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一种提高库容率的自动化重型仓库货架的工作原理

随着社会经济总量不断增加,物流行业正突飞猛进地发展, 企业仓储土地用地成本也在增 ,这对仓储领域提出了挑战。现阶段仓储行业主要采用巷道堆垛机作为标准出入库的执行设备, 该设备主要采用伸缩叉对两侧多层框架结构的货架内的带托盘货物进行存储操作,由于伸缩叉的刚度限制, 通常传统巷道堆垛机仅可对轨道两侧的货物进行存取操作, 这就要求在大型仓库内需要设置多条巷道才能实现所有货物的自动化存取(如图1A),极大的限制了自动化仓库的库容率。笔者针对该问题设计了一套自动化重型仓库货架用于解决该问题。


1 结构简图和工作原理

图1A是现阶段较为普及的标准化仓库采用的自动化仓储方案, 图1B 为笔者设计的高库容率仓储货架。1A 中货架有钢结构或者型材组合而成,货架中不带传动机构。1B 中刚结构货架上增加了滚子输送链传动装置, 根据需要可在货架上增加电机驱动或者在移载机上增加对接传动装置。

该货架工作原理: 入库时, 通过堆垛机将货物转运到货架库口, 然后通过设置在堆垛机上的动力传递装置将动力传输到货架或者通过安装在货架上的电机将货物往货架纵身方向输送一段距离以空出库口, 继续进行入库动作直至该货架纵身全部装满; 出库动作与入库相反。货架动作设置为先进后出式。

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2 设计结构

根据设计要求,目标货架设计为单个货位额定载重800kg,应具有较高的安全性和可靠性。立柱和载重梁均采用矩形管作为主要材料。滚子输送链布置在载重梁矩形管的上表面并绕过货架两端的链轮穿过矩形管内腔形成环链(图2),为了减少摩擦阻力和链条磨损,在用于铺设链条的矩形管上表面布置UPE (高于900 万超高分子量聚乙烯) 制成的链条导轨(如图3)。工作中双排链条的滚子在UPE链条导轨上滚动,摩擦负载较小,通过试验验证链条滚子在链条导轨上滚动总的摩擦系数为0.1 ,同时UPE具有较高的硬度和承载能力,可长时间存放货物而不发生较大变形。由于货架纵深较大, 输送链在自重作用下会产生下垂与矩形管内部下底面产生摩擦阻力, 因此在举行管下底面开孔并安装图4 所示的聚四氟乙烯弧形托块用于支撑滚子输送链。

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为了有效张紧链条,在货架尾部设计链轮张紧装置(图4),该装置采用螺钉调节链轮轴中心距,调节距离较大,完成调节后可以通过锁紧螺母以防止传动过程中产生松动。

调试过程中发现采用标准塑料托盘时, 由于负载较大, 托盘中间会产生变形, 满载最大变形量为5mm,在满载情况放置12 小时后最大变形量增加为12mm。针对该问题在框架结构中间增加一组流利条(图5)对托盘中部进行支撑,通过200 次反复运行试验效果良好。

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3 应用效果与结论

该自动化货架经过调试运行,达到预期设计目标,在具有8 个货位纵身的情况下,将仓库的库容率从30%提高到70%以上,且在超大型仓库中,该库容率会进一步提高;同时该自动化货架减少了巷道堆垛机的投入成本, 提高了堆垛机的利用率。需要指出的是该自动化仓库货架由于采用较少的堆垛机, 货物存取的效率相对较低, 条件允许的情况下可以在同一巷道内增设堆垛机的数量以提高货物的自动化存取效率。该自动化仓库货架可广泛适用于低速重载的工作环境,对工作环境要求较低,广泛适用于陆地和船上环境。


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