冷凍庫堆垛機機械設(shè)計與制造解析
返回上層冷庫低溫、高濕及溫濕度變化頻繁的環(huán)境對于物流設(shè)備的設(shè)計與應(yīng)用提出了新的要求及挑戰(zhàn)。在自動化冷凍倉庫中,堆垛機需進行許多特殊的設(shè)計以滿足作業(yè)要求。例如,堆垛機的電控系統(tǒng)設(shè)備要做防凍處理,避免其在冷凍環(huán)境下結(jié)霜結(jié)露,造成堆垛機工作不穩(wěn)定;在堆垛機的機械設(shè)計和制造以及材料選用方面也有許多特殊的要求。如果材料材質(zhì)選擇不當,在冷凍環(huán)境下,材料會發(fā)生冷脆而導(dǎo)致堆垛機質(zhì)量受損,甚至造成堆垛機工作失效。下面將主要針對冷凍環(huán)境下堆垛機的機械設(shè)計和制造工藝,圍繞堆垛機的材料材質(zhì)、性能和焊接工藝等方面進行深入探討。
一、材質(zhì)
堆垛機的主柱、下底座等主要結(jié)構(gòu)件都是由鋼板焊接而成的,是一個非常復(fù)雜的箱體結(jié)構(gòu)件。冷凍庫堆垛機因其工作環(huán)境溫度低(-30℃),對堆垛機所使用的材料提出了更高的要求。以米亞斯冷凍庫用堆垛機為例,其材料需滿足以下要求:
1、低溫沖擊功
隨著溫度的下降,鋼材的沖擊功將降低,容易發(fā)生冷脆現(xiàn)象,普通鋼材已不能滿足冷凍庫堆垛機的使用要求。鑒于此,對于結(jié)構(gòu)件,米亞斯采用德國標準(DIN)中具備一定低溫沖擊功的高性能結(jié)構(gòu)鋼,避免低溫條件下鋼材發(fā)生沖擊破壞的可能;對于軌道材料,在冷拉成型后,亦進行提升沖擊功性能的正火處理,以達到-20℃時接近200J的沖擊功,嚴格控制材料的低溫沖擊性能。
2、Z向性能
對于厚度超過40mm的關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)件,除滿足低溫沖擊性能外,米亞斯冷凍庫堆垛機還采用了Z向鋼板—抗層狀撕裂鋼,以避免鋼材發(fā)生Z向?qū)訝钏毫训奈kU。
3、內(nèi)部缺陷
米亞斯采用超聲波探傷技術(shù),檢測所有重要材料是否存在內(nèi)部缺陷,等級要求達到DIN EN 10160S1&E1。對于沒有達到該要求的材料,米亞斯堅決予以報廢。
4、焊接彎曲試驗
米亞斯依據(jù)德國鋼鐵冶金協(xié)會的標準SEP1390,對材料進行焊接彎曲試驗,確保材料具備抵抗開裂的能力。
只有嚴格滿足上述要求的材料,才可應(yīng)用于米亞斯冷凍庫堆垛機。
二、生產(chǎn)工藝
針對堆垛機的結(jié)構(gòu)特點,米亞斯研發(fā)了專門的生產(chǎn)工藝。如立柱焊接時,為防止焊接變形,保證軌道位置尺寸的精準,米亞斯在生產(chǎn)工藝上制作了專用的焊接裝夾夾具。每段立柱焊接成型后,都要反復(fù)進行重要尺寸的檢驗。如要求立柱上導(dǎo)軌的直線度誤差需控制在±1mm以內(nèi),以保證堆垛機載貨臺在Y向高速運行時的平穩(wěn)性。
為滿足低溫環(huán)境下的使用要求,部分焊接件焊后要退火,以減輕結(jié)構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力集中,滿足一定的低溫沖擊性能。
焊接質(zhì)量對堆垛機產(chǎn)品也是尤為重要的。米亞斯冷凍庫堆垛機使用特種焊接材料,以滿足低溫環(huán)境的使用要求。部分焊道采用自動焊接技術(shù),在提高焊縫質(zhì)量的同時,也減輕了焊接技師的工作強度,提升了工作效率。此外,焊縫需進行抽檢探傷,以確保焊縫品質(zhì)。
二、應(yīng)用案例
米亞斯集團在冷庫堆垛機上有許多成功案例,其中一個典型案例是在荷蘭的Tilburg,與歐洲著名的物流系統(tǒng)集成商——比利時Egemin公司,于2012年為Agristo公司建設(shè)的一座冷凍自動倉庫。這座自動倉庫的運行溫度是-25℃,長78米,寬53米,高43米,有2萬多個貨位,存放各類冷凍食物。倉庫安裝有8臺米亞斯生產(chǎn)的堆垛機,堆垛機采用單柱設(shè)計,其高度可達39米,使用米亞斯雙伸位伸縮叉,蕞大荷重為1300kg。
此倉庫為庫架合一的自動化倉庫,工程要求堆垛機需整體從庫房的頂部吊入,蕞終采用了超長桅桿的吊車等手段,順利將8臺堆垛機一次吊裝到位。米亞斯堆垛機在實際運行中展示了過硬的品質(zhì),至今尚未發(fā)現(xiàn)品質(zhì)問題,保障了冷庫的正常、高效運營,得到了客戶的高度肯定。
目前米亞斯正在為北京一個冷鏈項目生產(chǎn)30臺冷凍型堆垛機,該堆垛機高30米,工作溫度為-25℃,蕞大荷重為1500kg,采用雙伸位伸縮叉。預(yù)計這批堆垛機將于2015年底前交付客戶使用。
三、發(fā)力冷鏈物流
目前國內(nèi)諸多中心城市,如上海、北京、深圳等地都在規(guī)劃建設(shè)大型冷凍庫,其中大部分是自動化倉庫,冷凍型堆垛機等設(shè)備的需求大幅上升?,F(xiàn)在自動化冷凍庫的特點是規(guī)模大、集成化程度高。冷凍庫的高度越來越高,普遍高達30米,有的超過40米。堆垛機一般使用雙伸位或三伸位的伸縮叉,來滿足貨物的高密度存放,有的項目為了達到更高密度的存放,還規(guī)劃使用了堆垛機與穿梭板組合,這對堆垛機設(shè)備廠商提出了更高的要求。
未來十年,冷凍庫自動化系統(tǒng)將得到快速發(fā)展。米亞斯集團自2010年進入中國,在伸縮叉和堆垛機業(yè)務(wù)領(lǐng)域得到了長足發(fā)展。憑借多年的技術(shù)沉淀和實踐經(jīng)驗,米亞斯將全面發(fā)力冷鏈物流,持續(xù)引入歐洲先進的堆垛機設(shè)計制造技術(shù),不斷研發(fā)滿足我國自動化冷凍庫需求的堆垛機,為我國冷鏈物流的發(fā)展提供技術(shù)支撐。
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