摘 要：堆垛機是應用最為廣泛的起重堆垛設備，本文將針對堆垛機的設計要點，對堆垛機的存取貨機構(gòu)、提升機構(gòu)、行走機構(gòu)和安全保護機構(gòu)等的設計方案進行詳述，旨在為立體倉庫用堆垛機的設計與選用提供一定參考。

關鍵詞：自動化立體倉庫；堆垛機；設計與選用

中圖分類號：TH246 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0215-01

1 引 言

自動化立體倉庫由于具有空間利用率高、生產(chǎn)效率高，并且采用計算機進行控制管理，又有利于企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理等優(yōu)點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)。巷道堆垛機伴隨著立體倉庫而逐步發(fā)展起來的專用起重機設備，人們常簡稱其為堆垛機。堆垛機是立體倉庫的作業(yè)主力，擔負著庫存清點、存取的重責，其技術(shù)完善的過程堪稱為自動化立體倉庫的進步標志。因此，應對堆垛機的設計以及選用進行深入研究，從而提高立體倉庫的實用性能，推動倉儲物流產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 堆垛機運行方式選擇

按照運行方式不同的分類原則，堆垛機有無軌和有軌巷道式兩種。前者適用于作業(yè)次數(shù)較少、作業(yè)高度較低的倉庫，尤其普遍應用于改造普通倉庫為中、低層貨架的項目中。而后者在結(jié)構(gòu)上與前者有很大區(qū)別：它主要通過鋼輪沿著倉庫巷道內(nèi)設置好的地軌進行水平方向上的運行，其作業(yè)高度與立體倉庫高度息息相關。本文以有軌巷道式堆垛機為研究對象。

3 堆垛機結(jié)構(gòu)形式選擇

按照結(jié)構(gòu)不同的分類原則，堆垛機有單立柱型與雙立柱型兩種形式。本文主要圍繞單立柱堆垛機展開設計。其結(jié)構(gòu)以及適用范圍如表1所示。

4 堆垛機設計要點

4.1 存取貨機構(gòu)

存取貨機構(gòu)是存取搬運貨物的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，通常被裝設于載貨臺之上。就目前而言，三級直線差動式伸縮貨叉的應用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)包括上叉、中叉、下叉和起導向作用的滾針軸承等部件。一方面，由于取送貨物需要一定的伸縮范圍，所以存取貨機構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對比較復雜。另一方面，對巷道寬度較大的倉庫而言，該執(zhí)行機構(gòu)的實用性并不是很強。本文設計的存取貨機構(gòu)易于拆卸，在結(jié)構(gòu)簡化以及強度提升方面得到完善。存取搬運貨物時，存取貨機構(gòu)存取貨機構(gòu)作業(yè)主要采用齒輪—齒條傳動以及鏈條傳動兩種傳動形式來實現(xiàn)：它是將主、從動軸齒輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為單級齒條式伸縮貨板的直線運動，從而能使貨板沿著貨倉方向雙向伸縮以取送貨物，傳動精度高，定位準確；鏈傳動實現(xiàn)了齒條式伸縮貨板由主動軸齒輪向從動軸齒輪運動的過渡，從而保證了傳動的連續(xù)性。齒條式伸縮貨板與固定在箱體上的滾動導軌副裝配，大大減小了貨板工作時的摩擦阻力，降低了能耗。

4.2 提升機構(gòu)

提升機構(gòu)是堆垛機存取貨機構(gòu)進行垂直運動的重要保障，當下有部分堆垛機將起重鏈柔性件作為提升機構(gòu)的牽引動力。本文則是將卷筒組驅(qū)動鋼絲繩組作為牽引力，其工藝流程如下：卷筒引出鋼絲繩→定滑輪（上橫梁上定滑輪）改變方向→連接提升箱→牽引提升箱帶動存取貨機構(gòu)→到達指定倉位→制動器動作→提升箱停住。其中，提升箱上導向輪的導軌一般為U型立柱，以防止提升箱升降過程中偏擺現(xiàn)象的發(fā)生。而在上橫梁上安裝滑輪組，不僅可以有效避免鋼絲繩跳繩情況的發(fā)生，還可以保持U型立柱兩側(cè)受力均勻，進一步提高堆垛機提升過程的穩(wěn)定性。與起重鏈牽引相比較，鋼絲繩牽引的優(yōu)越處在于：工作平穩(wěn)；無噪音；自重較輕；鋼絲繩在破斷以前，外面的鋼絲先斷裂和松散，容易發(fā)現(xiàn)以便及時更換；在堆垛機、貨倉的剛強度等條件允許范圍內(nèi)，根據(jù)實際需要改變卷筒組規(guī)格，就能改變堆垛機提升物品的重量范圍。

4.3 行走機構(gòu)

行走機構(gòu)主要是為了保證堆垛機沿巷道方向進行水平運動，目前較為常用的為行走機構(gòu)有上部行走式的懸掛型和貨架支撐型：上部行走式的懸掛型行走機構(gòu)采用車輪在懸掛于屋架下弦的工字鋼下翼緣上行走，下部設有水平導輪；貨架支撐型行走機構(gòu)的下部也設有水平導輪，不同之處為其上部車輪沿兩根軌道（位于巷道兩側(cè)貨架頂部）行走。以上兩種行走機構(gòu)都存在保養(yǎng)維修困難的缺點。本文以地面支撐型行走結(jié)構(gòu)展開設計，也就是下部驅(qū)動下部支撐型行走機構(gòu)。鏈傳動是堆垛機水平運動的主要動力機構(gòu)，具體過程如下：鏈傳動驅(qū)動主動行走輪組，進而帶動從動行走輪組按照固有速度在地軌上安全可靠地機型水平行走。鏈傳動具有顯著優(yōu)勢：①傳動中心距大的環(huán)境中也可使用；②安裝、調(diào)整簡便，結(jié)構(gòu)并不復雜，具有一定經(jīng)濟性；③緩沖、吸振性能良好。

4.4 安全保護裝置

作為一種重要的起重機械，堆垛機的安全性和可靠性一直是人們的關注熱點。因此，必須要完善提升機構(gòu)的防護措施，健全安全保護裝置。比如說，配制終端限位保護。在三自由度運動終端處配備機械、電氣限位裝置；聯(lián)鎖保護。簡單來講，就是要保障堆垛機在升降以及行走運動的過程中，貨板伸縮驅(qū)動電路是斷開的；反之，進行貨板伸縮工作時，升降以及行走驅(qū)動電路保持斷開狀態(tài)。需要注意，升降和行走運動是可同時進行的；正位檢測控制。在確認堆垛機的垂直與水平兩個方向上均已停準時，存取貨機構(gòu)方可運行。采用二進制編碼方式標識倉庫的層、列數(shù)，堆垛機作業(yè)過程中可直接檢測源地址碼，并將其與其指定地址進行比較分析，若差值處于特定范圍內(nèi)，堆垛機減速；一旦差值為零時，堆垛機將立即停止；貨位虛實檢測。存取貨機構(gòu)工作前，還需要先探測貨倉內(nèi)有無貨物，以防止貨物雙重入庫，探測器應用反射式光電開關；斷電保護。發(fā)生意外斷電時，通過制動器制動提升電機使提升箱停在當前位置，不致墜落。

5 結(jié) 語

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速的發(fā)展，企業(yè)對現(xiàn)代物流的關注和應用會越來越廣泛。堆垛機性能和效率的改善，將更好的提高物流技術(shù)水平，從而推動國民經(jīng)濟建設，帶來更大的社會和經(jīng)濟效益。

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收稿日期：2018-3-23