1、DEUTSCHE NORM November 2003RegalbediengerteAuslegungskriterien und Berechnungsgrundlagenfr Triebwerke15349ICS 53.080Storage and retrieval machines-Design criteriaand calculation bases of mechanismsInhaltSeiteVorwort 2Einleitung 21 Anwendungsbereich .22 Normative Verweisungen .23 Symbole und Abkrzung
2、en34 Allgemeines .54.1 Triebwerke und Bauteile von Regalbediengerten .54.2 Reihe der Nutzlasten.54.3 Reihe der Arbeitsgeschwindigkeiten .55 Einstufung der Triebwerke nach den Betriebsbedingungen55.1 Allgemeines .55.2 Laufzeitklassen55.3 Lastkollektive .65.4 Einstufung der Triebwerke 86 Auslegungs- u
3、nd/oder Auswahlkriterien fr Triebwerksbaugruppen .96.1 Allgemeines .96.2 Kriterien fr die Auslegung/Auswahl .96.3 Auslegung von Antrieben 96.3.1 Allgemeines .96.3.2 Fahrwerk126.3.3 Hubwerk 136.3.4 Lastaufnahmemittel .136.4 Auswahl des Getriebes146.4.1 Getriebemoment146.4.2 Verdrehspiel 146.4.3 Radia
4、lkrfte .146.4.4 Getriebeerwrmung.156.5 Auswahl der Kupplungen 156.5.1 Allgemeines .156.5.2 Fahrwerk166.5.3 Hubwerk 166.5.4 Lastaufnahmemittel .166.6 Bremsen 166.6.1 Allgemeines .166.6.2 Bremsmomente .176.6.3 Auslegungskriterien fr Bremsen 176.7 Sonderlasten .20Fortsetzung Seite 2 bis 20Normenausschu
5、ss Maschinenbau (NAM) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. Nr. DIN 15349:2003-11nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.Preisgr. 10Vertr.-Nr. 0010aAlleinverk
6、auf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinNormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-112VorwortDiese Norm ist vom Arbeitsausschuss Lagertechnik im Fachbereich Frdertechnik des NormenausschussesMaschinenbau (NAM) erarbeitet worden.EinleitungDiese Norm wurde erarbeitet, um die Auslegung der Triebwer
7、ke von Regalbediengerten auf eine gemein-same Basis zu stellen und so ihre Auswahl zu vereinfachen.1 AnwendungsbereichDiese Norm gilt fr schienengebundene Regalbediengerte (RBG) und legt die Auslegung sowie dieBerechnungsvorgaben der Triebwerke mit elektromotorischem Antrieb fest. Die Auslegung der
8、Laufrder undTragmittel, z. B. Seile, Ketten usw., ist in den jeweils geltenden Normen festgelegt.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert,
9、und die Publikationen sindnachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungendieser Publikationen nur zu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind. Beiundatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Pu
10、blikation (einschlielichnderungen).DIN 323-1, Normzahlen und Normzahlenreihen Hauptwerte Genauwerte, Rundwerte.DIN 740-2, Antriebstechnik Nachgiebige Wellenkupplungen Begriffe und Berechnungsgrundlagen.DIN 15020-1, Hebezeuge Grundstze fr Seiltriebe Berechnung und Ausfhrung.DIN 15070, Krane Berechnun
11、gsgrundlagen fr Laufrder.DIN 15434-1, Antriebstechnik Trommel- und Scheibenbremsen Berechnungsgrundstze.EN 528, Regalbediengerte Sicherheit.FEM 9.851, Leistungsnachweis fr Regalbediengerte Spielzeiten.1)FEM 9.512, Berechnungsgrundlagen fr Regalbediengerte Triebwerke.1)1) Zu beziehen durch: Sekretari
12、at der FEM Sektion IX c/o VDMA Fachverband Frdertechnik und Logistiksysteme,Postfach 71 08 64, 60498 FrankfurtNormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-1133 Symbole und AbkrzungenTabelle 1Symbol Bedeutung Einheita Translatorische Beschleunigung in x-, y-, z-Richtung m/s2d Durchmesser des Lagerzapfens mD Du
13、rchmesser des Laufrades mDTDurchmesser der Hubwerkstrommel mf Hebelarm der Rollreibung mmfiNormierte Laststufe, bezogen auf die Maximallast FGRzul.Zulssige Radialkraft auf eine Getriebewelle NFGRARadialkraft aus Getriebemoment NFGRBSonstige Radialkrfte NFiKonstante Last fr Stufe i NFWWiderstandskraf
14、t (z. B. Fahrwiderstand) Ng Erdbeschleunigung, g = 9,81 m/s2m/s2IgesGesamtbersetzung des Triebwerkes JMMassentrgheitsmoment des Motors kgm2JredAuf Motorwelle reduziertes Massentrgheitsmoment kgm2JxMassentrgheitsmoment, bezogen auf die Motorwelle kgm2k Lastkollektivbeiwert KPFaktor zur Bestimmung der
15、 Schalthufigkeit LBStandzeit der Bremse hLGRechnerische Lebensdauer des Triebwerkes hLhTriebwerkslebensdauer entsprechend der Triebwerksgruppe hm Masse kgmGGertemasse kgmHMasse des Hubwagens (einschlielich Bedienperson) kgmLMasse Ladeeinheit kgm1Bewegte Masse des Lastaufnahmemittels kgM Motormoment
16、NmMaBeschleunigungsmoment des Motors NmMBBremsmoment NmMBNNennmoment der Bremse NmMBRRestmoment NmMBSSynchronisationsmoment beim Stillsetzen der Motorwelle NmMeffEffektives Motormoment NmMFReibmoment NmMGdMaximal dauerhaft ertragbares Getriebemoment NmMLStatisches Lastmoment NmMmaxMaximales Motormom
17、ent NmMnMotornennmoment NmNormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-114Tabelle 1 (fortgesetzt)Symbol Bedeutung EinheitMNGmaxMaximales im Normalbetrieb auftretendes Getriebemoment NmMRMoment aus rotatorischen Massentrgheiten NmMSSpitzenmoment NmMTMoment aus translatorischen Massentrgheiten NmMXMoment, bezog
18、en auf die Motorwelle NmMZZusatzmomente (z. B. Momente aus Windlasten) NmnaGeplante Nutzungsdauer des RBG in Jahren andAnzahl der Einsatztage je Jahr d/anhAnzahl der Betriebsstunden je Tag h/dnSMaximale Anzahl der RBG-Spiele je Stunde (nach FEM 9.851) n/hrHebelarm zur Umrechnung translatorischer in
19、rotatorische Bewegung (z. B. Radiusdes Antriebsrades, Hubtrommel)mrtrHebelarm der translatorisch bewegten Masse msBBremsweg mt Zeit staBeginn des Schaltvorganges steEnde des Schaltvorganges stE/AEnde des mittleren Doppelspieles stGRechnerische Gesamtlaufzeit eines Triebwerkes htiZeitdauer fr Stufe i
20、 htLLaufzeit eines Triebwerkes (x-, y-, z-Richtung) whrend eines mittlerenArbeitsspieles (nach FEM 9.851)ht0Beginn des mittleren Doppelspieles st1Lftzeit der Bremse st11Ansprechverzug der Bremse st12Anstiegszeit st3Rutschzeit der Bremse sv Geschwindigkeit m/swFSpezifischer Fahrwiderstand wLSpezifisc
21、her Bewegungswiderstand des Lastaufnahmemittels WBBremsenergie je Bremsung JWNBremsenergie bis zur Nachstellreife JZ Schalthufigkeit n/hZ0Leerlaufschalthufigkeit n/hG61MWinkelbeschleunigung der Motorwelle 1/s2G68 Wirkungsgrad G68gesGesamtwirkungsgrad des Triebwerkes G68kGesamtwirkungsgrad bis zur k-
22、ten Triebwerksstufe G71iNormierter Zeitanteil, bezogen auf Gesamtlaufzeit tG Reibbeiwert des Lagers G57MWinkelgeschwindigkeit der Motorwelle 1/sNormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-1154 Allgemeines4.1 Triebwerke und Bauteile von RegalbediengertenEin Standard-Regalbediengert besitzt zur Realisierung de
23、r Bewegungen in x-, y- und z-Richtung folgendeTriebwerke:1) Fahrwerk,2) Hubwerk und3) Antrieb fr das Lastaufnahmemittel.Die einzelnen Triebwerke setzen sich aus den folgenden, zumeist gleichen Bauteilen zusammen:1) Motor,2) Getriebe,3) Bremse und4) Kupplungen (falls erforderlich).4.2 Reihe der Nutzl
24、astenDie Nutzlasten (Tragfhigkeiten) sollten der Normzahlen-Reihe R10 (Auszug aus DIN 323-1) entnommenwerden also z. B.:. 50 kg, 250 kg, 315 kg, 400 kg, 500 kg, 630 kg, 800 kg, 1 000 kg, 1 250 kg, 1 600 kg, 2 000 kg, 2 500 kg .4.3 Reihe der ArbeitsgeschwindigkeitenDie Arbeitsgeschwindigkeit der Fahr
25、- und Hubwerke und der Lastaufnahmemittel (Haupt- und Feinhub-geschwindigkeit) sollten der Normzahlen-Reihe R10 der Normzahlen entnommen oder angenhert werden also z. B.:. 1 m/min; 1,25 m/min; 1,6 m/min .; 20 m/min; 25 m/min; 31,5 m/min; 40 m/min .; 63 m/min; 80 m/min;100 m/min; 125 m/min, 160 m/min
26、 .5 Einstufung der Triebwerke nach den Betriebsbedingungen5.1 AllgemeinesFr die Anwendung der vorliegenden Regeln werden die Triebwerke in Gruppen, analog dem Regelwerk derFdration Europenne de la Manutention (FEM) 9.512, eingeteilt.Die Gruppe, zu der ein Hub- oder Fahrwerk bzw. Lastaufnahmemittel g
27、ehrt, wird durch die Betriebs-bedingungen bestimmt. Die magebenden Betriebsbedingungen fr die Triebwerke der Regalbediengertewerden beschrieben durch:1) Laufzeitklassen,2) Lastkollektive.5.2 LaufzeitklassenDie rechnerische Gesamtlaufzeit tGeines Triebwerkes whrend seiner geplanten Nutzungsdauer kann
28、 beiRegalbediengerten nach Gleichung (1) ermittelt werden. Ein Triebwerk wird als laufend angesehen, wenn essich in Bewegung befindet.NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-116tG= tL nS nh nd na(1)Dabei isttLdie Laufzeit eines Triebwerkes (x-, y-, z-Richtung) whrend eines mittleren Arbeitsspieles (nachF
29、EM 9.851);nsdie max. Anzahl der Spiele des Regalbediengertes je Stunde (nach FEM 9.851);nhdie tatschliche Anzahl der Betriebsstunden je Tag;nddie tatschliche Anzahl der Einsatztage je Jahr;nadie geplante Nutzungsdauer in Jahren2).Entsprechend der ermittelten Gesamtlaufzeit tGwird das Triebwerk einer
30、 der Laufzeitklassen nach Tabelle 2zugeordnet.Tabelle 2 LaufzeitklassenLaufzeitklasseMittlere tgliche LaufzeithRechnerische GesamtlaufzeittGhV1V2V3V4V5 2 4 8 16 163 2006 30012 50025 00050 0005.3 LastkollektiveDas Lastkollektiv gibt an, mit welchem Anteil an der erforderlichen Gesamtlaufzeit tGein Tr
31、iebwerk in einerbestimmten Laststufe beansprucht wird. In der zugehrigen Funktion f(G4a) werden die Verhltnisse der jeweilserreichten Lastgren zur Maximallast als Funktion der auf die Gesamtlaufzeit normierten Zeit G4a dargestellt.Bild 1 Lastkollektiv2) Sofern nicht anders festgelegt, sollte aus Grn
32、den der Vergleichbarkeit der Qualittsstandards mit na= 10 Jahrengerechnet werden.NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-117Jedes Lastkollektiv lsst sich durch die Berechnung eines Lastkollektivbeiwertes k nach Gleichung (2)charakterisieren und einer Kollektivklasse nach Tabelle 3 zuordnen:G28G29ppdfk/11
33、0GfaGfaGfbGf9GeaGeaGebGe9G3dGf2G4aG4a (2)Fr praktische Anwendungen ist es sinnvoll, die Funktion f(G4a) (siehe Bild 1) durch eine endliche Anzahl vonStufen (i = 1.n) mit jeweils konstanter Last fr die normierten Zeitanteile G4aianzunhern und den Exponent pmit dem Wert 3 festzulegen. Der Lastkollekti
34、vbeiwert k ist in diesem Fall der kubische Mittelwert desLastkollektivs und lsst sich nherungsweise ermitteln zu:G5bG5d3132321313113/nn/ii. G4aG4aG4aG4a Gd7G2bG2bGd7G2bGd7G3dGfaGfaGfbGf9GeaGeaGebGe9Gd7G3dGe5G3dffffkni(3)mit den normierten Anteilen fiund G4ai:maxiFFfiG3d , i = 1.n (4)GiittG3dG4a , i
35、= 1.n (5)Die Lastanteile werden aus den Hauptlasten ermittelt, die sich wie folgt zusammensetzen:a) EigenlastenEigenlasten sind die Gewichtskrfte aller im Betrieb stets vorhandenen festen und beweglichen Teile dermechanischen und elektrischen Anlagen und des Anteils der Tragmittel, z. B. Seil, mit A
36、usnahme derGewichtskrfte der im Nachfolgenden beschriebenen Hublasten.b) HublastenDie Hublasten sind die Gewichtskrfte1) der Ladeeinheiten,2) der Teile zur Aufnahme der Ladeeinheiten, z. B. Ausfahreinrichtung, Rollentisch, Lastgabel,3) des Anteils der Tragmittel, z. B. Seile, Ketten.c) Massenkrfte a
37、us betriebsmigen Bewegungend) Statische FhrungskrfteFalls sich die Lastanteile in einem bestimmten Zyklus periodisch wiederholen, werden fiund G4aiaus den Last-bzw. Zeitanteilen dieses Zyklus ermittelt. Fr den hufig vorkommenden Fall, dass das Regalbediengertausschlielich fr Nennlast dimensioniert w
38、ird, werden die Zeitanteile G4aiaus den entsprechenden Zeiten desmittleren Arbeitsspiels ermittelt. Damit werden die Zeitanteile G4aiauf die Laufzeit tLbezogen. In Abhngigkeitvom Lastkollektivbeiwert k werden vier Lastkollektive definiert (siehe Tabelle 3).NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-118Tabel
39、le 3 Grundeinstufung fr TriebwerkeLastkollektiveLastkollektivbeiwertkL2L3L40,50 bis 0,630,63 bis 0,800,80 bis 1,005.4 Einstufung der TriebwerkeIn Abhngigkeit der Laufzeitklasse und des Lastkollektivs ergeben sich fr die Triebwerke, wie in Tabelle 4dargestellt, Zuordnungen in eine der drei Triebwerks
40、gruppen 3m bis 5m.Tabelle 4 Grundeinstufung der Triebwerke in TriebwerksgruppenLaufzeitklassenLastkollektiveV1 V2 V3 V4 V5L2L3L4 3m3m4m3m4m5m4m5m5mDie Triebwerke von Regalbediengerten werden berwiegend in die Lastkollektive L3 oder L4 eingestuft. Frk = 1, d. h. unter der Wirkung einer konstanten Bea
41、nspruchung mit der Maximallast, ergeben sich die inTabelle 5 genannten Lebensdauerwerte Lh.Tabelle 5 Lebensdauer der Triebwerke von Regalbediengerten fr k = 1TriebwerksgruppeLebensdauerLhh3m4m5m3 2006 30012 500Die zu erwartende rechnerische Lebensdauer LGergibt sich aus den Werten der Tabelle 5 und
42、demtatschlichen k-Faktor zu:3kLLhGG3d (6)Die rechnerische Lebensdauer LGmuss grer als die erforderliche Gesamtlaufzeit tGnach Gleichung (1)sein.NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-1196 Auslegungs- und/oder Auswahlkriterien fr Triebwerksbaugruppen6.1 AllgemeinesFr folgende Triebwerksbaugruppen werden
43、die Kriterien fr ihre Auswahl/Auslegung vorgegeben:a) Antriebsmotoren;b) Getriebe;c) Kupplungen;d) Bremsen.Sinngem gelten die nachfolgenden Kriterien auch fr andere Triebwerksbaugruppen und -bauteile.6.2 Kriterien fr die Auslegung/AuswahlDie allgemeinen Kriterien fr Triebwerksbaugruppen sind:a) erfo
44、rderliche Drehmomente;b) Leistungen;c) Massentrgheitskrfte und -momente;d) Beschleunigungen;e) Geschwindigkeiten und Drehzahlen;f) Drehzahlstellbereiche und Regelbereiche;g) Einschaltdauer, Betriebsart;h) Schalthufigkeit, Erwrmung;i) Schutzart, Bauform, Belftung;j) Baugre;k) Umgebungsbedingungen (Te
45、mperatur, Feuchtigkeit, Staub, Vibration);l) Netzanschluss (Spannung, Frequenz, Toleranzen);m) Netzrckwirkungen;n) Funkentstrung;o) Schnittstellen zu benachbarten Triebwerksbauteilen;p) Geruschpegel;q) Abmessungen.6.3 Auslegung von Antrieben6.3.1 AllgemeinesBasis der Auslegung jeder Antriebskomponen
46、te eines Regalbediengerts ist der zeitliche Verlauf vonDrehmoment, Drehzahl und Leistung, der qualitativ allen Antrieben gemeinsam ist und sich aus Phasen derLeistungsab- bzw. Leistungsaufnahme und Stillstandzeiten zusammensetzt. Fr die Auslegung aller Antriebewird das mittlere Doppelspiel nach FEM
47、9.851 nach den dort aufgefhrten Bedingungen zugrunde gelegt, wiees schematisch in Bild 2 dargestellt ist.NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-1110Bild 2 Charakteristische Punkte, in Anlehnung an FEM 9.851, zur Ermittlung des mittlerenDoppelspieles fr das BerechnungsbeispielIst das mittlere Doppelspiel
48、 nicht reprsentativ fr die tatschlichen Betriebsbedingungen, weil z. B.Mehrfachspiele mit einem Mehrfachlastaufnahmemittel gefahren werden, so ist das hierbei auftretendeeffektive Moment rechnerisch nach Gleichung (7) nachzuweisen.Fr ein mittleres Doppelspiel sind in Bild 3a) das Motormoment, die Fa
49、hrgeschwindigkeit und die Wegstreckeals Funktion der Zeit quantitativ dargestellt. Fr den Hubantrieb sind, wie in Bild 3b) dargestellt, inAbhngigkeit der Ein- bzw. Auslagerungsart, zustzlich das Anheben bzw. das Absenken der Last zubercksichtigen (siehe auch Bild 2).NormCD Stand 2004-03DIN 15349:2003-1111Legende1 Motormomente2 Geschwindigkeiten3 StreckenBild 3 Qualitative Verlufe der
