Опорные на пол краны-штабелеры изготовляют грузоподъемностью от 160 кг до нескольких тонн (для складов высотой от 6 до 40 м). Краны-штабелеры опорного типа можно условно разделить на легкие и тяжелые. К первым относят краны-штабелеры грузоподъемностью до 1,0 т с высотой подъема до 10 м, ко вторым — краны-штабелеры с высотой подъема более 10 м и грузоподъемностью 1 т и более.

Примером крана-штабелера легкого типа может служить опорный стеллажный кран-штабелер, выпускаемый объединением Бал-канкар (НРБ) для складов высотой до 9 м грузоподъемностью 0,5 т.

Рама крана-штабелера имеет нижнюю балку, на которой установлены ходовые колеса, привод передвижения и колонна. Последняя крепится к балке фланцем. На верхнем конце колонны установлены горизонтальные ролики. Ролики катятся по направляющему рельсу, установленному вдоль стеллажа и удерживают кран в вертикальном положении. По колонне перемещается грузоподъемник, несущий на себе полуоткрытую кабину оператора и выдвижные телескопические захваты. На колонне установлен шкаф с электроаппаратурой.

В качестве привода подъема исцользована электроталь, установленная на нижней балке. Грузовой канат привода подъема проходит через блоки, расположенные на верхнем конце колонны и опускается к грузоподъемнику. Верхние блоки не мешают подъему грузоподъемника до верха колонны, благодаря чему высота помещения используется максимально. Привод передвижения установлен на нижней балке и монтируется на валу ходового колеса.

Описанная конструкция характерна для рассматриваемого типа кранов-штабелеров, в которых подъем груза производится с помощью канатного привода. Различные варианты подобных кранов-штабелеров выпускают многие фирмы.

Для подъема груза легкими кранами-штабелерами с небольшой высотой подъема применяют гидравлические приводы, выполненные в виде гидроцилиндров, штоки которых оборудованы подвижными блоками для грузовых цепей, причем для выигрыша пути используются обратные полиспасты.

Гидроприводы, применяемые на кранах-штабелерах, не имеют особых преимуществ перед электроприводами и их использование обычно связано с возможностями производства.

Краны-штабелеры легкого типа в некоторых случаях изготовляют передвижными по двум рельсам, уложенным на полу склада. Опорные двухрельсовые краны-штабелеры имеют четырехколесную тележку, к которой на болтах крепится колонна крана. Приводы подъема и передвижения, так же как у однорельсовых кранов, устанавливают внизу. Преимуществом таких кранов является отсутствие механической связи со стеллажами.

Стеллажные краны-штабелеры, опирающиеся на два напольных рельса, имеют колею, определяемую величиной прохода между стеллажами. При ширине прохода 0,9—1,0 м колея таких кранов не может быть больше 0,7—0,8 м, что определяет их малую устойчивость в поперечном направлении. Несмотря на повышенные требования к точности укладки крановых рельсов (что удорожает систему в целом) в проходах шириной 0,9—1,0 м могут быть применены двухрельсовые опорные краны грузоподъемностью не более 0,5 т при высоте подъема до 6,0 м.

При увеличенной ширине проходов, когда появляется возможность увеличить колею крана, могут быть использованы краны большой грузоподъемности и высоты. Известны краны-штабелеры, оборудованные выдвижным поворотным захватом, которые эксплуатируются в проходах шириной около 2 м и имеют грузоподъемность 1,2 т при высоте подъема 14,5 м.

На складах высотой более 9 м преимущественно применяются стеллажные краны-штабелеры, перемещающиеся по одному напольному рельсу. Они удерживаются в вертикальном положении горизонтальными роликами, взаимодействующими с направляющим рельсом, уложенным в верхней части стеллажей.

Горизонтальные нагрузки, действующие на колонну при неустановившемся движении крана-штабелера (грузового захвата), в сочетании с большой длиной колонны создают предпосылки для значительных деформаций и колебаний колонны как в направлении передвижения крана, так и в поперечной плоскости. Уменьшение деформаций может быть достигнуто путем увеличения жесткости металлоконструкции или применением регулируемых электроприводов.

На рис. 2 показаны сечения металлоконструкций колонн стеллажных кранов-штабелеров. Для одноколонных кранов при высоте подъема до 12 м применяют коробчатые колонны с направляющими или без них. При большей высоте подъема такие краны снабжают двойными коробчатыми или ферменными колоннами. Вертикальные элементы металлоконструкций двухколонных кранов выполняют коробчатыми или трубчатыми. При большой высоте подъема одна или обе колонны могут быть выполнены в виде ферм. В некоторых случаях металлоконструкции двухколонных кранов снабжают направляющими лифтового типа.

Приводы передвижения стеллажных кранов-штабелеров с большой высотой подъема должны обеспечивать разгон и электрическое торможение с ускорениями, не превышающими 0,5 м/с2. Для этой цели часто используют тиристорные приводы, допускающие большой диапазон регулирования скоростей, благодаря чему при достаточно больших скоростях (до 160 м/мин) установочные скорости находятся в пределах 6—10 м/мин, а при автоматическом управлении 4—6 м/мин.

Контроль ускорений при пуске и торможении стеллажных кранов-штабелеров осуществляется различно. В наиболее ответственных складских системах для управления электроприводами при меняют аналоговые электронные вычислительные машины, определяющие режим работы электроприводов с учетом различных условий работы крана, в том числе наличия или отсутствия груза на грузоподъемнике, положения грузоподъемника на колонне, направления инерционных нагрузок при одновременном пуске (или торможении) приводов передвижения и подъема.

Рис. 2. Сечения металлоконструкций колонн стеллажных кранов-штабелеров:
1—5 — одноколонных; 6—8 — двухколонных. Стрелками показано направление движения крана

Приводы подъема тяжелых опорных кранов-штабелеров также отличаются от соответствующих приводов легких кранов. Большая канатоемкость не позволяет использовать приводы электроталей, поэтому приводы подъема тяжелых кранов-штабелеров компонуют подобно приводам обычных кранов из стандартных узлов: электродвигателей, тормозов, редукторов и канатных барабанов. В зависимости от конструкции крана-штабелера и его габаритных размеров приводы подъема могут быть развернуты в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Ввиду ограниченных размеров кранов-штабелеров по ширине более часто применяют вертикальную компоновку приводов, при которой электродвигатель устанавливается под канатным барабаном и соединяется с ним вертикальным цилиндрическим или червячным редуктором.

Электропривод подъема должен обеспечивать достаточно широкое регулирование скоростей подъема и опускания, а также пуск и торможение механизма с ускорением (замедлением) не более 0,5 м/с2. На приводах подъема применяют электродвигатели переменного и постоянного тока, при автоматическом управлении — электродвигатели постоянного тока с тиристорным регулированием скорости. На кранах-штабелерах с большой высотой подъема гидроприводы не используют.

На рис. 3 показаны схемы двухколонного и одноколонного опорных стеллажных кранов-штабелеров, предназначенных для работы в складах с большой высотой (изготовитель фирма MANNESMANN GEISEL, ФРГ), характерных для кранов-штабелеров этой группы. Колонны кранов имеют решетчатую конструкцию, развитую в продольном и поперечном направлении. Они установлены на жесткую сварную балку, оборудованную двумя ходовыми колесами, одно из которых приводное. Приводы передвижения и подъема установлены в нижней части крана. Грузоподъемник поднимается с помощью системы блоков, связанных в одно целое. Грузоподъемник двухколонного крана-штабелера выполнен в виде рамы, подвешенной канатами на двух блоках, которая движется по направляющим колонн. На грузоподъемнике установлена кабина оператора и выдвижной телескопический захват. Грузоподъемник одноколонного крана консольный. Он также оборудован кабиной оператора и выдвижным телескопическим захватом. Управление кранами-штабелерами автоматическое.

Применение одноколонной или двухколонной металлоконструкции в опорных кранах-штабелерах не зависит от высоты склада. Одноколонные краны-штабелеры при прочих равных условиях более просты по конструкции. Возможность их использования определяется размерами и массой перерабатываемого груза. При большой грузоподъемности консольный грузоподъемник передает на колонну значительный крутящий момент, возникающий при пуске и торможении механизма выдвижения захвата с грузом. В стеллажных кранах-штабелерах, имеющих малые зазоры между краном и стеллажами (50—100 мм), можно допускать весьма незначительные поперечные смещения грузоподъемника, возникающие в результате выборки зазоров в направляющих и кручения колонны. Обеспечение высокой крутильной жесткости колонн и поперечной жесткости консольного грузоподъемника при большой длине консоли связано с увеличением массы металлоконструкций, что не всегда возможно. Поэтому при грузоподъемности более 1 т опорные стеллажные краны-штабелеры делают двухколонными. Примером могут служить краны-штабелеры конструкции ЦКБА, предназначенные для использования на складах высотой до 16 м.

Рис. 3. Тяжелые стеллажные краны-штабелеры опорного типа:
а — двухколонный; б — одноколонный; 1 — нижний блок грузового каната; 2 — привод передвижения; 3 — кабина; 4 — колонна; 5 — направляющий рельс; 6 — верхний блок грузового каната; 7 — грузоподъемник; 8 — телескопический захват; 9 — привод подъема; 10 — крановый рельс; 11 — нижняя балка рамы

Краны-штабелеры имеют грузоподъемность 0,5: 1,0 и 2,0 т и модификации грузоподъемников с продольным и поперечным размещением пакетов. Краны грузоподъемностью 0,5 и 1,0 т выполнены одноколонными с консольным грузоподъемником. Для уменьшения поперечных нагрузок и упрощения конструкции кабина оператора размещается на конце грузоподъемника. На кране-штабелере грузоподъемностью 2,0 т применена двухколонная рама. Одна из колонн решетчатой конструкции воспринимает основные вертикальные нагрузки от веса грузоподъемника и груза и горизонтальные инерционные нагрузки, возникающие при неустановившемся движении крана. Вторая колонна, менее жесткая, имеет сплошное коробчатое сечение с приваренными направляющими. Она служит для восприятия поперечных нагрузок. Эта колонна используется для перемещения кабины оператора, которая не имеет собственного привода и подхватывается грузоподъемником. Колонны кранов-штабелеров грузоподъемностью 1,0 т и 2,0 т одинаковы по конструкции.

Краны-штабелеры могут работать в отапливаемых и в неотапливаемых складах. В связи с этим на кранах размещено лишь минимально необходимое электрооборудование: датчики для автоматического адресования, конечные выключатели и т. п. Основной комплект электрооборудования, включая пускатели силовой цепи электроприводов и пускорегулирующую аппаратуру, вынесен в стационарные шкафы, устанавливаемые в отапливаемом помещении, в непосредственной близости от центрального пульта управления. Питание подводится по кабелям.

Приводы передвижения и подъема работают от электродвигателей постоянного тока с тиристорным регулированием скоростей в отношении 1 : 20, позволяющим при рабочих скоростях 120 и 25 м/мин иметь установочные скорости соответственно 6 и 1,25 м/мин, что обеспечивает точность остановки груза в заданных координатах.

Стеллажные краны-штабелеры опорного типа позволяют достичь максимального, по сравнению с другими кранами-штабелерами, использования объема складов и имеют высокую производительность. Однако в складах с малой оборачиваемостью грузов применение стеллажных кранов-штабелеров, работающих постоянно в одном межстеллажном проходе, оказывается недостаточно эффективным, так как не полностью используется их производительность. В таких складах стеллажные краны-штабелеры работают совместно с передаточными тележками, переставляющими краны-штабелеры из одного межстеллажного прохода в другой. При этом количество кранов-штабелеров может быть уменьшено, в результате чего их производительность полностью реализуется.

Рис. 4. Опорные стеллажные краны-штабелеры с автоматическим управлением конструкции ЦКБА грузоподъемностью: а — 0,5 т; б — 1,0; в — 2,0 т

Наиболее просты по конструкции передаточные тележки кранов, перемещающихся по двум напольным рельсам. Такие тележки представляют собой четырехколесную платформу, передвигающуюся по рельсовым путям, уложенным в приямке, проходящем вдоль торцов стеллажей, и несущую на себе два отрезка рельсов, достаточных по длине для размещения крана. В целях получения наиболее простой конструкции передаточной тележки токоподвод к крану размещается в нижней его части. При размещении токо-подвода в верхней части крана появляется необходимость в легкой ферме, несущей отрезок токоподвода.