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自动化立体仓库设计方案


《物流技术与装备》课程设计 某自动化立体仓库的设计方案

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名 级 号 分

某自动化立体仓库的设计方案

1、库存量及存储空间规划
1.1 仓库背景资料: 1、年吞吐量为110万件货物,供货率98%,进货提前期为2天,订货周期 为3天,库存安全系数 f s = 2.05,

供货偏差为σ =3,每个任务的填充数100件、 每年周转12次; 2、仓库每年工作300天; 每天工作8个小时, 其中3小时入库, 5小时出库; 3、仓库规划空间:长140m*高22m; 4、本仓库收发货物为料箱货物,外型尺寸为400mm*300mm*300mm,料 箱货物质量30kg; 5、本仓库存储单元为托盘货物,托盘尺寸为1000mm*1200mm*150mm; 6、本仓库要求全部采用直径为 100mm 的辊道式输送机系统进行出入库搬 运;辊道长度参数及间距如下表。

7、货架系统要求使用横梁式或牛腿式;货位深度取 1; 8、要求巷道式堆垛机不转轨设计; 9、通道宽度要求 1.5——1.8m 之内; 10、要求托盘长边朝向巷道。

1.2 库存量规划 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 η =98% ,查表得库存安全系数 f s = 2.05 ,则
Qmax ? (Tk ? T ) * R ? f s? Tk : 平均订货前置期, T:订货周期, R:平均供货量,

?:供货偏差
Qmax ? ?2 ? 3? * 110 ? 2.05 * 3 ? 5.198 * 10 5 12

1.3 存储空间规划 已知仓库规划空间:长140m? =140-10=130m 货架最大存储高度=22-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=22-1.25-0.6=20.15m 高22m,则: 货架最大长度=140-输送系统

2、托盘货物及货格尺寸设计
2.1 托盘货物尺寸设计 2.1.1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、 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。 2.1.2确定托盘最优体积数
V fe ? v PE * MAX (1; (2.3 * f str * v PE ) 3\ 4 ) ? v PE * MAX (1; (2.3 * 0.5 *100 ) 3\ 4 ) ? 35.1
vFE :填充单元体积 400mm*300mm*300mm f str :经验系数,取0.5

所以每个托盘放 30 件货物,三层,每层10件货,货重30*30kg=0.9t。 托盘位数=Qmax/30=17326.6 托盘堆垛形式如附图1—1所示 取18000

2.1.3确定托盘类型

根据要求的尺寸和货重=0.9t,选用1000*1200*150mm木托盘,动载 1000kg,静载2000kg,自重取15kg。 所以货物单元重量=托盘重+货重=0.015+0.9=0.915 t

2.2 货格尺寸设计 在采用托盘堆垛形式下,选择横梁式货架 2.2.1 材料选择 横梁截面如下图

立柱截面如下图所示

因为货物总重0.915t , 所以横梁截面我们可以选择选第三种, 105*50横 梁 又因为货架安全高度达到20.15m,所以立柱截面可选第四种,100*80立柱

2.2.2 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 ? 100mm ,上部垂直间隙应保证堆垛机的货叉存取货物中, 起升 不与上部构件发生碰撞,一般取h2 ? 125mm 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 b3 ? 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, 一般取 b3 ? 100mm 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。 而题目又要求托盘长边朝向通道,其主、俯视图如附图1-2

3 、静态设计
3.1 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 储面积的要求,满足仓储需要。 由于仓库的长、 高等尺寸受建筑用地的限制, 宽、 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,因为题目要求,所以选择照托盘长度方向平行于巷道这种。 下面进行计算(已知堆垛机下梁高 0.6m) 3.1.1确定货架排数 因为每层货格高度为1280mm(考虑横梁宽度),最大安全高度20.15m,则最 大层数=20150/1280=15.7, 取16层

货架高度=16*1280+600=21080mm 因为每个货格长度为4100mm(考虑立柱宽度)最大安全长度为130m, , 则货架列数=最大安全距离/货格长度=130000/4100=31.71 取31 货架长度=货格长度*货格列数+立柱截面长度*立柱数 =4000*31+100*32=127200mm 考虑货物伸出,货架宽度为900mm 一排货架的托盘位=层数*货格列数*每个货格堆放货物数=16*31*3=1488 仓库设计的托盘位=18000, 货架排数=18000/1488=12.09因此设计14 排货架 3.1.2确定巷道数 当储位深度为1时,有7个巷道,巷道宽为1500 mm 存储区长度=货格长度*货格列数+立柱截面长=4.1*31+0.1=127.2m 存储区宽度=巷道宽*巷道数+货格宽*货架数=1.5*7+1*14=24.5m

3.2 堆垛机参数设计 对于这种情况下的货架, 其尺寸通过静态法可得有14排货架, 每排31列 7 个巷道,存储区长为 127.2m,宽度为 24.5m 由题目要求,所以堆垛机不转轨,并且储位深度为 1 堆垛机的主要参数包括重量和载荷参数、 速度参数、 工作性能参数和工 作级 别等。

重量和载荷参数
额定起升重 托盘尺寸(mm (t) 水 平 ×mm) 运 行 速 度 起升速度 货叉伸缩 (m/min) (m/min) 速度 总功率 整机全高 (m/min (kw) 最低货位标高 (m) ) 最高货位标 (mm) 导电方 高(m) 通讯方 式 控制方 式 出入库作业 式 方式 3---15(变频调速) >10 <30 >560 <48 电缆小车;滑导线 远红外通讯;滑导线 ;载波通讯 手动;半自动;单机自动;联机自动 拣选式;单元式;混合式 1t 1000*1200

5---180 (变频调速) 变频调速3--30

额定起重量是堆垛机的主要性能参数, 它是堆垛机允许起升的货物和托盘 的 质量的总和。查表,可取额定起重量为1.0t。

4 输送系统设计
4.1 输送机尺寸参数设计 4.1.1 辊子长度

对于托盘货物来说, 在不影响正常运输和安全的条件下, 直线段辊子 长度的 计算公式如下所示:
Lg ? B ? ?B Lg : 辊子长度,mm B:件货宽度,mm

?B:宽度裕量 ? 100,mm
取B ? 1000,查表得Lg ? 1250 mm

4.1.2辊子间距

辊子间距应该满足运行中货物稳定性要求,即一般情况下按照下式选取: 中货物稳定性要求,即一般情况下按照下式选取:
1 对于要求平稳的物品P ? ,查表可取P ? 315 3

4.2 输送单元选型(直径 100mm) 每台辊子输送机有齿轮传动式电机驱动, 在需要的地方设有电磁制动器, 辊 子的运动是借助一条带有防护的链条实现的, 每一个单元均装在一个预置的框 架 上,此框架装在输送机系统的支持钢结构上

5 总体平面设计图如附图 1-3


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