关于堆垛机物料箱装载力优化的研究

关于堆垛机物料箱装载力优化的研究

刘全宝李松岩姜珊

（国网山东省电力公司检修公司山东济南250118）

摘要：本文通过对全国电力公司中常用仓库物资运输方式的调研与分析，详细的总结描述了其运输流程。结合日常的物资存储运输的工作经验，分析物资运输流程的合理性，对其流程中存在不合理的主要原因进行分析实验，从而确定相应的解决措施，对装载设备进行改进优化，选择最优装载方式。通过优化前后的对比，确定了最优装载工具的方案，为今后的仓库物资运输工作提供了一种安全性高的新途径。

关键词：堆垛机物料箱；装载力优化

1仓库物资运输工作流程简介

对2015年立体仓库中物资归库的流程进行整理。入库流程分为验收、系统录入、卸货、上架四部分。

2立体仓库物资入库失败原因分析

对2015年立体仓库中物资入库失败的原因进行统计发现，影响物资入库失败原因中，货物脱落次数高达62次。

我们通过对全国其他电力物资仓库进行学习，在与我们使用同一款立体仓库的仓库进行了解，统计了五大仓库2015年的物资入库失败次数，并与我们公司进行了详细对比，我们公司2015年立体仓库物资入库失败次数高达102次，而冀北检修公司物资入库失败次数为45次，我们将目标定为45次。

小组成员从人、机、料、法、环五个方面进行了原因分析，寻找造成货物脱落的末端因素并制作因果图。对照因果图，我们小组成员展开了热烈的讨论和分析，并根据自身的工作经历，取得了分析和认识上的共识，我们对末端因素逐条进行确认：

2.1运输过程不稳定

堆垛机在运输货物时，运输速度最大可达到120m/min，即2m/s。在运输过程中，货物处于匀速运动，我们只需对启动及停止过程货物的稳定性进行分析即可。我们对在堆垛机上即将运输的货物（看为一体）进行受力分析。

由表中信息我们可知，托盘与堆托盘接触面为金属-木材料，滑动摩擦系数为0.2。有滑动摩擦力的公式：

f滑动=μN

可得：f货物滑动=0.2m货物g=2m货物（g=10kg/N）

我们对托盘进行受力分析。f平台滑动=F=（m货物+m托盘）a=f静。

在理想状态下，f静max=f动，非理想状态下，我们认为f静max≈f动，因此

f静max≈f动；

（m货物+m托盘）a≈μN；

a≈2m货物/（m货物+m托盘）；

a＜2m/s2

由于a=（Vt-V0）/t，已知Vt=2m/s，V0=0m/s，则，

a=（Vt-V0）/t＜2m/s2

t≧1s

由日常工作经验可知，堆垛机从开始运动到达到最大速度，至少需要3s，完全可以保证货物运输启动的稳定性。停止过程与启动过程正好相反，因此，在整个货物运输过程中，货物稳定。因此，此条为非要因。

2.2物资承载托盘易碎

如今，在我们立体仓库中常用的是木质的运输托盘，标准尺寸在1200mm×1000㎜，额定荷载为450kg。如今，随着特高压工程的建设，仓库中存放的金具、设备的重量不断增加。我们以间隔棒为例。

载货平台为L1700mm*W1300mm*H700mm，为了达到立体仓库节约空间的最根本的初衷，根据特高压间隔棒的尺寸，一个平台可以存放26个间隔棒。间隔棒的总重为379.6kg。由于平台最大速度可达到12m/s，因此，我们采取极限状态，将加速度全部加在上升的方向，上升加速度可达2.4m/s2，载物平台的压力可以达到4707.04N。超出托盘可以承载压力4500N。托盘损坏，可导致货物脱落。因此，此为要因。

2.3缺少防脱落措施

在日常的物资存储工作中，所存储的物资存在不规则的形状，在上下运输这些物资的时候，由于物品的不稳定太强，因此，常会出现物资在托盘上滚动或位置移动等情况。根据实际情况，我们做一个模拟实验。采用材料相同的纸板及纸箱.分别运输螺丝、螺栓等物品，结果如下：在托盘周围增加挡板，可以减少脱落的几率。

我们再做一组试验，我们使用底面积相同材料相同的纸质平板及纸箱，放入同一种型号的螺栓。在允许的承载力的要求下，确保货物稳定性，不同承载容器可承载的物资数量是不同的。因此，此条为要因。

2.4货物摆放不合理

为确保货物在运输过程中的稳定性，在货物卸载至载物平台上时，确保合理摆放物资，确保重心稳定，货物不易滑落。合理分配空间，并确保货物的稳定。（缺乏照片。并对照片上的物资进行受力分析。）因此，此为非要因。

2.5货物重量过大

我们再次以间隔棒为例。间隔棒的设计应满足以下几个要求：1间隔棒应具有良好的机械性能，能够承受较大的有短路电流所引起的短路电流向心力。保证线路在发生最大短路电流时，间隔棒能支撑子导线的间距，防止发生子导线间的互相碰击。同时还应该保证夹头具有足够的强度，并且具有足够的握力。2间隔棒应具有科学、合理的防电晕设计，保证在1000kV线路运行电压中能有效地防止电晕与无线电干扰的产生。3间隔棒应具有合理的质量，以有效地保证其预期的阻尼性能。同时在此基础上科学地尽量减轻间隔棒的质量，既节省了材料，又减小了添加在导线束上的不必要的垂直载荷，这对于整个间隔棒—导线系统是有利的。由此我们可以看出，我们在设计以及制作金具或设备的时候，会结合电气以及物理作用，将金具以及设备的重量降至最低。因此，我们在仓库中存储的货物其重量，应该是在电气安全考虑的范围内的最小质量。因此，此条为非要因。

2.6启动时托盘存在坡度

由于叉车再启动开始运输货物的时候，会使得托盘发生一个坡度，导致托盘及货物发生脱落。

我们将平台及货物看做一个整体，可以得出，

通过查阅资料我们可以得知托盘与叉车之间的的动摩擦因数为等于金属与木材的摩擦因数0.2，因此，当cotθ＞0.2时，即θ＞78.69时，会发生滑动。

2.7载物平台重心不稳

在进行货物存放运输工程中，立体采取专用的电动叉车为运输工具。采用平时的载物平台，很容易发生重心不稳，导致平台歪斜。

我们做一组实验，测量叉车两侧的中心与平台中心相差多少可造成平台无法平稳启动。由试验可以发现，当距离大于10mm时，就可能发生平台中心不稳们无法稳定启动的状况，因此，本条为要因。

3新型堆垛机装载箱原理

3.1装载箱原理

3.1.1具体材质工艺要求

工具箱（钢制）全钢制，材质为材质：Q235一级冷轧钢板，钢板厚度不小于1.5mm；焊接表面波纹应均匀，高低之差应小于1mm。焊接处无脱焊、虚焊、焊穿。涂（镀）层应无脱落、返锈和粘漆。在接触人体或存放物品的部位不得有毛刺、刃口或棱角。

3.1.2工具箱（钢制）工艺

表面处理：防锈喷涂。高载重，高堆垛，高标准化程度，物流适应性好，使用寿命长。科学合理的结构设计，全身可以折叠，运输和回收成本低。具备标准的叉车设计，不需要额外配备托盘，便于仓储运输。

4结语

本文所设计的堆垛机新型防坠落装载箱，能够大大降低立体仓库上下运输过程中货物脱落的可能性，提高了工作的安全性。

参考文献：

[1]南京线路器材厂《线路金具样本》国家电网2009

[2]国家电网公司《物资管理理论与实务》北京交通大学出版社（国家电网生〔2006〕1203号）