اگر تا به حال در یک انبار مدرن با تراکم بالا قدم زده اید، ممکن است یک شاتل قفسه ای را دیده باشید که پالت ها یا قلوه ها را در امتداد ریل های داخل سیستم ذخیره سازی حرکت می دهد. این روبات‌های فشرده ممکن است از بیرون نسبتاً ساده به نظر برسند، اما مواد آنها باید در برابر شتاب‌گیری مکرر، ترمز، انتقال بار، لرزش و ساعات طولانی کار مقاومت کنند. بنابراین شاتل‌های رک در واقع از چه ساخته شده‌اند؟ هیچ ماده واحدی در یک شاتل قفسه‌ای استفاده نمی‌شود. اجزای مختلف به ترکیب‌های متفاوتی از استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش، اصطکاک، مقاومت در برابر خوردگی، وزن و عملکرد دما نیاز دارند. مواد دقیق همچنین به این بستگی دارد که شاتل پالت‌ها یا توت‌ها را حمل می‌کند، بار نامی، سرعت عملیات، طراحی قفسه و محیط انبار. اجازه دهید به اجزای اصلی نگاه کنیم.
قاب ساختاری: استحکام و سفتی مقدم است
قاب بدنه ساختاری اصلی یک شاتل قفسه ای است. برای ربات های شاتل پالت، قاب باید بارهای سنگین پالت را تحمل کند و در عین حال ثبات ابعادی را در طول چرخه های مکرر سفر و بلند کردن حفظ کند. فولاد سازه ای یا فولاد با استحکام بالا معمولاً برای قطعات باربر استفاده می شود زیرا تعادل خوبی در موارد زیر ایجاد می کند:
- قدرت
- سفتی
- مقاومت در برابر خستگی
- قابلیت ساخت
- هزینه
درجه دقیق فولاد و فرآیند ساخت به طراحی شاتل بستگی دارد. بنابراین فرض اینکه هر شاتل قفسه ای باید از یک نوع خاص از فولاد نورد سرد یا نورد گرم استفاده کند، دقیق نیست. یک قاب خوب طراحی شده باید با توجه به بار واقعی، چرخه کار مورد انتظار، شتاب، طرح ساختاری، و همچنین سیستم های شاتل سبک تر و همچنین سیستم های شاتل سبک تر برای استفاده از شاتل انتخاب شود. اجزای آلومینیومی در مناطق انتخاب شده ای که کاهش جرم متحرک مفید است. نکته مهم صرفاً نام ماده نیست، بلکه این است که آیا سازه استحکام و استحکام کافی را برای شرایط عملیاتی مورد نظر فراهم می کند یا خیر.
چرخ‌ها و غلتک‌ها: مقاومت در برابر سایش و محافظت از ریل
چرخ‌ها از جمله قطعات متحرکی هستند که اغلب در یک شاتل قفسه‌ای بارگیری می‌شوند. آنها به طور مکرر در امتداد ریل حرکت می‌کنند در حالی که وزن ربات و بار آن را حمل می‌کنند. بسته به طراحی سیستم، چرخ‌های شاتل ممکن است از پلیمرهای مهندسی شده مانند پلی‌اورتان یا سایر مواد مقاوم در برابر سایش استفاده کنند که اغلب با توپی‌های فلزی، یاتاقان‌ها یا شفت‌ها ترکیب می‌شوند تا چندین فاکتور انتخاب مواد را در نظر بگیرند.
- بار نامی
- مواد ریلی
- اصطکاک
- مقاومت در برابر سایش
- سر و صدا
- دما
- کشش مورد نیاز
- سرعت سفر
ماده چرخی که خیلی نرم است ممکن است به سرعت سائیده شود. مواد خیلی سخت ممکن است ضربه و لرزش بیشتری را به ریل یا سازه در حال اجرا منتقل کند. به همین دلیل، طراحی چرخ باید همراه با سیستم ریل در نظر گرفته شود نه به عنوان یک جزء جدا شده. مواد چرخ صحیح برای یک شاتل پالت سنگین نیز ممکن است با مواد انتخاب شده برای یک شاتل توت سبک وزن متفاوت باشد.
چرخ دنده ها، شفت ها و اجزای انتقال
در داخل شاتل، سیستم محرک خروجی موتور را به حرکت کنترل شده تبدیل می کند. قطعاتی مانند چرخ دنده ها، شفت ها، یاتاقان ها و قطعات انتقال ممکن است بارهای مکرری را در حین شتاب گیری، ترمزگیری، تغییر جهت و جابجایی پالت تجربه کنند. فولاد به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خستگی معمولاً برای شفت ها و چرخ دنده ها استفاده می شود. برخی از اجزای دنده.سخت شدن بدنه می تواند سختی سطح و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد و در عین حال هسته سخت تری را حفظ کند، که برای قطعاتی که در معرض بارهای تماس مکرر قرار می گیرند مفید است. با این حال، انتخاب مواد تنها بخشی از قابلیت اطمینان چرخ دنده است. هندسه چرخ دنده، عملیات حرارتی، روانکاری، تراز، پرداخت سطح، و بنابراین ارزش گذاری واقعی برای کامل کردن شرایط نیز مهم است. مواد به طور خودکار طول عمر طولانی تری را تضمین می کنند.
مسکن های موتوری و الکترونیکی
شاتل های رک همچنین حاوی موتورها، درایوها، کنترلرها، دستگاه های ارتباطی و حسگرها هستند. این قطعات به محفظه های مناسبی برای محافظت مکانیکی و کمک به کنترل گرما نیاز دارند. بسته به طراحی تجهیزات، محفظه ها ممکن است از موارد زیر استفاده کنند:
- آلیاژهای آلومینیوم
- فولاد
- پلاستیک مهندسی
- سایر مواد محفظه محافظت شده
آلومینیوم معمولاً در برخی از محفظه‌های موتور و الکترونیک استفاده می‌شود زیرا وزن نسبتاً کم را با اتلاف گرما خوب ترکیب می‌کند. محفظه‌های فولادی ممکن است در جایی که به حفاظت مکانیکی بیشتری نیاز است ترجیح داده شوند. راه‌حل صحیح به محل قطعه، تولید گرما، فضای موجود، شرایط محیطی و سطح حفاظت مورد نیاز بستگی دارد.
Load-Contact Components
بخش‌هایی از شاتل که مستقیماً از پالت یا تراشه پشتیبانی می‌کنند یا با آن در تعامل هستند نیز نیاز به انتخاب دقیق مواد دارند. این سطوح ممکن است از موارد زیر استفاده کنند:
- فولاد
- پلیمرهای مهندسی مقاوم در برابر سایش
- مواد کامپوزیت
- پدهای سایش قابل تعویض
انتخاب به حامل بار و مکانیسم بلند کردن یا انتقال بستگی دارد. برای یک شاتل پالت، سازه نگهدارنده باید چرخه های بارهای سنگین مکرر را بدون تغییر شکل یا سایش بیش از حد تحمل کند. برای یک شاتل حمل بار، مواد با اصطکاک کمتر ممکن است در مناطقی که نیاز به لغزش یا انتقال صاف دارند مفید باشند. هدف نباید صرفاً استفاده از سخت ترین سطح ممکن مقاومت، مقاومت در برابر اصطکاک و ترکیبی از مواد مورد نیاز باشد. برای حامل بار
بلبرینگ ها، مهر و موم ها، کابل ها و روان کننده ها
برخی از مهم‌ترین مواد در یک شاتل قفسه‌ای از بیرون قابل مشاهده نیستند. بلبرینگ‌ها، مهر و موم‌ها، روکش‌های کابل، روان‌کننده‌ها، اتصالات الکتریکی و مواد عایق همگی بر قابلیت اطمینان تأثیر می‌گذارند. مشخصات آنها زمانی که شاتل خارج از شرایط عادی محیط کار می‌کند اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. برای مثال، شاتل سردخانه‌ای که تقریباً در دمای ۲۵- درجه سانتی‌گراد کار می‌کند.
- ویسکوزیته روان کننده
- انعطاف پذیری مهر و موم
- عملکرد کابل
- عملکرد باتری
- قطعات الکترونیکی
- خواص پلاستیک و الاستومری
هیچ مهر و موم یا پلیمر واحدی وجود ندارد که به طور خودکار برای هر کاربرد در دمای پایین مناسب باشد. مواد صحیح باید با توجه به محدوده دمای عملیاتی تأیید شده و شرایط محیطی واقعی انتخاب شود.
درمان سطح و حفاظت در برابر خوردگی
مواد پایه تنها بخشی از استراتژی حفاظت در برابر خوردگی است. سازه های فولادی بسته به رطوبت، شرایط تمیز کردن، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و محیط انبار ممکن است از درمان های سطحی مختلفی استفاده کنند. درمان های ممکن عبارتند از:
- پوشش پودری
- پرداخت های گالوانیزه
- لایه های محافظ مبتنی بر روی
- سایر پوشش های مقاوم در برابر خوردگی
پوشش پودری به طور گسترده در تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا می تواند سطح محافظ بادوام و روکش ثابتی را ارائه دهد. در محیط های سخت تر، محافظت در برابر خوردگی اضافی ممکن است مورد نیاز باشد. به عنوان مثال، یک انبار با رطوبت بالا یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ممکن است به استراتژی محافظت از سطح متفاوتی نسبت به یک انبار معمولی محیط نیاز داشته باشد. بنابراین سیستم پوشش باید همراه با مواد پایه و محیط عملیاتی انتخاب شود.
چگونه مواد برای ذخیره سازی سرد تغییر می کنند؟
ذخیره سازی سرد تقاضاهای متفاوتی را نسبت به انبار با دمای محیط برای یک شاتل ایجاد می کند. سیستم های شاتل پالت DELIECN را می توان برای کاربردهای ذخیره سازی سرد در دماهای کمتر از 25- درجه سانتی گراد پیکربندی کرد. در این محیط، انتخاب مواد باید بیشتر از قاب فولادی اصلی در نظر گرفته شود. مهندسان همچنین باید ارزیابی کنند:
- روانکاری در دمای پایین
- عملکرد باتری یا سیستم قدرت
- آب بندی و انعطاف پذیری کابل
- حفاظت از قطعات الکترونیکی
- تراکم
- چرخه دما
- عملکرد چرخ و پلیمر
ماده‌ای که در دمای اتاق عملکرد خوبی دارد ممکن است در دمای پایین سخت‌تر، شکننده‌تر یا انعطاف‌پذیرتر شود. به همین دلیل، طراحی شاتل سردخانه باید به‌عنوان یک مسئله مهندسی در سطح سیستم تلقی شود نه اینکه صرفاً یک جزء جایگزین شود.
چگونه مواد در محیط های گرد و غبار تغییر می کنند؟
گرد و غبار همچنین می تواند بر انتخاب مواد و اجزای سازنده تأثیر بگذارد. در یک انبار با گرد و غبار بالا، ذرات ریز ممکن است در موارد زیر جمع شوند:
- ریل
- چرخ ها
- حسگرها
- بلبرینگ
- رابط های متحرک
- محفظه های برق
گرد و غبار مخلوط شده با روان کننده ها ممکن است آلودگی و سایش را تسریع کند. به همین دلیل، کاربردهای گرد و غبار ممکن است به حفاظت اضافی، اجزای تمیز کردن آسان تر، سنسورهای محافظت شده، مهر و موم مناسب و دستگاه های تمیز کننده مسیر نیاز داشته باشند.
انتخاب مواد باید با بار واقعی مطابقت داشته باشد
دو شاتل قفسه ای ممکن است از بیرون شبیه به نظر برسند اما به مشخصات مواد متفاوتی نیاز دارند. شاتلی که حمل بارهای سبک وزن را حمل می کند، بارهای ساختاری یکسانی را مانند یک شاتل پالت با حمل تا 1500 کیلوگرم تجربه نمی کند. به همین ترتیب، شاتلی که چند ساعت در روز در دمای محیط کار می کند، نیازهای مواد متفاوتی نسبت به یک دلیل کارکرد مداوم در انبارهای سرد یا غبارآلود دارد.
- ابعاد بار
- حداکثر وزن
- نوع حامل بار
- ساعات کار
- سرعت سفر مورد نیاز
- دما
- رطوبت
- شرایط گرد و غبار
- الزامات نظافت
- توان عملیاتی مورد انتظار
این عوامل به تعیین اینکه کدام مواد و درمان های حفاظتی مناسب هستند کمک می کند.
آیا مواد بهتر به طور خودکار به معنای یک شاتل بهتر است؟
نه لزوما. نام مواد به تنهایی به شما نمی گوید که یک شاتل قفسه ای چقدر قابل اعتماد خواهد بود. برای مثال، مشخص کردن "فولاد با استحکام بالا" توضیح نمی دهد:
- ضخامت سازه
- کیفیت جوش
- طراحی خستگی
- عملیات حرارتی
- انتخاب بلبرینگ
- طراحی چرخ
- سازگاری با ریل
- روغن کاری
- دسترسی به تعمیر و نگهداری
یک شاتل قابل اعتماد به نحوه مهندسی کامل سیستم مکانیکی و الکتریکی بستگی دارد. انتخاب مواد باید از آن طراحی پشتیبانی کند.
خریداران چه چیزی باید از تامین کننده شاتل رک بپرسند؟
خریداران می توانند به جای اینکه فقط بپرسند: "ماشین شاتل از چه ماده ای ساخته شده است؟"
- بار نامی شاتل چقدر است؟
- چگونه قاب برای چرخه های بارگذاری مکرر طراحی شده است؟
- چه موادی برای چرخ ها و اجزای تحمل بار استفاده می شود؟
- چگونه دنده ها و قطعات گیربکس در برابر سایش محافظت می شوند؟
- آیا مهر و موم ها، کابل ها و روان کننده ها برای دمای مورد نیاز مناسب هستند؟
- چه محافظی در برابر خوردگی استفاده می شود؟
- شاتل چگونه برای محیط های گرد و غبار یا مرطوب سازگار است؟
- کدام قطعات سایش نیاز به بازرسی معمول دارند؟
- چه قطعات یدکی باید در محل نگهداری شود؟
این سوالات تصویر بهتری از قابلیت اطمینان طولانی مدت نسبت به یک مشخصات ماده به تنهایی ارائه می دهند.
نتیجه گیری
شاتل‌های رک از یک ماده ساخته نمی‌شوند. قسمت‌های مختلف ربات از مواد مختلفی استفاده می‌کنند زیرا هر جزء کار متفاوتی دارد. فولاد ساختاری استحکام و سفتی را فراهم می‌کند. مواد مقاوم در برابر سایش ممکن است برای چرخ‌ها و سطوح تماس استفاده شود. فولادهای سخت شده ممکن است در اجزای انتقال که خستگی و سایش مهم هستند استفاده شود. آلومینیوم یا فولاد را می‌توان برای فلزات، محفظه‌ها، روان‌کننده‌ها، محفظه‌های پلیمری، روان‌سازی، استفاده کرد. باید با توجه به محیط عملیاتی انتخاب شود. برای ذخیره سازی سرد، تاسیسات گرد و غبار، یا سایر شرایط سخت، این انتخاب مواد اهمیت بیشتری پیدا می کند. بنابراین مفیدترین سوال این نیست که:
رک شاتل از چه ماده ای ساخته شده است؟
این است:
"آیا مواد و اجزای سازنده برای بار، محیط عملیاتی، چرخه وظیفه و الزامات نگهداری مناسب هستند؟"
این همان چیزی است که در نهایت تعیین می کند که آیا شاتل رک می تواند در چرخه های مکرر ذخیره سازی و بازیابی عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد یا خیر.
