Transportery łańcuchowe – skrzynki, kegi, palety i transport ciężki

Transporter łańcuchowy wygląda na urządzenie proste: dwa pasma łańcucha, wał, motoreduktor, rama. Ta prostota sprawia, że błędy projektowe wychodzą dopiero po latach, w rachunkach za części i w przestojach.

Dobór łańcucha do obciążenia

Łańcuch rolkowy przenosi ciężar ładunku przez rolki toczące się (albo płytki ślizgające się) po prowadnicy, a siłę ciągu przez sworznie i tuleje w przegubach. Łańcuch dobrany na styk pracuje przy granicy dopuszczalnego obciążenia. Przeguby zużywają się szybciej, podziałka rośnie, po dwóch albo trzech latach łańcuch zaczyna przeskakiwać na kołach. Przewymiarowany kosztuje więcej na starcie i wytrzymuje dekadę. Producenci zalecają dobór na najcięższy realny ładunek z marginesem dynamicznym, bo paleta opuszczana wózkiem na pracujący transporter obciąża go udarowo.

Smarowanie

Klasyczny łańcuch rolkowy ze stali węglowej wymaga smarowania. Bez niego przeguby pracują na sucho, zużycie przyspiesza kilkukrotnie, a w wilgotnym otoczeniu zakładu spożywczego dochodzi korozja. Smarowanie ręczne bywa zaniedbywane, dlatego w instalacjach przemysłowych stosuje się smarownice automatyczne, kropelkowe albo szczotkowe. W strefach, gdzie smar mógłby zetknąć się z opakowaniem żywności, obowiązują środki klasy NSF H1. Alternatywą jest łańcuch bezobsługowy, z tulejami spiekanymi nasączonymi smarem albo z tulejami polimerowymi, pracujący bez smarowania kosztem nieco niższej nośności. W zakładach, gdzie każdy otwarty smar to ryzyko audytowe, łańcuchy bezobsługowe zyskują z roku na rok.

Korozja

Strefa ekspedycji bywa sucha, ale linie skrzynkowe przy myjkach, transport pojemników zwrotnych i całe browarnictwo to środowisko mokre. Łańcuch węglowy rdzewieje tam mimo smarowania. Do wyboru są trzy drogi: łańcuch węglowy z powłoką (niklowanie chemiczne, cynkowanie płatkowe) jako kompromis do umiarkowanej wilgoci, łańcuch nierdzewny 304 do typowego środowiska mokrego, albo nierdzewny 316 do środowiska chlorkowego, czyli solanek i środków myjących z chlorem. Łańcuch nierdzewny ma jednak wyraźnie niższe dopuszczalne obciążenie robocze niż węglowy o tym samym wymiarze, bo austenityczna stal nierdzewna jest miększa i nie poddaje się hartowaniu. W praktyce trzeba wziąć większy wymiar łańcucha albo dodać pasmo. Zamiana węglowego na nierdzewny jeden do jednego kończy się przyspieszonym zużyciem.

Prowadnice

Łańcuch nie wisi w powietrzu. Jego rolki toczą się, a płytki ślizgają po listwach prowadzących, typowo z polietylenu UHMWPE osadzonego w profilu stalowym. Prowadnice zużywają się razem z łańcuchem i projektuje się je jako wymienne. Oszczędność na prowadnicach skraca życie i prowadnic, i łańcucha.

Łańcuch rolkowy: norma, budowa, odmiany

Podstawą jest łańcuch rolkowy według ISO 606, w Europie historycznie DIN 8187, seria B: ogniwa z płytek wewnętrznych i zewnętrznych, sworzni, tulei i rolek obracających się na tulejach. Oznaczenie mówi o podziałce. 08B to podziałka 12,7 mm (pół cala), 10B to 15,875 mm, 12B to 19,05 mm, 16B to 25,4 mm, 20B to 31,75 mm i dalej w górę. W transporterach spożywczych najczęściej pracują wymiary od 12B do 24B. W transporcie paletowym regułą są łańcuchy dwurzędowe (duplex) 16B-2 albo 20B-2, a przy największych masach trzyrzędowe (triplex).

Odmian konstrukcyjnych jest kilka i każda odpowiada innemu sposobowi niesienia ładunku. Łańcuch z płytkami prostymi niesie ładunek bezpośrednio na równej krawędzi ogniw i jest podstawą transporterów paletowych. Łańcuch z zabierakami ma płytki z odgiętymi (typ K) albo prostymi (typ M) uchwytami z otworami, według znormalizowanych odmian ISO K1, K2, M1 i M2, do których przykręca się listwy, kątowniki albo formowane gniazda pod konkretne opakowanie. Łańcuch z drążonym sworzniem (hollow pin) pozwala przełożyć przez sworznie pręt poprzeczny, a dwa pasma połączone prętami tworzą transporter prętowy do ładunków o wielu podporach. Łańcuch z podwyższonymi płytkami (deep link) wystaje ponad rolki i tworzy ciągłą krawędź nośną. Łańcuch z rolkami powiększonymi przenosi ciężar przez toczenie zamiast ślizgania, co kilkukrotnie obniża opory.

Materiał łańcucha: węglowy, powlekany, nierdzewny

Stal węglowa hartowana to materiał domyślny: najwyższa nośność, najniższa cena, pełna dostępność. Warunek jest jeden, środowisko suche albo regularne smarowanie. W strefach ekspedycji, magazynach i przy transporcie palet w suchych halach węglowy jest wyborem racjonalnym.

Stal węglowa z powłoką (niklowanie chemiczne, cynkowanie płatkowe) podnosi odporność korozyjną przy zachowaniu nośności stali hartowanej. To rozsądny środek dla stref o umiarkowanej wilgotności.

Stal nierdzewna 304 daje pełną odporność w środowisku mokrym i mycie bez ograniczeń. Płaci się za to dwa razy: w cenie zakupu i w nośności, bo stal austenityczna nie hartuje się obróbką cieplną. Różnicę kompensuje się większym wymiarem łańcucha albo dodatkowym pasmem. W środowisku chlorkowym (solanki, marynaty, środki myjące z podchlorynem) wchodzi gatunek 316.

Smarowanie w wykonaniu spożywczym oznacza środki klasy NSF H1, dozowane automatycznie. Tam, gdzie smar jest niedopuszczalny w ogóle, stosuje się łańcuchy bezobsługowe z tulejami spiekanymi nasączonymi fabrycznie albo z tulejami polimerowymi, przy świadomej korekcie nośności.

Układ pasm i napęd

Transporter łańcuchowy ma typowo dwa pasma, a przy szerokich albo wiotkich ładunkach trzy, rozstawione pod punktami podparcia ładunku. Rozstaw pasm projektuje się pod konkretny ładunek: pod płozy palety, pod żebra skrzynki, pod pierścienie kega. To pierwsza rzecz, którą katalogowy transporter „uniwersalny” robi źle: rozstaw pod wszystko jest rozstawem pod nic.

Wszystkie pasma napędza wspólny wał z kołami łańcuchowymi. To zasadnicza cecha konstrukcji, bo pasma są zsynchronizowane mechanicznie i ładunek nie skręca się w transporcie nawet przy nierównym rozłożeniu masy. Koła łańcuchowe według ISO 606 dobiera się do wymiaru łańcucha; im mniej zębów, tym silniejszy efekt wieloboku (pulsowanie prędkości), więc bardzo małych kół unika się przy ładunkach wrażliwych na szarpnięcia.

Napęd to motoreduktor na wale, zwykle z falownikiem. Prędkości są niskie: 3–9 m/min w transporcie paletowym, do kilkunastu albo dwudziestu kilku m/min w liniach skrzynkowych i kegowych. Łańcuch napina się śrubowo na stacji zwrotnej, z kontrolą zwisu pasma powrotnego.

Prowadnice i rama

Pasmo nośne łańcucha biegnie po prowadnicy, czyli listwie z UHMWPE w stalowym profilu ceowym. Pasmo powrotne prowadzi się w analogicznym profilu pod ramą albo podpiera rolkami. Prowadnice są wymienne i razem z łańcuchem stanowią części eksploatacyjne transportera.

Rama w wykonaniu spożywczym to konstrukcja ze stali nierdzewnej 304, w strefach chlorkowych 316, a w wykonaniu przemysłowym suchym stal węglowa malowana proszkowo albo ocynkowana. Obowiązują te same zasady projektowania higienicznego, co w całej serii: bez zamkniętych profili, z dostępem do mycia, z drenażem. Specyficznym punktem higienicznym łańcuchowych jest strefa pod pasmem nośnym. Z łańcucha skapuje smar i ścieka woda z mytych opakowań, dlatego pod trasą projektuje się wanny ociekowe z odpływem.

Stoły przesiadkowe i zmiany kierunku

Łańcuchowy pracuje tylko po prostej, bo łańcuch rolkowy nie zna łuków poziomych. Zmiany kierunku robi się węzłami. Stół przesiadkowy łańcuchowo-rolkowy ma pasma łańcucha unoszone pneumatycznie albo elektrycznie między rolkami transportera rolkowego i zmienia kierunek ładunku o 90° bez obracania go. Obrotnica obraca całą sekcję razem z ładunkiem. Wózek przesuwny wozi sekcję w poprzek między alejami. W intralogistyce paletowej te węzły są ważniejsze od samych odcinków: wyznaczają przepustowość systemu i w nich koncentruje się automatyka.

Transporter łańcuchowy jest urządzeniem wolnym i przewidywalnym, dlatego dobrze się automatyzuje. Typowe elementy: czujniki obecności ładunku na początku i końcu sekcji (fotokomórki, czujniki indukcyjne pod palety z gwoździami), bariery pozycjonujące, czyli odbojniki pneumatyczne zatrzymujące paletę w powtarzalnej pozycji pod robota albo owijarkę, kontrola gabarytu i wystających elementów przed wjazdem do magazynu wysokiego składowania, wagi zintegrowane w sekcji.

W systemach transportu palet sterowanie sekcjami łańcuchowymi, rolkowymi, stołami przesiadkowymi i obrotnicami spina sterownik nadrzędny, wymieniający dane z systemem magazynowym (WMS). Śledzenie palety od paletyzatora do regału wymaga identyfikacji w punktach decyzyjnych trasy, skanerami kodów albo czytnikami RFID. Rozmieszczenie czujników, logika blokad między sekcjami i scenariusze awaryjne muszą powstać razem z geometrią trasy.

Systemy wizyjne przy łańcuchowych zajmują się kontrolą logistyczną: odczytem etykiet logistycznych GS1, weryfikacją kompletności warstw na palecie, wykrywaniem przechylonych opakowań przed owijarką. To inne zadanie niż inspekcja produktu na taśmie produkcyjnej. Stabilna, niska prędkość łańcuchowego i powtarzalne pozycjonowanie ładunku barierami tworzą dla takich kamer komfortowe warunki pracy.