雙立柱堆垛機常見故障及維護保養(yǎng)分析

作者：李木澤等

（黑龍江工程學院）

堆垛機是現(xiàn)代自動化立體倉庫中的核心設備，其主要功能是自動存儲貨物，堆垛機的廣泛使用可以有效地節(jié)省人力，大大提高了物流倉儲操作的效率，使企業(yè)甚至整個供應鏈效益得到了顯著提高。

雖然堆垛機使用的越來越普遍，但部分企業(yè)對堆垛機的故障以及維護保養(yǎng)認識不足，堆垛機故障維修所需時間長、響應時間慢的問題普遍存在。因此，深入分析堆垛機常見發(fā)生故障，通過改進故障并進行科學的維護保養(yǎng)目前已經(jīng)成為本領域的研究重點內(nèi)容。

一、堆垛機基本結(jié)構(gòu)

堆垛機的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

具體包括：

①門架：門架主要由兩根立柱和橫梁組成，一般都是矩形結(jié)構(gòu)。

②水平行走機構(gòu)：

它是堆垛機水平方向運動的驅(qū)動裝置，主要由電機、減速器、導向輪、聯(lián)軸器和制動裝置五大部分組成。

為了使堆垛機更加平穩(wěn)的運動，一般采用地面驅(qū)動式驅(qū)動，在地面單軌上采用四個導輪作為運行部件，同時在頂部也設有四個導輪在天軌上運動。并且由于驅(qū)動裝置鋪設在地面，保養(yǎng)和維護也就變得更加簡單方便安全

③貨叉伸縮機構(gòu)：

它是堆垛機最重要工作機構(gòu)，一般貨叉都是三級伸縮結(jié)構(gòu)，分為固定貨叉、中間貨叉和主貨叉。在安裝時先將固定貨叉安裝到載貨臺上，再進行中間貨叉和主貨叉的安裝。

④升降機構(gòu)：

它是使載貨臺沿豎直方向運動的機構(gòu),電機工作時帶動滾筒使鋼絲繩移動帶動載貨臺進行上下升降。

堆垛機升降機構(gòu)有兩種鏈條升降機構(gòu)，和鏈條相比鋼絲繩既可以減少體積、節(jié)約成本，又能降低噪聲污染。因此，升降機構(gòu)常常采用鋼絲繩-卷筒傳動，并且為了安裝與維護的方便，升降裝置布置在立柱的下方。

⑤載貨臺：

它是堆垛機裝載貨物的裝置，其和立柱連接處設有導向輪，通過與升降機構(gòu)鏈接的鋼絲繩進行移動，在載貨臺上設有貨叉，可左右滑動叉取貨架上的貨物或?qū)⒇浳锓胖玫截浖苌稀?/p>

⑥控制設備：

它主要控制堆垛機的升降、水平行走以及貨叉伸縮等動作的啟動和停止。

⑦安全機構(gòu)：

它是堆垛機實現(xiàn)安全工作的重要裝置，包括行程開關(guān)、鋼絲繩鎖死機構(gòu)、斷繩保護機構(gòu)、聲光信號機構(gòu)等。

二、雙立柱堆垛機常見故障分析

雙立柱堆垛機的結(jié)構(gòu)十分復雜，工作原理涉及機械、電氣、控制、計算機、信息技術(shù)、網(wǎng)絡通信等各個領域，在長時間、高強度工作的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，主要包括如下幾個方面：

2.1  機械系統(tǒng)故障

在堆垛機連續(xù)工作期間，內(nèi)置機械模塊將出現(xiàn)一些問題，主要表現(xiàn)如下：

①堆垛機的芯子在工作中劇烈的長時間振動。

②堆垛機的地軌、行走輪和導向輪在工作中會發(fā)生嚴重磨損，長時間工作，驅(qū)動機構(gòu)的穩(wěn)定性會產(chǎn)生很大的影響，會出現(xiàn)行走變頻情況，從而觸發(fā)警報裝置。

③行走機構(gòu)上的導向輪在經(jīng)過長時間的運行后容易松動。如果堆垛機運行太快或在操作過程中振動太劇烈，導輪也很容易發(fā)生分離現(xiàn)象，導輪的游隙和分離是導致堆垛機脫開的主要原因。為避免這種故障，相關(guān)維護人員應定期檢查堆垛機的移位機構(gòu)，確定是否正常運行。

④在長時間工作期間，貨叉伸縮機構(gòu)容易發(fā)生老化磨損，傳送帶此時可能被鎖定卡住無法正常工作。

⑤升降機構(gòu)容易在操作中產(chǎn)生磨損。隨著堆垛位置的變化，電機驅(qū)動電流將繼續(xù)增加，報警裝置將被觸發(fā)，并且堆垛機將出現(xiàn)緊急停機故障。

⑥立柱故障。立柱是堆垛機最重要的載重機構(gòu)，受力的情況比較復雜，因此發(fā)生故障的概率也最大。

所以在工作中，對立柱的強度以及剛度都有一定的要求。目前，雙立柱堆垛機利用的材料主要是45號鋼，但是45號鋼的優(yōu)勢在于機械性能優(yōu)良但焊接性能較差，因此避免堆垛機在工作過程中出現(xiàn)振動的情況導致立柱焊縫開裂。

2.2  控制系統(tǒng)故障

控制系統(tǒng)中逆變器系統(tǒng)可能會發(fā)生故障并發(fā)送警報信號，正常的工作運行會被警報信號打擾中斷。在隨機分配貨物放置位置期間，貨物會因為控制系統(tǒng)缺少用于貨物的通用控制程序而堆放會因此出現(xiàn)混亂。

2.3  噪聲故障

噪音是堆垛機產(chǎn)生對人的最直接的危害之一，噪音嚴重時可能損害聽覺和神經(jīng)系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)。因此，在使用過程中應盡可能控制驅(qū)動電動機的振動，以減少導向輪和操作機構(gòu)的輪軌、裝載平臺和立柱之間的摩擦等產(chǎn)生的噪聲。

2.4  堆垛機行走機構(gòu)故障

堆垛機行走機構(gòu)上的導向輪在經(jīng)過長時間的運行后容易松動。如果堆垛機運行太快或在操作過程中振動太劇烈，導輪很容易發(fā)生分離現(xiàn)象，導輪的游隙和分離是導致堆垛機脫軌的主要原因。為避免這種故障，相關(guān)維護人員應定期檢查堆垛機的移位機構(gòu)，確定是否正常運行。

三、雙立柱堆垛機日常維護保養(yǎng)

3.1  改善堆垛機運行環(huán)境

堆垛機是高集成的機電設備，該機器的良好運行需要很好的運行環(huán)境，這樣就能夠大幅度提高堆垛機使用的可靠性與安全性。與此同時，在倉庫管理中需要做好堆垛機的日常保養(yǎng)記錄，保持堆垛機激光測距儀、反光板的清潔，做好日常維護工作。

3.2  建立堆垛機重要運行狀況數(shù)據(jù)化監(jiān)測系統(tǒng)

堆垛機的操作涉及許多結(jié)構(gòu)部件和控制模塊，可以通過記錄和分析堆垛機中使用的逆變器的電流、電壓、溫度和其他參數(shù)，隨時觀察堆垛機的工作狀況數(shù)據(jù)變化、操作狀態(tài)和其他可能存在的問題。上述參數(shù)的輕微變化可能反映出堆垛機機械強度的變化，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化判斷堆垛機的工作運行狀況，比如電流、電壓、溫度和振動，并可以在故障擴大前發(fā)現(xiàn)并進行處理，以防止更大的損失。

3.3  做好堆垛機機械結(jié)構(gòu)的強化與處理

通過分析堆垛機故障，其中最常見的故障大多數(shù)發(fā)生在堆垛機的行走機構(gòu)中。堆垛機行走機構(gòu)的長時間運行很容易引起堆垛機強烈的振動，從而使堆垛機零部件之間的磨損增加。

為了有效地解決振動磨損這一技術(shù)問題，需要技術(shù)員工增加對磨損原因的分析，有效延長步行輪和滑動輪這些易磨損零件的使用壽命，科學確定更換步行輪和滑動輪的使用壽命并定期進行更換。

因此，為了減少堆垛機振動產(chǎn)生的零部件磨損，需要加強對堆垛機的機械結(jié)構(gòu)進行強化，可采取的具體措施如下：

①為了增加其受力面積，可以將堆垛機立柱截面長度增加。

②增加立柱的截面厚度，以增加其受力面積，減緩立柱運行磨損。

③將立柱頂端及根部由槽鋼改為實心鋼，增加其頂端及根部的受力面積。

④建立堆垛機“健康”文檔，記錄使用時間，定期檢查測零部件的磨損數(shù)據(jù)，合理確定易損零部件的更換時間，以確保堆垛機的安全運行。

3.4  做好堆垛機的管理與維護

定期檢查堆垛機的潤滑效果，調(diào)節(jié)起重鏈條，確保貨叉的正常操作，并確保緊固件的穩(wěn)定性。堆垛機進入倉庫前要檢查貨物的堆放效果，確保貨物的形狀，確保堆垛機行走軌道的清潔度和平整度。

尋找最佳的堆垛機控制策略，實現(xiàn)行駛里程、伸縮貨叉和裝載重量的相對平衡，以確保均勻性機械磨損，并確保加載平臺受到壓力均衡。

四、結(jié)束語

堆垛機故障診斷及維護保養(yǎng)是一項系統(tǒng)工程。本文分析了物流倉庫中廣泛使用的雙立柱堆垛機基本結(jié)構(gòu)和常見故障，并據(jù)此提出堆垛機維護及保養(yǎng)的要求，為雙立柱堆垛機使用管理提供了一定的參考。

來源：《內(nèi)燃機與配件》

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