冷凍庫堆垛機機械設計與制造解析
返回上層冷庫低溫、高濕及溫濕度變化頻繁的環境對于物流設備的設計與應用提出了新的要求及挑戰。在自動化冷凍倉庫中,堆垛機需進行許多特殊的設計以滿足作業要求。例如,堆垛機的電控系統設備要做防凍處理,避免其在冷凍環境下結霜結露,造成堆垛機工作不穩定;在堆垛機的機械設計和制造以及材料選用方面也有許多特殊的要求。如果材料材質選擇不當,在冷凍環境下,材料會發生冷脆而導致堆垛機質量受損,甚至造成堆垛機工作失效。下面將主要針對冷凍環境下堆垛機的機械設計和制造工藝,圍繞堆垛機的材料材質、性能和焊接工藝等方面進行深入探討。
一、材質
堆垛機的主柱、下底座等主要結構件都是由鋼板焊接而成的,是一個非常復雜的箱體結構件。冷凍庫堆垛機因其工作環境溫度低(-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,容易發生冷脆現象,普通鋼材已不能滿足冷凍庫堆垛機的使用要求。鑒于此,對于結構件,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構鋼,避免低溫條件下鋼材發生沖擊破壞的可能;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的關鍵承力結構件,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,以避免鋼材發生Z向層狀撕裂的危險。
3、內部缺陷
米亞斯采用超聲波探傷技術,檢測所有重要材料是否存在內部缺陷,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
米亞斯依據德國鋼鐵冶金協會的標準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,才可應用于米亞斯冷凍庫堆垛機。
二、生產工藝
針對堆垛機的結構特點,米亞斯研發了專門的生產工藝。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,都要反復進行重要尺寸的檢驗。如要求立柱上導軌的直線度誤差需控制在±1mm以內,以保證堆垛機載貨臺在Y向高速運行時的平穩性。
為滿足低溫環境下的使用要求,部分焊接件焊后要退火,以減輕結構件內部應力集中,滿足一定的低溫沖擊性能。
焊接質量對堆垛機產品也是尤為重要的。米亞斯冷凍庫堆垛機使用特種焊接材料,以滿足低溫環境的使用要求。部分焊道采用自動焊接技術,在提高焊縫質量的同時,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。
二、應用案例
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集成商——比利時Egemin公司,于2012年為Agristo公司建設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臺米亞斯生產的堆垛機,堆垛機采用單柱設計,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,至今尚未發現品質問題,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。預計這批堆垛機將于2015年底前交付客戶使用。
三、發力冷鏈物流
目前國內諸多中心城市,如上海、北京、深圳等地都在規劃建設大型冷凍庫,其中大部分是自動化倉庫,冷凍型堆垛機等設備的需求大幅上升。現在自動化冷凍庫的特點是規模大、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,還規劃使用了堆垛機與穿梭板組合,這對堆垛機設備廠商提出了更高的要求。
未來十年,冷凍庫自動化系統將得到快速發展。米亞斯集團自2010年進入中國,在伸縮叉和堆垛機業務領域得到了長足發展。憑借多年的技術沉淀和實踐經驗,米亞斯將全面發力冷鏈物流,持續引入歐洲先進的堆垛機設計制造技術,不斷研發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展提供技術支撐。
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