仓储设计运输设备选择示例Word文档格式.docx
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2.05
2.56
99.00
2.33
2.91
99.50
2.57
3.20
99.99
4.00
5.00
为此:
总库存能力=10天的平均需求量+安全库存1
=10天的平均需求量+10天需求量平均绝对偏差*服务水平因子=215000+26000×
2.56=281560(箱);
整箱区容量=3天的平均总需求量×
整箱出库的比重+3天需求量平均绝对偏差*服务水平因子
=3×
21500×
70%+10000×
2.56=70750(箱);
拆零区容量=每天平均总需求量×
拆零出库的比重+每天需求量平均绝对偏差*服务水平因子
=21500×
20%+2800×
2.56=11468(箱);
立体仓库容量=总库存能力-整箱区容量-拆零区容量
=281560-70750-11468=199342(箱);
1.2托盘货位区设计
1.2.1托盘码放形式
(1)托盘货位区设计
由初始资料可知,包装箱平均规格:
H),
16.5Kg;
货物存放有三种形式:
自身堆垛、托盘堆垛、货架存放,在自动化立体仓库中为便于存储和自动取货一般采用托盘堆垛形式。
通常货物在托盘上有四种堆码方式:
重迭式、纵横交错式、旋转交错式、正反交错式,分别如图3.1所示。
由于货物尺寸为400mm×
300mm×
240mm,为充分利用存储空间选用重迭式。
托盘选用外形尺寸为1200mm×
800mm×
150mm(L×
H),自重30Kg,最大承载能力为1t的木托盘。
托盘堆码为2×
4×
3层,每托盘堆垛24箱,小于木托盘最大承载能力。
(2)按照箱式货物的尺寸,选定每个托盘放24件货物,货重24×
16.5Kg=396Kg<1000Kg,选用木托盘,重量取30Kg,每个货格存放3个托盘,托盘堆垛形式为2×
3。
由计算得最高储存量为199342箱;
则规划托盘数量199342/24=8306,取9000个。
图1.1(a)重迭式图1.1(b)纵横交错式
图1.1(c)旋转交错式图1.1(d)正反交错式
1.2.2货格尺寸设计
在采用托盘堆垛形式下,确定了每个托盘的摆放形式,摆放托盘的货架选择横梁货架。
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。
各个间隙的大小按以下规则确定。
侧面方向间隙的大小:
其主要取决于堆垛机的停车精度及堆垛机和货架的安装精度,精度越高,取值越小。
对于横梁式货架,堆放三个货物单元时,取a3=a5=100mm。
垂直方向间隙的大小:
上部垂直间隙应保证堆垛机的货叉存取货物过程中,微起升不与上部构件发生碰撞,一般取h2=100-150mm,本次取150mm。
宽度方向间隙的大小:
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b4=100mm,货格主视图和侧视图分别如图3.2和图3.3所示,各个参数的值如表3-2.
a0=3×
800+4×
100+2×
100/2=2900mm;
a1=800mm;
a2=3×
100=2800mm;
a3=100mm;
a4=100mm;
a5=100mm;
b1=1200mm;
b2=b1-b3-80=1200-50-80=1070mm;
b3=50mm;
b4=100mm;
h1=3×
240=720mm;
h2=150mm;
h3=150+h1+h2+80=150+720+150+80=1100mm;
h4=150mm;
代号
名称
数值(mm)
a0
货格长度
2900
b2
货格有效宽度
1100
a1
单元货物长度
800
b3
货物伸出货格长度
50
a2
货格有效长度
2800
b4
货物后部间隙
100
a3
侧向尺寸
h1
货物高度
720
a4
立柱宽度
h2
货物上部间隙
150
a5
货物间的水平间隙
h3
货格层高
b1
货物宽度
1200
h4
货物下部垂直间隙
图1.2货格侧视图
图1.3货格主视图
托盘存放方式不同对应的货格尺寸就不同,主要有托盘短边平行于巷道和托盘长边平行于巷道两种摆放形式。
相对于长边平行于巷道的形式,短边平行于巷道所需巷道长度较小,节约设备成本,面积利用率较高,故选择托盘短边平行于巷道的摆放形式。
托盘存放在货架上形式如图3.4,对应的货格尺寸为2900mm×
1200mm×
1100mm(长×
宽×
高)。
图1.4托盘的摆放形式
1.2.3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。
所谓静态法就是根据仓库最大规划确定相关尺寸的方法,即由以下四个约束条件中的三个来确定货架尺寸:
仓库长度(或货架列数)、仓库宽度(或巷道数及巷道宽度)、仓库高度(或货架层数)、仓库容量(或货位数)。
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来确定。
高20m,则有:
货架最大长度=仓库总长–输送系统宽=125-15=110m(输送系统宽一般取10m-15m);
货架最大存储高度=仓库总高-安全距离-堆垛机下横梁高=20-1.55-0.6=17.85m
安全距离=0.3×
4+0.15+0.2=1.55m;
堆垛机下横梁高=0.6m;
每层货格高度为1100mm(考虑横梁宽度),设安全高度为17.85m,则:
最大层数=安全高度/货格高度
=178500/1100=15.3层,取16层
货架高度=16×
1100+600=18200mm
每个货格长度为2900mm(考虑立柱宽度),最大安全长度为110m,则
货架列数=货架最大长度/货格宽度
=110000/2900=37.9列,取36列
货架长度=货格有效长度×
列数+立柱宽度×
立柱数
=2800×
36+100×
37=104500mm
考虑货物伸出,货架宽度为1200mm,
一排货架所用的托盘位:
16×
36×
3=1728个,
仓库设计的托盘位为9000个,货架排数9000/1728=5.21排,取6排,
所以设计6排货架,取储位深度为1,布置3条巷道,巷道宽度为1500mm,
储位区长度为104.5m,宽度=1.2×
6+1.5×
3=11.7m1.3箱式货位区设计
1.3.1箱式货位区存货量分配
70750箱的规划能力,可直接以托盘形式存放,直接从托盘上拣取箱货。
运用前面所设计的立体仓库的货格尺寸为2900×
1200×
1100(mm×
mm×
mm),每格存储三个托盘。
一楼货架取四层,考虑货位区空间利用情况,在第四层之上设置二楼堆垛区,一楼货架与二楼堆垛区分别承担一半的存储量。
一楼货架最上层为补货层,下三层位拣选层;
二楼堆垛区进行箱式货物直接分区堆垛,利用楼梯和电梯进行上下作业。
(整个配送中心除立体货架之外的其他面积上均可设置第二层,若按此布置规划,整个配送中心空间利用率会更高。
)
箱式区总存储量为:
70750/24=2948托盘,
第1楼的存储量:
2948/2=1474托盘(第1楼存储一半的存储量)
第1楼货架货格数为1474/3=491.3,取492
可取44排货架,每排货架的货格数为492/(44*3)=3.73,取4列
那么每排货架宽度为4×
2900=11600mm,
货架高度为1100×
8=8800mm
那么货架整体尺寸:
长11600mm,宽度为1200mm(包括立柱),高位8860mm,货架分为面积相等的两个并列区域放置,每个区域设置11条巷道,巷道宽2500mm,两个区域之间设置一条巷道,巷道宽2500mm。
整个箱式存储区货架规划面积25700×
52700(mm×
mm).存放时相同货类尽量集中存放,A类商品放在低层,方便取货,B类放在次低层,C类出货量较少放在最高层。
1.4拆零存储区设计1.4.1拆零区存货量分配
拆零存储区存货主要满足各种当日品种需求,规划能力11468箱能满足。
1.4.2货架格局设计搁板式货架通常均为人工存取货方式,组装式结构,层间距均匀可调,货物也常为散件或不是很重的已包装物品(便于人工存取),货架高度通常在2.5m以下,否则人工难以触及(如辅以登高车则可设置在3m左右)。
单元货架跨度(即长度)不宜过长,单元货架深度(即宽度)不宜过深,按其单元货架每层的载重量可分为轻、中、重型搁板式货架,层板主要为钢层板、木层板两种。
搁板式具有以下几点主要特征:
结构简洁,外形美观。
有横梁式和无横梁式两种结构特征;
钢层板采用冷轨钢板为原料;
货架层板可以50mm距离上下调节;
单层承重150-600Kg,通常用于中小件、较重货物货物存储;
以手工搬运、存储及拣选作业。
图1.5搁板式货架
存储拆零货架选定中型隔板式货架。
顶层补货层存储量为1600箱
下层拣选层为11468-1600=9868箱
整箱的体积400mm×
240mm(L×
H)及平均箱重:
16.5Kg。
设定货格宽度为2000mm(包括立柱宽度),深度500mm,隔板式货架单层承重为150-600Kg,那么设计每个货格计划存储6箱货物,总重量为16.5×
6=99Kg<150Kg,满足重量限制。
隔板时货架为方便人工拣选,高度一般不超过2.5m,即2500mm。
则货架高度可取2100mm。
拆零货物可以堆叠放置,根据整箱货物高度为240mm,设定隔板货架的高度为300mm。
货架层数:
2100/300=7层,
设置40排货架,
由此计算出每排货架每层货格数位9868/(6*7*40)=5.87取6个货格
货架整体尺寸:
长6×
2000mm=12m,宽度为0.6m(包括立柱),高位2.1m,货架分为面积相等的两个并列区域放置,每个区域设置10条巷道,巷道宽1500mm,两个区域之间设置一条巷道,巷道宽2000mm。
整个拆零区货架规划面积26000×
26000(mm×
mm)
2主要设备选型
分拣系统的主要设备有:
堆垛机、链式输送机和辊子输送机、叉车、托板车、平板小车。
(1)立体仓库的主要设备是堆垛机,主要用于存取托盘货物,采用自动化控制,沿固定轨道运行。
箱式存储区上层主要放置托盘货物,对下层拣选层进行补货,补货作业采取半自动化方式,主要运用叉车进行。
下层主要放置托盘成箱货物,主要作业方式为手动作业方式,辅助设备为叉车。
叉车主要参数见附表5所示。
(2)拆零区的拣选单位主要为零散货物,货物小而轻,货架高度低,配合信息系统和拣选指示灯直接进行手动拣选。
在每个货位上方安装电子显示屏和指示灯,由信息系统发出拣货指令,相应待拣货物货位指示灯闪烁,电子显示屏显示该货位上待拣商品的编号以及数量,拣货完成后拍灭指示灯。
平板小车用于拆零区进行少量货物拣选和短距离拖运。
(3)辊子输送机用于立体仓库托盘货物出入库运输,用于直线段运输。
链式输送机主要用于立体仓库巷道出入口处,用于托盘货物换向。
(4)拖板车一般用于空托盘暂存取进行空托盘运输。
2.1巷道堆垛机参数设计立体仓库入库速度:
65托盘/小时;
出库速度:
50托盘/小时。
立体货架的拣货单位均为托盘形式,体积和重量都很大,人工无法实现作业。
现在普遍使用堆垛机进行立体仓库的出入库作业。
堆垛机按照有无导轨可分为无轨巷道式堆垛机和有轨巷道式堆垛机。
因为设计立体仓库巷道数为3个,选用有轨式堆垛机进行自动化作业,效率较高。
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:
额定起重量是堆垛机的主要性能参数,它是堆垛机允许起升货物和托盘的质量的总和。
查附表1,可取额定起重量为0.5t。
堆垛机速度参数:
堆垛机的速度参数包括水平运行速度,升降速度和货叉伸缩速度。
从平均单作业周期与速度的关系分析,当货架尺寸确定后,可用下面的几个计算式来选择速度。
(1)最优行走速度:
式中:
L:
货架长度(m)
:
堆垛机行走加速度(m/s)
:
堆垛机行走速度(m/s)
查附表2取Vx=80m/min=1.33m/s
(2)最优升降速度:
:
升降速度(m/s)
H:
最大升降距离(m)
查附表2取
=10m/min=0.17m/s
(3)最优货叉伸缩速度:
货叉伸缩速度(m/s)
货叉伸缩加速度(m/s)
B:
货位宽度(m)
=12.5m/min=0.21m/s2.2输送机选型
2.2.1辊子输送机辊子输送机是由一系列以一定间距组成的用于输送成件货物或托盘货物的输送机械。
与其他输送成件货物的输送机相比,其结构简单,运转可靠,布置灵活,输送平稳,使用经济节能,这里主要用于配送中心直线距离运输。
辊子输送机具体参数选择如下:
(1)速度参数在本次的仓储系统规划中,可能出现的高峰在入库三小时里,如果输送机满足这3小时的工作量,那么肯定能满足其他情况下的工作量。
而输送机的输送能力必须与堆垛机出入库能力配合,由此可以计算出货物之间的距离,其计算公式为:
z=3600*v/s
则s=3600*v/z=3600×
0.25/65=13.85m
z:
堆垛机出入库能力,取数值较大的入库速度;
v:
输送机输送速度,取V=0.25m/s;
s:
输送物品间距;
(2)尺寸参数
1)辊子长度为了使托盘在棍子输送机与链式输送机之间的运输能较合理,本设计中选择两种型式的棍子输送机。
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+δB=800+(50~150)=850~950或者1250~1350
Lg:
辊子长度,mmB:
托盘宽度/长度,mmδB:
宽度裕量,(50~150),mm取B=800或1200,查附表2得Lg=1000mm或者1400mm,考虑到托盘货物单元实际尺寸的偏差,最终选取棍子的长度为:
1000±
100mm或1400±
100mm。
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:
P=L/3
为了保证货物在辊子上移动时的平稳,该支承面至少应接触四个辊子,即辊子间距应小于货物支承面长度的1/4,对要求平稳的物品P=(1/5~1/4)L=240~300mm,查附表3可取P=250mm
3)辊子直径
辊子轴径与辊子的承载能力有关,可按照下式选取F<
=[F]
F:
作用在单个货物上的载荷,N;
[F]:
单个辊子上的需用载荷,N;
F=mg/(k1*k2*n)
m:
单件货物的重量
k1:
单列辊子的有效支撑系数,与货物的地面特性及辊子平面度有关,一般可取k1=0.7,对于底部刚性很大的货物可取k1=0.5,这里使用的是木制托盘,所以k1=0.7
K2:
多列辊子不均衡承载系数,对单列辊子k2=1,对双列辊子k2=0.1—0.8,这里取k2=1
n:
支承单件货物的辊子数,这里n=1200/250=4.8,取n=4F在此主要用于校核,可不做考虑
g:
重力加速度,取为10N/Kg。
计算得出单根辊子上的载荷F=426×
10/(0.7×
1×
4)=1521.4N
根据附表4辊子直径,取辊子的直径为,D=60mm,取d=15mm,能够满足受力要求。
2.2.2链式输送机
链式输送机用于立体仓库巷道出入口作为与辊子输送机的衔接。
链式输送机以链条为传动元件及输送元件的输送机。
输送机的链条以导轨为依托,将货物以承托方式输送。
其输送原件多使用滚子链。
链式输送机的参数主要为:
链条间隔。
根据链式输送机的布置位置,同时,因为货格的长度为1200mm,辊子输送机的宽度设计的为1000±
100mm或者1400±
100mm。
则为了较好的配合出入库,并与辊子输送机较好的衔接,设定链式输送机的链条间隔为1100mm或者700mm。
链式输送机长度选择为5800mm。
输送机高度的确定:
堆垛机最低货位标高560mm,考虑到横梁宽度,参考附表6,辊子输送机和链式输送机的高度都取H输送机=630mm。
2.2.3叉车的选择
本设计中,考虑到托盘货物的重量及叉车的价格等因素,选择重力式叉车,型号为TF20A-16或TF20A-25,其具体参数见附表5。
可查得叉车行走速度为4至5km/h(取4.5km/h)。
又因为立体仓库入库速度:
经计算可得入库时,取行走的平均距离为14m,则叉车一小时往返次数为:
4500/(15*2)=150次>
65,所以入库需要一台叉车。
经计算可得出库时,取行走的平均距离为60m,则叉车一小时往返次数为:
4500/(60*2)=37.5次<
50,所以出库需要两台叉车。
为了防止叉车的损坏,多选择一台备用叉车,所以总共选择四台叉车。
2.2.4平板小车的选择
经计算可得,拆零区的平板小车(行走速度约为1.8km/h),取行走的平均距离为18m,则叉车一小时往返次数为1800/18=100次,考虑到取货时间,取50次,又因为拆零区的规划能力为11468箱,所以选择10台平板小车。
2.2.5拖板车的选择
拖板车一般用于空托盘暂存取进行空托盘运输,本设计中选择5台。
3整体布局规划
3.1功能区的相关性分析
配送中心的功能区域配送中心根据销售额和服务对象以及建造企业的背景不同,可以分为不同类型的配送中心。
根据各类配送中心的共同特点,可以归纳出配送中心一般由以下部分组成:
功能区域、物流设备、管理信息系统及辅助设备等。
其中功能区域是配送中心的主要作业区域,其布局优劣直接影响配送中心运的好坏,主要由接货区、储存区、理货,备货区、配发货区、加工区、管理指挥区及其它附属设施组成。
其中接货区、储存区、理货备货区、配货发货区、加工区为物流功能区域,管理指挥区和附属设施为配送中心辅助功能区域。
最主要的作业区域为接货区、储存区、集货区、配货发货区。
其相关性如图3.1所示:
图3.1功能区相关图
3.2总平面布局
配送中心主要规划布局主要包括立体仓库、箱式货位区、拆零区和、收货平台和发货平台等区域。
各区域相关设施布置和设备如表3-1,整体平面布局见
图3.2。
表3-1相关设施和设备列表
立体仓库
货物种类
托盘货物
货物尺寸
1200mm×
800mm×
870mm
货物重量/托盘
396Kg/30Kg
货架形式
横梁式组合货架
货位排列
6排36列16层
货格数目
3456
货位数目
10368
巷道数
3条
巷道宽
1500mm
堆垛机速度
运行
80m/min
升降
10m/min
货叉
12.5m/min
链条输送机速度
15m/min
棍子输送机速度
箱式货位区
托盘装整箱货物
240mm
货物重量
16.5Kg
轻型横梁式组合货架
44排4列4层
拆零区
拆零货物
隔板式货架
货架排列
40排6列7层
6附录:
表1标准单立柱巷道堆垛机的主要技术性能参数
额定起升重量(t)
0.1;
0.25;
0.5;
0.8;
1.0;
1.5
托盘尺寸(mm×
800*1200;
1000*1200或任意
水平运行速度(m/min)
5---180(变频调速)
起升速度(m/min)
2/124/16,(双速)或者变频调速3---30
货叉伸缩速度(m/min)
3---15(变频调速)
总功率(kw)
>
10
整机全高(m)
<
30
最低货位标高(m)
560
最高货位标高(m)
28
导电方式
滑导线;
电缆小车
通讯方式
载波通讯;
远红外通讯;
滑导线
控制方式
手动;
半自动;
单机自动;
联机自动
出入库作业方式
拣选式;
单元式;
混合式
(1)辊子输送机设计规范(JBT7012-1993)-辊子输送机基本参数
(1)辊子直径D和辊子轴径d应符合表2的规定
表2mm
辊子直径D
25
40
60
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