高40m單立柱巷道堆垛機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1、僅供個(gè)人參考高40m單立柱巷道堆垛機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用近年以來，物流裝備市場蓬勃發(fā)展，其中自動化立體倉庫的建造高度也在不斷增加。目前國內(nèi)大部分廠家能夠制造的堆垛機(jī)的高度在18m24m之間，少部分能夠達(dá)到30m的高度。隨著倉儲市場的進(jìn)一步發(fā)展，客戶越來越要求提高立體倉庫的庫容量， 節(jié)省土地資源的投資，提高土地的利用效率，實(shí)現(xiàn)集約化的生產(chǎn)，因此對30m至40m之間的立體倉庫的需求越來越多。這種大高度的立體倉庫廣泛應(yīng)用在批發(fā)配送、 食品飲料、煙草存儲和第三方物流服務(wù)等行業(yè)。目前國內(nèi)多數(shù)立體倉庫采用的是單立柱巷道堆垛機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，橫向尺寸緊湊，巷道占寬小，而且圍繞立柱可以選用多種載貨臺，比較容易地進(jìn)

2、行模塊化設(shè) 計(jì)和組裝。其立柱金屬結(jié)構(gòu)一般采用焊接箱型梁結(jié)構(gòu)，具有截面大、結(jié)構(gòu)整體剛性好、 不易失穩(wěn)、載貨臺承載能力大等特點(diǎn)，比較適合應(yīng)用在20m以上的單元托盤式堆垛機(jī)上。德馬泰克RapidStore UL 1500系列堆垛機(jī)主要用于高度在 30m以上的自動化立體 倉庫，在歐洲市場有眾多的實(shí)施項(xiàng)目。為適應(yīng)中國和東南亞市場對超高堆垛機(jī)的需求， 徳馬泰克物流系統(tǒng)（蘇州）有限公司引進(jìn)RapidStore UL 1500的技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了本地化生產(chǎn)，并補(bǔ)了國內(nèi)超高堆垛機(jī)設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)空白。下面對高40m的單立柱巷道堆垛機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配搬運(yùn)及應(yīng)用規(guī)劃等方面的特點(diǎn)和應(yīng)用案例進(jìn)行介紹。一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)1高強(qiáng)度

3、與高剛性的金屬機(jī)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)是堆垛機(jī)的骨干，直接決定了堆垛機(jī)的動態(tài)性能和安全性能。高40m堆垛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛性，以滿足堆垛機(jī)在靜止、加減速、運(yùn)行和急 停過程中的操作要求。金屬結(jié)構(gòu)為型鋼和鋼板拼焊成的箱型梁組成。以載貨臺帶載并 處于立柱頂部時(shí)為研究對象，對其進(jìn)行力學(xué)分析計(jì)算，該金屬結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)技術(shù)性能的 計(jì)算結(jié)果如下。金屬結(jié)構(gòu)處于靜態(tài)時(shí)，各結(jié)構(gòu)變形的允許值滿足FEM9.831 Calculationprin ciples of storage and retrial machi nes Tolera nee, deformati ons and cleara nces in the

4、 high-bay warehouse 的要求。金屬結(jié)構(gòu)在正常加減速運(yùn)行過程中，立柱底部和下橫梁的結(jié)構(gòu)受到交變應(yīng)力的作用，其應(yīng)力滿足GB/T3811-2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于疲勞應(yīng)力的要求，達(dá)到15年的使用壽命要求。金屬結(jié)構(gòu)在巷道端部全速碰撞液壓緩沖器時(shí)，立柱底部和下橫梁的結(jié)構(gòu)受到的最 大應(yīng)力滿足 GB/T3811-2008 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于鋼材基本許用應(yīng)力的要求，不 致引起結(jié)構(gòu)的損壞。堆垛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)剛性目前沒有標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)固有頻率較低時(shí)，應(yīng)采取對速 度的無級控制和平穩(wěn)過渡等措施。參照 GB/T30561-2014 起重機(jī)剛性橋式和門式起 重機(jī)中的要求，起重機(jī)主要作業(yè)運(yùn)動引起的水

5、平振動固有頻率不應(yīng)小于0.5Hz ，堆垛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的水平振動固有頻率可以參照該要求。高 40m 單立柱堆垛機(jī)的第一階水 平振動固有頻率經(jīng)有限元計(jì)算分析，約為 0.97Hz 。金屬結(jié)構(gòu)具有較大的剛性特征，使 堆垛機(jī)具有卓越的動態(tài)運(yùn)行特性，滿足高速運(yùn)行的要求。2.模塊化部件模塊化部件是一種標(biāo)準(zhǔn)系列部件，堆垛機(jī)的各種功能由一個(gè)或幾個(gè)模塊組合實(shí)現(xiàn)， 模塊部件之間具有相同或成系列的機(jī)械和電氣接口，因此模塊化部件通過組合，比較 容易構(gòu)成堆垛機(jī)的產(chǎn)品系列，可以快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。高 40m 單立柱巷道堆垛機(jī)的模塊部件分為標(biāo)準(zhǔn)模塊部件和系列化模塊部件。標(biāo)準(zhǔn) 化模塊部件在全系列中使用，具有唯一的機(jī)械和電氣安裝

6、接口，例如，底部水平運(yùn)行 導(dǎo)輪，頂部水平運(yùn)行導(dǎo)輪，起升運(yùn)行導(dǎo)輪，運(yùn)行走輪部件，起升滑輪部件，機(jī)電結(jié)合 部件，電控柜等。系列化模塊部件可以滿足堆垛機(jī)系列化功能參數(shù)要求，主要包括下 橫梁結(jié)構(gòu)、立柱結(jié)構(gòu)，載貨臺水平框架和垂直框架、運(yùn)行驅(qū)動單元、起升驅(qū)動單元和 貨叉部件。實(shí)踐證明，堆垛機(jī)采用模塊化部件，可以選擇不同的模塊部件組合，滿足客戶的 多種使用需求，同時(shí)縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期，降低采購成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可 靠性，使堆垛機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)更加方便。二、裝配搬運(yùn)1.運(yùn)輸堆垛機(jī)產(chǎn)品一般在工廠完成部件的制造和組裝，再運(yùn)輸?shù)娇蛻衄F(xiàn)場，完成最后的 總裝和調(diào)試。高 40m 的單立柱巷道堆垛機(jī)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是其長

7、度超過30m 。按照道路大型物件運(yùn)輸管理辦法的規(guī)定，如果立柱整體運(yùn)輸，屬于三級大型物件。大 型物件的運(yùn)輸需要有資質(zhì)的企業(yè)承運(yùn)，需要詳細(xì)的運(yùn)輸規(guī)劃和相關(guān)部門的審批，并受 到道路運(yùn)輸條件的限制。另外，超過 30m 的大型物件在工廠制造搬運(yùn)，進(jìn)入客戶現(xiàn)場 安裝等方面也存在很大的困難。如果堆垛機(jī)出口到海外市場，受到集裝箱運(yùn)輸條件的 限制，立柱的長度不能超過 12m 。因此需要對 30m40m 的立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段設(shè)計(jì)和 組裝。針對國內(nèi)和海外市場，立柱分段可以分為兩個(gè)方案，即國內(nèi)每段立柱結(jié)構(gòu)的長度 不超過 20m ，出口海外的立柱結(jié)構(gòu)的長度不超過 12m 。這樣，將非常方便制造、運(yùn)輸 和裝配。分段的堆垛機(jī)

8、立柱在客戶現(xiàn)場進(jìn)行組裝 。2.廠內(nèi)裝配和調(diào)試為節(jié)省堆垛機(jī)在現(xiàn)場的安裝和調(diào)試時(shí)間，提高安裝質(zhì)量，堆垛機(jī)的大部分模塊會 在制造工廠內(nèi)進(jìn)行組裝測試。下橫梁部件、載貨臺部件、立柱底部組件和控制系統(tǒng)等 會預(yù)先在廠內(nèi)安裝好。實(shí)踐證明，該方法能夠大幅度縮短現(xiàn)場安裝時(shí)間，保證產(chǎn)品的 交付質(zhì)量。三、應(yīng)用規(guī)劃根據(jù) FEM 9.851 Performance Data of S/R Machines Cycle Times 的要求，堆 垛機(jī)的水平和起升運(yùn)行速度應(yīng)該與立體倉庫的長度和高度相匹配，以獲得最佳的性價(jià) 比。這個(gè)匹配關(guān)系由公式 a=H/L*v_x/v_y 來確定，其值的范圍為 0.5<a<2 ，當(dāng)

9、 a=1 時(shí)，具有最好的配合度。根據(jù)這個(gè)要求，按照表 1 所示的功能參數(shù)， v_x/v_y 的數(shù)值 范圍為 1.85.33 ，堆垛機(jī)的高度從 30m40m ，因此巷道的長度范圍在 54m213m 之間時(shí)，都能匹配到最好的水平運(yùn)行速度和起升速度，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。四、應(yīng)用案例新加坡某日用品零售企業(yè)的倉儲中心，擁有 11 個(gè)巷道，堆垛機(jī)高度 37.1m ，項(xiàng) 目的功能設(shè)計(jì)參數(shù)如 所示。堆垛機(jī)水平和起升運(yùn)行速度與立體倉庫的長度和高度的關(guān) 系值 a=0.97 ， 接近最好的配合度，具有最佳的性價(jià)比，能滿足客戶對倉庫的出入庫 效率的要求。根據(jù)該項(xiàng)目功能參數(shù)的要求，在 中的快速選取系列化的模塊部件，和標(biāo)

10、準(zhǔn)化模塊 部件一起組成堆垛機(jī)的模塊化物料清單，在 ERP 系統(tǒng)中選取這些模塊化部件清單，導(dǎo) 入到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求，實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)和制造。按照出口項(xiàng)目的運(yùn)輸條件，堆垛機(jī)的分段立柱長度最長為 11.8m ，每臺堆垛機(jī)的 立柱分成 4 段，全部使用集裝箱運(yùn)輸。其中比較短的一段立柱與下橫梁結(jié)構(gòu)組合在一 起，與載貨臺結(jié)構(gòu)、貨叉結(jié)構(gòu)、水平運(yùn)行驅(qū)動和控制柜在廠內(nèi)進(jìn)行組裝和測試，保證 了產(chǎn)品的質(zhì)量， 該部件整體包裝后放在集裝箱中進(jìn)行運(yùn)輸，能有效防止運(yùn)輸過程中對 設(shè)備的損壞。設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場后，再快速組裝立柱組件，使整機(jī)設(shè)備較快達(dá)到了試運(yùn)行 條件，滿足了客戶的需求。不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche unique