Mezzi di trasporto interni Trasporti interni 1
Paranchi e argani Realizzano un trasporto: intermittente; vincolato ad un area operativa; verticale (paranchi e argani fissi); verticale e orizzontale (paranchi e argani scorrevoli). Sono sostanzialmente costituiti da: un tamburo; una catena o fune; un gancio; un unità motrice con comando. Trasporti interni 2
Paranco elettrico Bozzello Trasporti interni 3
I paranchi più diffusi sono: pneumatici; elettrici. I paranchi pneumatici: hanno un sistema motore che non provoca scintille; resistono bene a umidità, polveri e vapori; sono poco soggetti ad avarie; hanno portate limitate (1500-5000 kg f,1o2 tiri catena); hanno costi a parità di portata maggiori; hanno costi di esercizio elevati (aria compressa). Trasporti interni 4
I paranchi elettrici sono costituiti da: carcassa (protezione e attacco); tamburo scanalato su cui si avvolge fune o catena; motore elettrico; riduttore meccanico per la trasmissione motoretamburo; bozzello che comprende una o più pulegge di rinvio e il gancio che può ruotare attorno un asse verticale; l apparecchiatura di comando (ad es., pulsantiera elettrica) pensile dal paranco o a parete. Trasporti interni 5
I paranchi elettrici possono raggiungere portate dell ordine dei 15000 kg f. Possono avere uno, due, quattro, otto o più tiri di fune: in tal modo si incrementa la portata dell unità. Fino a 2000 kg f le funi possono essere sostituite da catene. Trasporti interni 6
Criteri di scelta dei paranchi Si considerano due tipi di elementi: fattori geometrici caratteristici dell applicazione; regole di classificazione (F.E.M. Federazione Europea della Manutenzione) degli impianti di sollevamento. Le regole di classificazione hanno lo scopo di proporzionare le parti meccaniche dell unità sulla base delle condizioni di impiego: tipo di carico; ciclo di funzionamento. I fattori geometrici sono relativi sia al fabbricato che al tipo di UdC. Trasporti interni 7
Trasporti interni 8
Le parti meccaniche soggette a sollecitazioni dinamiche (riduttori, cuscinetti, funi e motori) devono essere dimensionate in modo da garantire un periodo di impiego congruo, ma non devono essere sovradimensionate. La resistenza di tali parti dipende da: frequenza di impiego; entità delle sollecitazioni (carichi prevalenti sollevati). Le classi introdotte da F.E.M. tengono dunque conto di: tipo di carico; tempo medio di funzionamento giornaliero. Trasporti interni 9
Il tempo medio di funzionamento giornaliero in ore (V t ) è dato da: 2H m C h / g Vt = 60 v dove: H m : corsa o altezza di sollevamento media del gancio (m); C: numero di cicli/ora richiesti al paranco; h/g: numero di ore lavorative al giorno; v: velocità del gancio (m/min). Trasporti interni 10
Le F.E.M. 9511 definiscono 9 classi per il tempo di funzionamento, contrassegnate da: V 0,06, V 0,12, V 0,25, V 0,5, V 1, V 2, V 3, V 4, V 5 in cui gli indici sono il massimo numero di ore di funzionamento nel giorno lavorativo. Il tipo di carico dipende dalla misura in cui si utilizza la portata del paranco. A tale proposito la F.E.M. definisce 4 tipi di carichi: 1. leggeri: sollecitazioni quasi mai massime, solitamente molto basse; 2. medi: sollecitazioni spesso massime, solitamente basse; 3. pesanti: sollecitazioni spesso massime, solitamente medie; 4. molto pesanti: sollecitazioni di norma vicine alle massime. Trasporti interni 11
Paranchi scorrevoli su monorotaia Si tratta di paranchi montati su carrelli che possono traslare su appositi profilati. Le ruote del carrello (una o più coppie) rotolano sulle ali inferiori di profilati IPN, IPE o speciali. Il profilato deve avere un altezza tale da consentire il passaggio delle ruote; spesso inoltre presentano, tra l ala inferiore e le ruote una piastra d usura. Le monorotaie devono essere rettilinee o curve, in quest ultimo caso il raggio di curvatura deve consentire lo scorrimento senza impuntamenti del carrello. Trasporti interni 12
a trazione manuale a traslazione elettrica tipi di vie di corsa Trasporti interni 13
Trasporti interni 14
Le vie di corsa sono fissate: alla struttura di copertura; ad apposite travi di ripartizione. La traslazione può avvenire: a spinta (del carico); mediante catena e ruota motrice; con motore e due ruote portanti e motrici. Nell ultimo caso si può garantire l alimentazione elettrica al paranco mediante: rotaiette rigide con bulbo di rame (percorsi all aperto); conduttori in cavo flessibile sostenuto da carrellini scorrevoli; conduttori nudi racchiusi in una canalina di protezione con contatti scorrevoli. Trasporti interni 15
Trasporti interni 16
Argani Sono sistemi che sostituiscono i paranchi per servizi gravosi e portate maggiori di 10000 kg f. Sono spesso montati su incastellature metalliche che scorrono su rotaie (argano del carroponte). Tra 5000 e 15000 kgf si usano paranchi o argani a 2 o 4 tiri di fune. Oltre i 15000 kgf si impiegano: argani a 4 tiri di fune per velocità di sollevamento > 8 m/min e corse del gancio maggiori di 9 m; argani a 8 tiri di fune per velocità di sollevamento < 3 m/min e corse del gancio minori di 9 m. Trasporti interni 17
Carriponte Si tratta sostanzialmente di un paranco o argano mobile su una struttura metallica (ponte) che scorre su vie di corsa sopraelevate. Realizzano un trasporto: intermittente; vincolato ad un area operativa; verticale e orizzontale (paranchi e argani scorrevoli). I costituenti principali sono: paranco o carrello argano; ponte e testate del ponte. Trasporti interni 18
Trasporti interni 19
Possibili soluzioni Trasporti interni 20
Trasporti interni 21
Dati di progetto Per la scelta dell impianto è necessario definire i dati seguenti: il carico massimo da movimentare (portata utile); l interasse tra le rotaie di scorrimento; il tipo di rotaie; la velocità di sollevamento del carico, di traslazione del carrello e di traslazione del ponte; le accelerazioni corrispondenti; la corsa massima verticale richiesta al gancio (eventuali fosse comprese); Trasporti interni 22
il tipo di comando: da cabina sospesa al ponte, da terra con pulsantiera fissata al carrello, al ponte o scorrevole; la tensione di alimentazione e la frequenza dell energia elettrica; la modalità di trasmissione del moto alle ruote motrici del carrello e del ponte (sono preferibili quelle che lo rendono indipendenti); la freccia di inflessione elastica del ponte (si hanno valori massimi differenti per tipi di trave differenti); la classe del carroponte. Trasporti interni 23
Le norme UNI ISO 4301 e FEM 1001 suddividono gru e carriponte in classi in relazione al servizio a cui sono destinati. Si considerano: il numero totale dei cicli di carico (n); il regime di carico (Kp). n rappresenta il probabile numero totale di cicli operativi che l unità effettuerà nel corso della sua vita utile. Esso dipende dalla frequenza d uso della gru e le norme fissano 10 condizioni di impiego. Trasporti interni 24
Kp dipende dai carichi (P i ) che la gru dovrà movimentare in esercizio e dal numero di volte (n i ) in cui questo avviene: Kp = n i Pi i n P Le norme FEM riportano quattro possibili campi di variazione dei regimi di carico. max 3 Trasporti interni 25
Sulla base degli intervalli U del numero totale di cicli e del campo di variazione del regime di carico Q si ottiene la classe dell apparecchiatura. Ad ogni classe corrisponde un valore del coefficiente di classe M che viene applicato, nel calcolo strutturale del carroponte, alle forze indotte dal peso proprio e dal carico di servizio, e alle forze orizzontali di accelerazione e decelerazione del carroponte. Trasporti interni 26
Carrelli industriali Sono il mezzo di movimentazione che trova più largo impiego negli stabilimenti e nei magazzini. Le diverse tipologie possono differenziarsi per: tipo di motore; tipo di ruote; profondità di stoccaggio; posizione del conducente; portata; modalità di caricamento; posizione del carico; velocità di traslazione; altezza massima di sollevamento; dispositivi di presa. Trasporti interni 27
Possibili impieghi dei carrelli sono: carico e scarico degli automezzi; stoccaggio di UdC; operazioni di picking; movimentazione nei reparti di produzione; movimentazione nei piazzali degli stabilimenti. Appare evidente che in relazione alla specifica applicazione si sceglieranno soluzioni tecniche differenti. Trasporti interni 28
La decisione di impiegare un tipo di carrello in particolare dipende da: caratteristiche dell UdC, quali lunghezza, larghezza, altezza, forma, peso ecc.; altezza di sollevamento da terra necessaria; caratteristiche dei percorsi (distanze, frequenze di percorrenza, pendenze dei tratti ecc.); regolarità delle superfici (tipi di ruote); ampiezza dei corridoi (influenza mutua); grado di automazione richiesto (da carrelli manuali a sistemi AGV). Trasporti interni 29
I principali tipi di carrelli industriali includono: i carrelli trasportatori: transpallet manuali; transpallet motorizzati; trattori; i carrelli (traslo-)elevatori; elevatori con manovratore a terra; elevatori con manovratore a bordo; elevatori con caricamento frontale; elevatori con caricamento laterale; i carrelli commissionatori (per picking). Trasporti interni 30
Transpallet Trasporti interni 31
Trattori Trasporti interni 32
Nei carrelli motorizzati si possono avere: motori elettrici (corrente continua o alternata); motori termici (alimentati a gasolio, benzina o gas liquido). La scelta dovrà tenere conto di: costi di acquisto; costi di esercizio; costi di manutenzione. I carrelli elettrici hanno tempi di avviamento più brevi e raggiungono più rapidamente la velocità di regime. Trasporti interni 33
I carrelli diesel sono più robusti e dunque più adatti a lavori pesanti e su terreni irregolari (ad es., operazioni all aperto). I carrelli con motori a combustione interna possono essere impiegati solo all aperto a causa delle emissioni dovute ai gas di scarico. In presenza di diversi carrelli elettrici si dovrà prevedere un area di ricarica degli accumulatori. Tale area dovrebbe essere confinata in un apposito locale areato (aspirazione) allo scopo del contenimento dei vapori di acido solforico. Trasporti interni 34
Carrello elettrico e carrello diesel Trasporti interni 35
Carrelli a forche Sono il tipo di carrello più diffuso. Consentono di effettuare le operazioni di carico e scarico di carichi unitizzati su palette o in contenitori. Possono avere manovratore a bordo o a terra. Le forche sono montate su una piastra scorrevole su un montante verticale. Il montante può poi essere fissato alla struttura del carrello o in parte fisso e in parte mobile (montante telescopico). Il sollevamento delle forche è comandato dal motore o da un sistema pneumatico, mentre la discesa avviene in genere per gravità (il moto è però trattenuto). Trasporti interni 36
Montante verticale Piastra porta forche Forche Trasporti interni 37
Dimensioni caratteristiche di un carrello a forche: Brandeggio: è la possibilità del montante di inclinarsi in avanti e all indietro (al max di 2-3 in avanti e 8-10 all indietro). H 1 : altezza del carrello a montanti abbassati H 2 : altezza max di sollevamento forche H 3 : max ingombro in altezza con forche sollevate al max A: distanza [superf. front. forche - asse ruote anteriori] B: distanza [baricentro carico - superf. front. forche] p: passo delle ruote l: distanza [baricentro carico - asse ruote anteriori] l 2 : lunghezza carrello senza forche f: lunghezza utile delle forche Q: peso lordo del carico trasportato H 1 p A l B Q H 2 H 3 l 2 f Trasporti interni 38
La capacità è costante per ogni carrello ed è data da: in (cm kg f ). C = l Q Si può quindi determinare: il massimo ingombro in cm dell UdC: la massima portata del carrello per una data lunghezza dell unità di carico in kg f : Q = C l Solitamente il costruttore fornisce Q, la posizione del baricentro (B) e la distanza A: si può quindi ricavare C. l = C Q Trasporti interni 39
Carrelli elevatori a contrappeso con caricamento frontale con motore elettrico Q~4000kg f fino a 6m di altezza; con motore diesel Q~6000kg f fino a 6m di altezza. 3,0-3,5 m 5m max Trasporti interni 40
Carrello con manovratore a terra Trasporti interni 41
Carrelli elevatori a montante retrattile Possono essere sia a contrappeso che dotati di razze d appoggio. Il baricentro del carico è sempre all interno del poligono circoscritto dalle ruote del carrello: questo consente una maggiore stabilità. Trasporti interni 42
2,5-2,8 m 0,5-0,8 9m max Trasporti interni 43
Carrelli elevatori con caricamento laterale o trilaterali Non devono essere posizionati perpendicolarmente alla scaffalatura per il prelievo e lo scarico. 1,6-1,8 m 12m max Trasporti interni 44
Trasporti interni 45
Raggio minimo di sterzatura Nel caso di carrello con singola ruota sterzante (posteriore) si ha per il max angolo di sterzatura α: p = Rsenα ovvero R = p senα Trasporti interni 46
Nel caso di carrello con due ruote sterzanti posteriori si rileva che anche se le ruote sterzanti assumono angoli differenti, i loro assi di rotazione incontrano comunque un unico punto che giace sull asse delle ruote anteriori. Si ha per i max angoli di sterzatura α e β: p = ACtgα = BCtgβ 1 1 n = BC AC = p tgβ tgα ovvero p = n /( ctgβ ctgα) Trasporti interni 47
Si può quindi determinare il raggio minimo di rotazione nel punto di mezzo dell asse posteriore del carrello. Noto allora R e gli ingombri del carrello è possibile determinare il raggio minimo di ingombro in fase di sterzatura del carrello. Si provvederà ad aggiungere a tale minimo dei franchi di sicurezza. Trasporti interni 48
Altri dati riguardano le prestazioni dei carrelli: velocità di marcia con e senza carico (valori tipici: 10-20 km/h); velocità di sollevamento delle forche con e senza carico (0,2-0,5 m/s); velocità di discesa delle forche con e senza carico (0,4-0,6 m/s); pendenza superabile con e senza carico (6-9%); capacità di traino al gancio con e senza carico proprio. Trasporti interni 49
DATI TECNICI E DIMENSIONI CARRELLI ELEVATORI ELETTRONICI - SERIE ADVANCE - 3 RUOTE Costruttore ATHENA CARRELLI ELEVATORI SRL CARATTERISTICHE Modello A 14.3 A 16.3 A 18.3 Portata Carico sollevabile nominale kg 1400 1600 1800 Baricentro mm 500 500 500 Gommatura SE = Superelastica SE SE SE Ruote (*motrici) Numero anteriori/posteriori 2* / 1 gemellata 2* / 1 gemellata 2* / 1 gemellata Peso kg 3025 3050 3175 Controllo Pannello elettronico Multifunzione Multifunzione Multifunzione Trasporti interni 50
DIMENSIONI Altezza di sollevamento Montante telescopico mm 3200 3200 3200 Alzata libera normale Montante telescopico mm 120 120 120 Altezza tettuccio di protezione mm 1970 1970 1970 Forche Alt. x Largh. x Lungh. mm 35 x 100 x 1000 35 x 100 x 1000 35 x 130 x 1000 Largh.max.esterna forche mm 950 950 950 Brandeggio Del montante:avanti (α) indietro gradi 3 30 / 7 30 3 30 / 7 30 3 30 / 7 30 Ingombro (β) Lungh. compreso dorso forche mm 1900 1900 2005 Ingombro Larghezza mm 1040 1040 1100 Ingombro Altezza montante-ingombro min mm 2160 (mont.h.3.20) 2160 (mont.h.3.20) 2160 (mont.h.3.20) Ingombro Altezza montante-ingombro max mm 3720 (mont.h.3.20) 3720 (mont.h.3.20) 3720 (mont.h.3.20) Raggio di curva Esterno mm 1700 1700 1780 Lunghezza totale mm 2900 (forche 1000) 2900 (forche 1000) 3005 (forche 1000) Corridoio di stivaggio Per pallet 800x1200 / 1000x1200 mm 2945 / 3145 2945 / 3145 2985 / 3185 PRESTAZIONI Velocità In piano: con/senza carico km/h 11 / 14 11 / 14 11 / 14 Velocità Di sollevamento: con/senza carico m/se 0.30 / 0.40 0.30 / 0.40 0.30 / 0.40 Velocità Di discesa: con/senza carico m/se c 0.40 / 0.30 0.40 / 0.30 0.40 / 0.30 Pendenza superabile Con / Senza carico % c 10 / 15 10 / 15 10 / 15 Trasporti interni 51
Carrelli commissionatori Sono carrelli impiegati solo per l effettuazione delle operazioni di picking su scaffalature che si sviluppano in altezza. Sono in grado di sollevare carichi medio-grandi fino ad altezze di 9m. Le velocità di traslazione possono arrivare a valori di 10km/h. Le velocità di sollevamento possono arrivare fino a 20m/min. Trasporti interni 52
Trasporti interni 53