DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2024-10-01-37-45

УДК 62-752.2

Корытов М.С., Безродина А.Е.
Сравнительная оценка энергетических затрат при перемещениях кранов-штабелеров
В рамках выдвинутой гипотезы о том, что энергетические затраты на рабочие движения звеньев стеллажных кранов-штабелеров неразрывно связаны с формой рабочей области склада, в котором работает кран, для снижения энергозатрат, в конструкции крана-штабелера было предложено использовать поворотную стрелу. С помощью программных реализаций математических моделей кранов-штабелеров традиционной велосипедной конструкции и предложенной конструкции с поворотной стрелой, открылась возможность определения средних затрат энергии на все возможные перемещения грузов одинаковой массы в пределах соответствующих рабочих областей этих конструкций. Для этого были разработаны системы дифференциальных уравнений в форме Коши, где учитывалась диссипация энергии. Определялось суммарное значение работ приводов крана при разгоне и торможении. Последние осуществлялись с постоянными ускорениями, а движение после разгона – с постоянными скоростями. Разработанные имитационные математические модели кранов традиционной конструкции и предложенной конструкции с поворотной стрелой позволяют определять затраты энергии в приводах при перемещении звеньев кранов по заданным траекториям. По критерию средних полных затрат энергии, принятому для всех возможных сочетаний перемещений в пределах областей одинаковой вместимости в сто квадратных метров, кран-штабелер предлагаемой конструкции имеет преимущество перед краном традиционной конструкции. Это позволяет существенно сократить затраты энергии при использовании таких кранов в складах и ангарах. Целесообразно рекомендовать использование крана-штабе-лера разработанной конструкции на складах круглой формы — это позволит значительно сократить расходы энергии при передвижении грузов во всех возможных сочетаниях координат целевых ячеек.
Ключевые слова: кран-штабелер, поворотная стрела, стеллажный, математическая модель, энергия, диссипация.

Korytov M.S., Bezrodina A.E.
Comparative assessment of energy costs of stacker crane movements
Within the framework of the put forward hypothesis that energy costs of working movements of the links of racking stacker cranes are inextricably linked to the shape of the working area of the warehouse in which the crane operates, to reduce energy costs, it was pro-posed to use a rotating boom in the design of the stacker crane. With the help of program implementations of mathematical models of stacker cranes of traditional bicycle design and the proposed design with a rotating boom, it became possible to determine the average energy costs for all possible movements of loads of the same mass within the corresponding working areas of these designs. For this purpose, systems of differential equations in Cauchy form were developed, where dissipation of energy was taken into account. The total value of work of crane drives during acceleration and braking was determined. The latter were carried out with constant accelerations, and the movement after acceleration — with constant speeds. The developed simulation mathematical models of cranes of traditional design and the proposed design with a rotating boom allow to determine the energy costs in the drives when moving the crane links along the given trajectories. According to the criterion of average total energy costs, adopted for all possible combinations of movements within areas of the same capacity of one hundred square meters, the stacker crane of the proposed design has an advantage over the crane of traditional design. This makes it possible to significantly reduce energy costs when using such cranes in warehouses and hangars. It is reasonable to recommend the use of a stacker crane of the developed design in warehouses of round shape — it will allow to reduce significantly the energy costs when using such cranes in warehouses and hangars.
Key words: stacker crane, rotary boom, racking, mathematical model, energy, dissipation.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.