立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案.docx
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1、1 自动化立体仓库简介22 立体仓库系统规划92.1 设计的技术参数92.2 仓库库存量及存储空间规划92.2.1 仓库的库存量92.2.2 存储空间规划92.3 托盘及货格尺寸设计102.3.1 托盘尺寸设计IO2.3.2 货格尺寸设计113 静态设计153.1 货架总体尺寸设计153.2 堆垛机叉车作业方案173.3 堆垛机转轨与不转轨选择173.4 堆垛机参数设计183.4.1 重量和载荷参数193.4.2 速度参数193.5 堆垛机作业周期203.5.1 平均单作业周期203.5.2 平均复合作业周期203.6 仓库效率校核214 动态设计225 输送系统设计235.1 输送机速度参数
2、设计235.2 输送机尺寸参数设计245.2.1 转子长度245.2.2 转子间距245.2.3 辑子直径245.3 输送单元选型256 小结与体会25参考文献261立体仓库简介自动化立体仓库的出现是物流技术的一个划时代的革新。它不仅彻底改变了仓储行业劳动密集、效率低下的落后面貌,而且大大拓展了仓储功能,使之从单纯的保管型向综合的流通型方向发展。自动化立体仓库是用高层货架储存货物,以巷道堆垛起重机存取货物,并通过周围的装卸搬运设备,自动进行出入库存取作业的仓库。自动化立体仓储具有普通仓库无可比拟的优越性。首先是节约空间、节约劳力。据国际仓库自动化会议资料:以库存IlOOO托盘、月吞吐10000
3、托盘的冷库为例,自动化立体仓库与普通仓库比较情况为:用地面积为13%、工作人员为21.9%、吞吐成本为55.7%、总投资为63.3%。立体仓库的单位面积储存量为普通仓库的4-7倍。其次是提高仓库管理水平,减少货损,优化、降低库存,缩短周转期,节约资金。近年来,特别在冷冻行业,自动化立体仓库的发展极快。自动化立体仓库主要由货架、巷道堆垛起重机、周边出入库配套机械设施和仓储管理控制系统等几部分组成。货架长度大、排列数多、巷道窄,姑密度高;巷道机上装有各种定位的检测器和安全装置,保证巷道机和货*能高速、精确、安全地在货架中取货;目前,立体仓库自动控制方式有集中控制、分离式控制和分布式控制3种。分布式
4、控制是目前国际发展的主要方向。大型立体仓库通常采用三级计算机分布式控制系统;三级控制系统是由管理级、中间控制级和直接控制级组成的。管理级对仓库进行在线和离线管理,中间控制级对通讯、流程进行控制,并进行实时图象显示,直接控制级是由PLC(可编程序控制器)组成的控制系统对各设备进行单机自动操作。使仓库作业实现高度自动化。2立体仓库系统规划2.1 设计的技术参数a.年吞吐量为126万件货物,供货率98%、每个任务的填充数75件、每年周转12次;b.仓库每年工作280天;每天工作8个小时,其中3小时入库,5小时出库;c.仓库规划空间:长120m*高20m;d.包装单元外型尺寸:400mm=300mm=
5、300mm,包装货物质量25kg;e.托盘尺寸:80OnInl*120Onlm*15OmIno2. 2仓库库存量及存储空间规划1. 2.1仓库的库存量库存的货物越多,则支持特定客户的存货可得性也就越大,调整预测误差的能力也就越强,但安全库存的水平却提高了,根据概率的大数定理,对于给定的供货率=98%,查表得库存安全系数fs二2. 05,则Oa=G+T)x元+/Q元:平均订货前置期,T:订货周期,平均供货量,:供货偏差1,Anv=(l+2)+2.053=3.765IO52.2.2存储空间规划已知仓库规划空间:长12Om高20m,则:货架最大长度二120-输送系统二120TO=OOm货架最大存储高
6、度二20-安全距离-堆垛机下横梁高安全距离=0.9m+0.15+0.2=1.25m,则高度=20T.25-0.6=18.15m2.3托盘及货格尺寸设计2.3.1托盘尺寸设计2.3.1.1托盘码放形式一般来说,货物存放形式有三种:自身堆垛、托盘堆垛、货架存放,在本设计中采用托盘堆垛形式。货物的堆码方式如图所示有:重迭式、纵横交错式、旋转交错式、旋转交错式纵横交错式正反交错式正反交错式由于货物尺寸为400*300*300,为了充分利用空间并考虑其稳定性在此选用正反交错式或者纵横交错式2.3.1.2确定托盘最优体积数%=MAXQ;(2.3几vfe)3z4)=vfeMAX(1;(2.30.575)3m
7、)=28.3%Vfe:填充单元体积400mm*300mm*300mmf,r:经验系数,取05产品名称介绍单位包装价格锯木托盘(欧标托盘1200*80Omm)型号:1长X宽:600X40Omm最大承重:25Okg叉车作业尺寸(高):95mm叉车作业尺寸(短边宽度):-mm叉车作业尺寸(长边宽度):465mm约重:2.5kg询价锯木托盘(欧标托盘1200*80Omm)型号:2长X宽:800X40Omm最大承重:500kg叉车作业尺寸(高):95mm叉车作业尺寸(短边宽度):-mm叉车作业尺寸(长边宽度):572mm约重:3.0kg询价锯木托盘(欧标托盘1200*80Omm)型号:3长X宽:800X
8、60Omm最大承重:500kg叉车作业尺寸(高):95mm叉车作业尺寸(短边宽度):-mm叉车作业尺寸(长边宽度):570mm约重:4.5kg询价锯木托盘(欧标托盘1200*80Omm)型号:4长X宽:1200x80Omm最大承重:90Okg叉车作业尺寸(高):100mm叉车作业尺寸(短边宽度):565mm叉车作业尺寸(长边宽度):67Omm约重:10kg一询价锯木托盘(欧标托盘1200*80Omm)型号:5长X宽:1200X100Omm最大承重:90Okg叉车作业尺寸(高):100mm叉车作业尺寸(短边宽度):65Omm叉车作业尺寸(长边宽度):750mm约重:14kg询价根据要求的尺寸和货
9、重=0.6t,选用800*1200*15Onim木托盘,重量取IOkg所以货物单元重量二托盘重+货重=0.010+0.6=0.61t2.3.2货格尺寸设计在采用托盘堆垛形式下,选择横梁式货架2.3.2.1材料选择横梁截面如下图 90X60立柱适合高度 SIOE立柱 立柱折面13面 IOOX80 立柱适合高度24m立柱立柱折面21面立柱截面如下图所示75-A75X55立柱适合高度5m立柱立柱折面13面乙生9090X66j适合高度SIOrn寸柱立柱折面17面因为货物总重0.61,所以横梁截面我们可以选择选第一种,80*60横梁又因为货架安全高度达到18.15m,所以立柱截面可选第四种,100*80
10、立柱2. 3.2.2货格尺寸计算在货物单元的尺寸确定后,货格尺寸取决于货物四周需留出的净空大小和货架的结构尺寸。各个间隙的大小:侧面间隙:其大小主要取决于堆垛机的停车精度及堆垛机和货架的安装度。精度越高,取值越小。对于横梁式货架,在堆放三个货物单元时,取a3=a5=OOmm,在堆放两个货物单元时,=a5=75mm0垂直方向的间隙:上部垂直间隙应保证堆垛机的货叉存取货物过程中,起升不与上部构件发生碰撞,一般取力2=I。150mz宽度方向间隙:为减少货架所占仓库的面积并提高堆垛机在横梁货架卸货时货物放置的可靠性,可将货物伸出货架,即4=50mm,货物后面间隙应以货叉作业时不碰到后面的货物为前提,一
11、般取仇=100zww由于货物单元重量较小,因此选用货格中堆放三个货物单元。盘存放方式不同时对应的货格尺寸也不一样,托盘存放在货架上有如下两种方式:方式一、托盘长度方向垂直于巷道,其主视图和侧视图及其参数如下图主视图侧视图方式二、托盘长度方向平行于巷道,其主视图和侧视图及其参数如下图主视图侧视图3静态设计2.1 货架总体尺寸设计货架是专门用来存放成件物品的保管设备。货架在仓储设备的总投资中所占比例较大,施工周期长、消耗钢材最多,对仓库的运作模式影响极大,合理选择和设计经济的货架是很重要的。要在保证货架强度、刚度和整体稳定性的条件下,尽量减轻货架的重量,降低钢材消耗,降低货架对仓库地面承压能力和仓
12、储面积的要求,满足仓储需要。由于仓库的长、宽、高等尺寸受建筑用地的限制,货架参数的选取并非任意。在库容量一定的条件下,则货架的长、宽、高三者中的一个会成为相关变量,货架的总体尺寸的计算要根据以上约束及货格尺寸、货架的摆放方式等来确定。货架的摆放形式有照托盘长度方向平行于巷道和托盘长度方向平行于巷道方向两种方式,下面分别计算(已知堆垛机下梁高O.6m)3. 1.1按照托盘长度方向平行于巷道3.1.1.1确定货架排数因为每层货格高度为128Omm(考虑横梁宽度),最大安全高度18.15m,则最大层数二18150/1280=14.2,取14层货架高度=14*1280+600=18520mm因为每个货
13、格长度为290Omm(考虑立柱宽度),最大安全长度为110m,则货架列数二最大安全距离/货格长度=IlOOOO/2900=37.93取36货架长度二货格长度*货格列数+立柱截面长度*立柱数=2800*36+100*37=104500mm考虑货物伸出,货架宽度为IlOOnIin一排货架的托盘位二层数*货格列数*每个货格堆放货物数=14*36*3=1512仓库设计的托盘位=16000,货架排数=16000/1512=10.58因此设计12排货架3.1.1.2确定巷道数当储位深度为1时,有6个巷道,巷道宽为150Omm存储区长度二货格长度*货格列数+立柱截面长二2.9*36+0.1=104.5存储区
14、宽度二巷道宽*巷道数+货格宽*货架数=L5*6+1.2*12=23.4m面积利用率=(104.5*1.2*12)/(104.5*23.4)=61.54%当储位深度为2时,有3个巷道,巷道宽为150Omm存储区长度二货格长度*货格列数+立柱截面长=2.9*36+0.1=104.5存储区宽度二巷道宽*巷道数+货格宽*货架数=L5*3+1.2*12=18.9m面积利用率=(104.5*1.2*12)/(104.5*18.9)=76.19%3.1.2托盘长度方向垂直于巷道3.1.3.1确定货架排数货格高度不变,所以货架层数仍取14,货架宽为70Omm货格长度4100mm,贝IJ货架列数二U0000/4
15、100=26.83取26货架长度=4000*26+100*27=106700mm每一排的托盘位=14*26*3=1092货架排数=16000/1092=14.65取16排3. 1.1.2确定巷道数所以储位深度为1时,有8个巷道。储存区长度=106.7m,宽度=0.8*16+1.5*8=24.8面积利用率=(106.7*0.8*16)/(106.7*24.8)=51.61%储位深度为2时,有4个巷道。储存区长度二106.7m,宽度=0.8*16+1.5*4=18.8面积利用率=(106.7*0.8*16)/(106.7*18.8)68.1%比较两种方式的面积利用率可知设计时无论储位深度为1或2采
16、用托盘长度方向平行于巷道方向的布置方式要优于垂直的,选托盘长度方向平行于巷道方向的3.2堆垛机叉车作业方案3.2.1堆垛机作业方案对于这种情况下的货架,其尺寸通过静态法可得有6排货架,每排36列,3条巷道,存储区长为104.5,宽度为11.7。3.2.2叉车作业方案在此方案中,因为设计货架高度为18520mm,而叉车有效作用高度只有68机,为了能有效作业,必然要降低货架层数,而增加巷道数,这样一则导致设备成本比较高,二是高度方向的面积利用率较低,其货架高度只有8m,而仓库的高度有20m,非常浪费。由以上可知,堆垛机作业方案利用率较高,设备成本也较低,因此选择堆垛机作业方案3.3堆垛机轨道形式分
17、析在前面我们已经选择了堆垛机作业方案,在现场作业时,还可设置转轨,因此有下面两个方案:3.3.1堆垛机不转轨此时还有两个方案,储位深度为1时和储位深度为2时3.3.1.1储位深度为1时此方案中,货架有12排,36列,6条巷道,存储区长104.5m,宽23.4In3.3.2.1储位深度为2时此方案中,货架有12排,36列,6条巷道,存储区长104.5m,宽28.9m3.3.2堆垛机转轨此时同样要对储位深度为1和为2的情况分别分析3.3.2.1储位深度为1时转轨形式如图所示堆垛机的转轨距离=2-2R+1600+21800=8.968?4堆垛机转轨时要减速,y=0.5加s,则转轨时间为丝竺=17.9
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