниры. Каждый механический шарнир является точкой соприкосновения, передающей вибрацию в систему позиционирования.
Комплекты для термитной сварки от Forgesail Для рельсов серий A и QU получаются соединения с твердостью и прочностью, близкими к твердости и прочности основного рельса. Качественно выполненный сварной шов выдерживает миллионы проходов колес без образования ступенчатой структуры.
4.2 Когда допустимы болтовые соединения
Болтовые соединения с накладками могут быть допустимы в следующих случаях:
- Скорость перемещения составляет менее 100 м/мин.
- В складском помещении поддерживается стабильная температура с точностью до ±5°C.
- Длина прохода составляет менее 60 метров, поэтому стыков меньше.
- Система активно корректирует положение, используя лазерное измерение расстояния.
Если вы используете болтовые соединения, выбирайте обработанные накладки с отверстиями для болтов с высокой точностью. Перфорированные накладки изначально создают люфт.
5. Система крепления для автоматизированной системы складских рельсов
5.1 Непрерывная и дискретная поддержка
Существует два способа крепления рельсов.
Дискретный подошвенные пластины Они располагаются с интервалом 500-800 мм. Они стоят дешевле, проверены в эксплуатации и позволяют регулировать направляющую локально, что подходит для большинства систем автоматизированного хранения паллет.
Цельный опорный канал поддерживает всю рельсовую трассу в виде единой обработанной детали. Он обеспечивает максимальную жесткость и подходит для систем с очень высокой скоростью или высоким ускорением, но его изготовление и монтаж обходятся дороже.
5.2 Требования к зажимам
Крепления для рельсов в системах автоматизированного поиска и хранения (ASRS) имеют иные приоритеты, чем крепления для тяжелой промышленной техники:
| Приоритет | Тяжелый промышленный зажим | ASRS Clip |
| 1-й | Сила зажима | Точность позиционирования |
| 2-й | Устойчивость к усталости | Гашение вибраций |
| 3-й | Тепловая изоляция | Чистота (отсутствие капель жира) |
| 4-й | Коррозионная стойкость | Низкий профиль (проходной просвет) |
Зажим ASRS лучше всего работает с пружинным или эластичным элементом, который поддерживает постоянное усилие контакта без повторной затяжки. Регулируемые зажимы Forgesail с резиновым наконечником Принцип действия следующий: резиновая вставка поглощает микровибрации, которые в противном случае ослабили бы жесткое болтовое соединение.
6. Типичные виды отказов в рельсовых системах автоматизированной системы поиска и хранения (ASRS).
6.1 Осадка пола
Оседание пола является наиболее распространенной причиной проблем с рельсами автоматизированных систем хранения и поиска (АСРС). Полы оседают неравномерно, особенно на рекультивированных землях, насыпях или в неоднородных грунтах. Разница в 5 мм за шесть месяцев достаточна для того, чтобы вывести прецизионную рельсовую систему из-под контроля.
Перед установкой проведите геотехническое обследование, осуществляйте мониторинг в течение первых 12 месяцев и спроектируйте рельс таким образом, чтобы его можно было выровнять без демонтажа.
6.2 Коррозия рельсов в условиях холодного хранения
Морозильные склады при температуре -25°C создают свои собственные проблемы. Во время циклов размораживания образуется конденсат, который вызывает коррозию, а стандартные крепежные элементы с черным оксидным покрытием недолговечны.
Используйте нержавеющую сталь или горячеоцинкованную сталь. крепежные элементы и рельсы с эпоксидным покрытием, а также ежемесячно осматривать открытые металлические поверхности.
6.3 Ухудшение состояния суставов
Даже качественное болтовое соединение изнашивается после 1-2 миллионов проездов колеса. Каждый проезд колеса немного деформирует отверстие, поэтому отверстия расширяются, а усилие затяжки падает.
Сварите каждое соединение в секции с высокой интенсивностью циклов, в первой части прохода (30%), где концентрируются силы ускорения и торможения. Если соединение должно оставаться скрепленным болтами, установите график замены болтов накладки в зависимости от циклов, например, каждые 2 миллиона перемещений паллет.
7. Последовательность установки для минимизации времени простоя.
В новой автоматизированной системе хранения и поиска (АСРС) сначала устанавливается пол, затем направляющие, потом стеллажи, а затем автоматизация. Для модернизации существующего склада, например, замены направляющих внутри действующего складского помещения, требуется более тщательное планирование:
- Сборные рельсовые секции Вне площадки, сварено до максимально допустимой транспортной длины.
- Установка производится во время запланированного окна выключения. (обычно это длинные выходные)
- Разместите все материалы заранее. (рейки, зажимы, затирка, инструменты) в проходе накануне.
- Используйте быстротвердеющую эпоксидную затирку. (Рабочая сила 6-8 часов) для укладки подошвы плиты.
- Выполните лазерную центровку и затяжку всех зажимов. до полного затвердевания затирки
- Проведите 2-часовое пусконаладочное тестирование. на низкой скорости для проверки соосности перед передачей управления обратно в эксплуатацию.
Модернизация с использованием этой последовательности позволила заменить проходы длиной 150 метров менее чем за 72 часа, сведя потери пропускной способности к минимуму.
8. Экономическое обоснование использования высокоточных рельсов
Затраты на неточные железнодорожные перевозки отражаются в операционном бюджете:
| Сценарий | Влияние на ежегодные затраты |
| 4 часа в месяц простоя на регулировку рельсов | Примерно 200 потерянных перемещений паллет в час × 4 часа × 12 месяцев |
| Преждевременная замена колес (каждые 2 года вместо 5) | $15 000-30 000 за комплект колес для штабелерного крана |
| Ошибки позиционирования, приводящие к повреждению поддонов. | $500-2000 за инцидент × частота инцидентов |
| Экстренный вызов для ликвидации последствий схода поезда с рельсов. | $5,000-15,000 за мероприятие |
Для железнодорожной станции с 10 проходами проблемы, связанные с рельсами, обычно обходятся от 150 000 до 200 000 долларов в год. Точное изготовление рельсов с использованием качественных компонентов увеличивает первоначальные затраты на 10-151 000 долларов и снижает текущие расходы на 80-901 000 долларов.
Заключение
Автоматизированные рельсы для складских помещений должны быть построены по иным стандартам, чем обычные крановые рельсы. Скорость, непрерывный цикл работы и беспилотное управление в совокупности повышают требования к соосности, качеству соединений и надежности крепления на один-два уровня по сравнению с традиционными рельсами.
Компания Forgesail поставляет комплектные системы крепления направляющих для автоматизированных складов, от легких мини-складов до тяжелых паллетных систем хранения и поиска: железная дорога, точность клипы, подошвенные пластины, рельсовые подушки и комплекты для термитной сварки. Наши инженеры могут провести проверку вашего... Технические характеристики направляющих ASRS и отметить точки отказа до начала установки.
