Suwnice
Cz. I. Wprowadzenie - budowa suwnic

Suwnica jest jednym z typów urządzeń dźwignicowych, stosowanych w infrastrukturze transportowej zakładów przemysłowych różnych branż. Jest urządzeniem transportu bliskiego, pracującym w trybie przerywanym i stanowi podstawowe wyposażenie w przypadku procesów technologicznych wymagających częstego wykonywania operacji manipulowania ładunkami o znacznej masie i gabarytach.

Biorąc pod uwagę parametry różnych dźwignic, suwnica stanowi w ich grupie pozycję wyjątkową pod wieloma względami. Wyróżnikiem tego rozwiązania jest możliwość objęcia jej pracą obszarów o dużej kubaturze – często są to całe hale zakładowe, ich pojedyncze nawy bądź duże tereny na zewnątrz budynków. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest ich zróżnicowana budowa – na rynku suwnic produkcja seryjna jest sporadyczna. Praktycznie każdy powstający egzemplarz jest wynikiem szczególnego przystosowania, uwzględniającego uwarunkowania budowlane, zastosowanie oraz specyfikę procesu technologicznego, jaki ma obsłużyć dana suwnica.

Komponenty suwnic

Wysoka funkcjonalność suwnic bazuje na połączeniu często stereotypowych elementów konstrukcyjnych, umożliwiających kombinację ruchów poziomych i pionowych, pozwalających na swobodne i bezpieczne podnoszenie, opuszczanie, przemieszczanie oraz manipulowanie różnego typu ładunkami.

Rys. 1. Suwnica bramowa. Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Elementy, z jakich składa się suwnica, podzielić można na następujące grupy:
1. Konstrukcja nośna.
2. Mechanizm podnoszenia.
3. Mechanizm realizacji ruchu jazdy.
4. Układ zasilania i sterowania.
5. Wyposażenie dodatkowe i technologiczne. 

Konstrukcja nośna

Od konstrukcji nośnej suwnicy wymaga się odpowiedniej wytrzymałości i sztywności, a także określonej żywotności zmęczeniowej, która ma zabezpieczyć urządzenie przed skutkiem obciążeń zarówno statycznych, jak i dynamicznych, powstających podczas jego pracy.

Zasadniczą częścią ustroju nośnego suwnicy są dźwigary, stosowane pojedynczo bądź w parze, wykonane najczęściej w postaci konstrukcji skrzynkowej spawanej. Tworzą one pomost, którego końce oparte są na prostopadłych do nich czołownicach, wyposażonych w zestawy kołowe. Zarówno dźwigar, jak i czołownice wykonywane są z blachy stalowej odpowiedniej wytrzymałości, z uwzględnieniem przenoszonych przez urządzenie obciążeń. Przenoszone obciążenia są również istotne dla konstrukcji, ilości oraz rozstawu zestawów kołowych, w jakie wyposażone są czołownice. Połączenie dźwigarów i czołownic umożliwia ruch wzdłużny mostu suwnicy wzdłuż podtorza.

Mechanizm podnoszenia

Mechanizmem suwnicy, odpowiedzialnym za wykonanie pionowego ruchu podnoszącego, jest wciągarka, wciągnik bądź układ wciągarek. Zasadnicze układy cięgnowe to liny stalowe bądź łańcuchy. Oprócz tych najczęściej stosowanych typów spotyka się suwnice z wciągarkami o sztywnym prowadzeniu, (tzw. kolumnowe) oraz inne stosowane w transporcie specjalistycznym.

Mechanizmy realizacji ruchu jazdy  

Mechanizmy realizacji ruchu jazdy suwnicy pozwalają na jej pracę w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach, mogących obsłużyć każde miejsce obszaru pracy.

Zasilanie i sterowanie

Zarówno dostarczanie energii, jak i transmisja sygnałów sterujących w przypadku urządzeń ruchomych realizowana jest kilkoma sposobami z zastosowaniem różnych form tzw. instalacji elektrycznej. Do najczęściej stosowanych należą szynoprzewody, „firanki kablowe”, kablozwijaki oraz prowadniki przewodów (łańcuchy energetyczne).

Zasilanie mechanizmów jazdy mostu suwnicy, obsługujące odcinki o długości nawet kilkuset metrów, najczęściej odbywa się z zastosowaniem szynoprzewodów pojedynczych bądź skrzynkowych. Szynoprzewód umieszczony jest wzdłuż toru jazdy suwnicy, a prąd pobierany jest z niego z zastosowaniem odbieraków prądowych, umieszczonych na suwnicy. Firanki kablowe to zamocowane na wózkach kablowych giętkie przewody, tworzące system stosowany głównie do zasilania wciągnika czy wciągarki. Alternatywą dla nich są prowadniki prądowe, w których kable umieszczone są w segmentowej obudowie z tworzywa sztucznego, zawijającej się odpowiednio do ruchu mostu suwnicy.

Kablozwijaki stosowane są najczęściej w przypadku suwnic bramowych. Używa się ich również w sytuacji doprowadzenia zasilania do urządzeń podwieszonych na haku suwnicy, np. elektromagnesu.

Rys. 2. Wciągnik zasilany firanką kablową. Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Rys. 3. Suwnica zasilana szynoprzewodem. Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Sterowanie suwnicami odbywa się drogą przewodową lub zdalnie radiową - najczęściej z kasety, pulpitu sterowniczego lub kabiny sterowniczej. Kaseta sterownicza jest rozwiązaniem stosowanym w przypadku mniejszych, pracujących sporadycznie oraz braku przeszkód dla operatora w obszarze poziomu roboczego. Sterowanie radiowe (bezprzewodowe) stosuje się wtedy, gdy od operatora suwnicy wymaga się precyzji w pozycjonowaniu ładunku oraz swobodnego oglądu miejsca wykonywanych działań. Bazuje ono na układzie nadajnika umieszczonego w kasecie oraz odbiornika znajdującego się na suwnicy. Sterowanie z kabiny sterowniczej umieszczonej na suwnicy to opcja stosowana w urządzeniach pracujących w trybie ciągłym,  przeznaczonych do transportu materiałów masowych. Rozwiązanie to stosowane jest również tam, gdzie wymagane jest zapewnienie operatorowi suwnicy komfortowych warunków podczas pracy przy ciągłych przeładunkach. W przypadku suwnic, które pracują w trybie automatycznym, stosuje się zdalne układy komputerowe lub sterowniki programowalne, pozwalające na zaprogramowanie oraz zmianę parametrów pracy urządzenia. 

Rys. 4. Suwnica pomostowa sterowana z kabiny. Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Rys. 5. Suwnica pomostowa sterowana kasetą przewodową. Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Wyposażenie dodatkowe suwnic i technologie

Wyposażenie suwnic to szerokie spektrum urządzeń, wpływających na bezpieczeństwo ich działania urządzeń oraz funkcjonalność.

W pierwszej grupie znajdują się rozwiązania zmierzające do minimalizowania zagrożeń dla ludzi, ładunków oraz otoczenia, wynikających z charakteru prac prowadzonych z zastosowaniem suwnic. Są wśród nich m.in. sygnalizatory dźwiękowe i świetlne, hamulce bezpieczeństwa, ograniczniki udźwigu, systemy antykolizyjne, układy antywahaniowe czy też systemy ograniczania obszarów pracy suwnicy.

Funkcjonalność suwnic kształtowana jest dzięki wyposażeniu przystosowanemu do współpracy z osprzętem dźwignicowym. Ich szeroki wybór pozwala dostosować suwnicę zarówno do zadań dorywczych, jak i wykonywanych w trybie ciągłym. Są wśród nich również rozwiązania opracowywane na potrzebę jednostkowych procesów technologicznych.

Montowane na stałe wyposażenie suwnic to m.in. różnego typu czerpaki, chwytaki, elektromagnesy, spreadery do kontenerów, manipulatory przemysłowe, a także mechanizmy chwytające zaprojektowane pod szczególne potrzeby opracowane z uwzględnieniem parametrów określonego ładunku. Inną specyfikę mają rozwiązania z grupy zdejmowanych urządzeń chwytających, które przystosowane są do współpracy z suwnicą hakową. Należą do nich m.in. zawiesia stalowe oraz pasowe, trawersy czy uchwyty zaciskowe do blach. W grupie tej są również chwytniki magnetyczne, zawiesia jednorożne zwane C-hakami oraz zawiesia widłowe do palet. 

Rys. 6. Suwnica technologiczna.  Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.

Rys. 7. Klema 1216/15  Fot. Przedsiębiorstwo HAK Sp. z o.o.