双立柱堆垛机常见故障及维护保养分析
2021-09-10李木泽王强张俊翟鹏飞孙文龙
李木泽 王强 张俊 翟鹏飞 孙文龙
摘要：双立柱堆垛机是现代物流核心设备之一，它主要负责自动化立体仓库中货物的出入库，减少了仓库人员的作业强度，提高了货物的周转效率。本文在分析了双立柱堆垛机基本结构基础上，分析了双立柱堆垛机常见故障，并提出了双立柱堆垛机日常维护保养要求，为堆垛机的使用管理提供了一定的参考。
Abstract： Double column stacker is one of the core modern logistics equipment. It is mainly responsible for the warehousing of goods in the automated warehouse， which reduces the operation intensity of warehouse personnel and improves the turnover efficiency of goods. This paper analyzes the common faults of the double column stacker， and puts forward the daily maintenance requirements of the double column stacker， based on the analysis of the basic structure of the double column stacker， which provides a certain reference for the use and management of the stacker.
关键词：双立柱堆垛机;故障;维护保养
Key words： double column stacker;fault;maintenance
中图分类号：TH246 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）11-0178-02
0 引言
堆垛机是现代自动化立体仓库中的核心设备，其主要功能是自动存储货物，堆垛机的广泛使用可以有效地节省人力，大大提高了物流仓储操作的效率，使企业甚至整个供应链效益得到了显著提高。虽然堆垛机使用的越来越普遍，但部分企业对堆垛机的故障以及维护保养认识不足，堆垛机故障维修所需时间长、响应时间慢的问题普遍存在。因此，深入分析堆垛机常见发生故障，通过改进故障并进行科学的维护保养目前已经成为本领域的研究重点内容。
1 堆垛机基本结构
堆垛机的主要结构如图1所示[1]。具体包括：
①门架。门架主要由两根立柱和横梁组成，一般都是矩形结构。
②水平行走机构。它是堆垛机水平方向运动的驱动装置，主要由电机、减速器、导向轮、联轴器和制动装置五大部分组成。为了使堆垛机更加平稳的运动，一般采用地面驱动式驱动，在地面单轨上采用四个导轮作為运行部件，同时在顶部也设有四个导轮在天轨上运动。并且由于驱动装置铺设在地面，保养和维护也就变得更加简单方便安全。
③货叉伸缩机构。它是堆垛机最重要工作机构，一般货叉都是三级伸缩结构，分为固定货叉、中间货叉和主货叉。在安装时先将固定货叉安装到载货台上，再进行中间货叉和主货叉的安装。
④升降机构。它是使载货台沿竖直方向运动的机构，电机工作时带动滚筒使钢丝绳移动带动载货台进行上下升降。堆垛机升降机构有两种链条升降机构，和链条相比钢丝绳既可以减少体积、节约成本，又能降低噪声污染。因此，升降机构常常采用钢丝绳-卷筒传动，并且为了安装与维护的方便，升降装置布置在立柱的下方。
⑤载货台。它是堆垛机装载货物的装置，其和立柱连接处设有导向轮，通过与升降机构链接的钢丝绳进行移动，在载货台上设有货叉，可左右滑动叉取货架上的货物或将货物放置到货架上。
⑥控制设备。它主要控制堆垛机的升降、水平行走以及货叉伸缩等动作的启动和停止。
⑦安全机构。它是堆垛机实现安全工作的重要装置，包括行程开关、钢丝绳锁死机构、断绳保护机构、声光信号机构等。
2 双立柱堆垛机常见故障分析
双立柱堆垛机的结构十分复杂，工作原理涉及机械、电气、控制、计算机、信息技术、网络通信等各个领域，在长时间、高强度工作的过程中经常会出现一些故障，主要包括如下几个方面：
2.1 机械系统故障
在堆垛机连续工作期间，内置机械模块将出现一些问题，主要表现如下：①堆垛机的芯子在工作中剧烈的长时间振动。②堆垛机的地轨、行走轮和导向轮在工作中会发生严重磨损，长时间工作，驱动机构的稳定性会产生很大的影响，会出现行走变频情况，从而触发警报装置。③ 行走机构上的导向轮在经过长时间的运行后容易松动。如果堆垛机运行太快或在操作过程中振动太剧烈，导轮也很容易发生分离现象，导轮的游隙和分离是导致堆垛机脱开的主要原因。为避免这种故障，相关维护人员应定期检查堆垛机的移位机构，确定是否正常运行。④在长时间工作期间，货叉伸缩机构容易发生老化磨损，传送带此时可能被锁定卡住无法正常工作。⑤升降机构容易在操作中产生磨损。随着堆垛位置的变化，电机驱动电流将继续增加，报警装置将被触发，并且堆垛机将出现紧急停机故障。⑥立柱故障。立柱是堆垛机最重要的载重机构，受力的情况比较复杂，因此发生故障的概率也最大。所以在工作中，对立柱的强度以及刚度都有一定的要求。目前，双立柱堆垛机利用的材料主要是 45 号钢，但是45 号钢的优势在于机械性能优良但焊接性能较差，因此避免堆垛机在工作过程中出现振动的情况导致立柱焊缝开裂[2，3]。
2.2 控制系统故障 控制系统中逆变器系统可能会发生故障并发送警报信号，正常的工作运行会被警报信号打扰中断。在随机分配货物放置位置期间，货物会因为控制系统缺少用于货物的通用控制程序而堆放会因此出现混乱[4]。
2.3 噪声故障 噪音是堆垛机产生对人的最直接的危害之一，噪音严重时可以损害听觉和神经系统以及心血管系统。因此，在使用过程中应尽可能控制驱动电动机的振动，以减少导向轮和操作机构的轮轨、装载平台和立柱之间的摩擦等产生的噪声[5]。
2.4 堆垛机行走机构故障 堆垛机行走机构上的导向轮在经过长时间的运行后容易松动。如果堆垛机运行太快或在操作过程中振动太剧烈，导轮很容易发生分离现象，导轮的游隙和分离是导致堆垛机脱轨的主要原因。为避免这种故障，相关维护人员应定期检查堆垛机的移位机构，确定是否正常运行。
3 双立柱堆垛机日常维护保养
3.1 改善堆垛机运行环境 堆垛机是高集成的机电设备，该机器的良好运行需要很好的运行环境，这样就能够大幅度提高堆垛机使用的可靠性与安全性。与此同时，在仓库管理中需要做好堆垛机的日常保养记录，保持堆垛机激光测距仪、反光板的清洁，做好日常维护工作。
3.2 建立堆垛机重要运行状况数据化监测系统 堆垛机的操作涉及许多结构部件和控制模块，可以通过记录和分析堆垛机中使用的逆变器的电流、电压、温度和其他参数，随时观察堆垛机的工作状况数据变化、操作状态和其他可能存在的问题。上述参数的轻微变化可能反映出堆垛机机械强度的变化，根据数据的变化判断堆垛机的工作运行状况，比如电流、电压、温度和振动，并可以在故障扩大前发现并进行处理，以防止更大的损失。
3.3 做好堆垛機机械结构的强化与处理 通过分析堆垛机故障，其中最常见的故障大多数发生在堆垛机的行走机构中。堆垛机行走机构的长时间运行很容易引起堆垛机强烈的振动，从而使堆垛机零部件之间的磨损增加。为了有效地解决振动磨损这一技术问题，需要技术员工增加对磨损原因的分析，有效延长步行轮和滑动轮这些易磨损零件的使用寿命，科学确定更换步行轮和滑动轮的使用寿命并定期进行更换。因此，为了减少堆垛机振动产生的零部件磨损，需要加强对堆垛机的机械结构进行强化，可采取的具体措施如下：①为了增加其受力面积，可以将堆垛机立柱截面长度增加。②增加立柱的截面厚度，以增加其受力面积，减缓立柱运行磨损。③将立柱顶端及根部由槽钢改为实心钢，增加其顶端及根部的受力面积。④建立堆垛机“健康”文档，记录使用时间，定期检查测零部件的磨损数据，合理确定易损零部件的更换时间，以确保堆垛机的安全运行。
3.4 做好堆垛机的管理与维护 定期检查堆垛机的润滑效果，调节起重链条，确保货叉的正常操作，并确保紧固件的稳定性。堆垛机进入仓库前要检查货物的堆放效果，确保货物的形状，确保堆垛机行走轨道的清洁度和平整度。寻找最佳的堆垛机控制策略，实现行驶里程、伸缩货叉和装载重量的相对平衡，以确保均匀性机械磨损，并确保加载平台受到压力均衡[6]。
4 结束语
堆垛机故障诊断及维护保养是一项系统工程。本文分析了物流仓库中广泛使用的双立柱堆垛机基本结构和常见故障，并据此提出堆垛机维护及保养的要求，为双立柱堆垛机使用管理提供了一定的参考。
参考文献：
[1]杨维梁，董福盛.堆垛机的结构及其维护保养[J].大众标准化，2005（07）：11-13.
[2]赵志浩，刀荣贵，陈继安，姜永愿，殷红.巷道堆垛机常见故障分析及设备运行保障[J].物流技术与应用，2020，25（12）：143-146.
[3]李晓波.堆垛机故障预测与维修决策技术研究[D].机械科学研究总院，2020.
[4]张靖.自动立体仓库中堆垛机常见故障与维修策略[J].物流技术与应用，2020，25（04）：112-114.
[5]李东升.堆垛机的状态监测与故障诊断研究[J].科技创新导报，2020，17（01）：66-67.
[6]李东升.双立柱堆垛机故障诊断关键技术研究[J].中国新技术新产品，2019（24）：74-75.
[7]黄建军.自动化立体仓库堆垛机常见故障与维修[J].设备管理与维修，2019（01）：59-60.
