作者：李木澤等
（黑龍江工程學(xué)院）
堆垛機(jī)是現(xiàn)代自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的核心設(shè)備，其主要功能是自動(dòng)存儲(chǔ)貨物，堆垛機(jī)的廣泛使用可以有效地節(jié)省人力，大大提高了物流倉(cāng)儲(chǔ)操作的效率，使企業(yè)甚至整個(gè)供應(yīng)鏈效益得到了顯著提高。
雖然堆垛機(jī)使用的越來(lái)越普遍，但部分企業(yè)對(duì)堆垛機(jī)的故障以及維護(hù)保養(yǎng)認(rèn)識(shí)不足，堆垛機(jī)故障維修所需時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間慢的問(wèn)題普遍存在。因此，深入分析堆垛機(jī)常見(jiàn)發(fā)生故障，通過(guò)改進(jìn)故障并進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)目前已經(jīng)成為本領(lǐng)域的研究重點(diǎn)內(nèi)容。
一、堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)
堆垛機(jī)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(jī)構(gòu)：
它是堆垛機(jī)水平方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，主要由電機(jī)、減速器、導(dǎo)向輪、聯(lián)軸器和制動(dòng)裝置五大部分組成。
為了使堆垛機(jī)更加平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，一般采用地面驅(qū)動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，在地面單軌上采用四個(gè)導(dǎo)輪作為運(yùn)行部件，同時(shí)在頂部也設(shè)有四個(gè)導(dǎo)輪在天軌上運(yùn)動(dòng)。并且由于驅(qū)動(dòng)裝置鋪設(shè)在地面，保養(yǎng)和維護(hù)也就變得更加簡(jiǎn)單方便安全
③貨叉伸縮機(jī)構(gòu)：
它是堆垛機(jī)最重要工作機(jī)構(gòu)，一般貨叉都是三級(jí)伸縮結(jié)構(gòu)，分為固定貨叉、中間貨叉和主貨叉。在安裝時(shí)先將固定貨叉安裝到載貨臺(tái)上，再進(jìn)行中間貨叉和主貨叉的安裝。
④升降機(jī)構(gòu)：
它是使載貨臺(tái)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),電機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)滾筒使鋼絲繩移動(dòng)帶動(dòng)載貨臺(tái)進(jìn)行上下升降。
堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)有兩種鏈條升降機(jī)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(jī)構(gòu)常常采用鋼絲繩-卷筒傳動(dòng)，并且為了安裝與維護(hù)的方便，升降裝置布置在立柱的下方。
⑤載貨臺(tái)：
它是堆垛機(jī)裝載貨物的裝置，其和立柱連接處設(shè)有導(dǎo)向輪，通過(guò)與升降機(jī)構(gòu)鏈接的鋼絲繩進(jìn)行移動(dòng)，在載貨臺(tái)上設(shè)有貨叉，可左右滑動(dòng)叉取貨架上的貨物或?qū)⒇浳锓胖玫截浖苌稀?/p>
⑥控制設(shè)備：
它主要控制堆垛機(jī)的升降、水平行走以及貨叉伸縮等動(dòng)作的啟動(dòng)和停止。
⑦安全機(jī)構(gòu)：
它是堆垛機(jī)實(shí)現(xiàn)安全工作的重要裝置，包括行程開(kāi)關(guān)、鋼絲繩鎖死機(jī)構(gòu)、斷繩保護(hù)機(jī)構(gòu)、聲光信號(hào)機(jī)構(gòu)等。
二、雙立柱堆垛機(jī)常見(jiàn)故障分析
雙立柱堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，工作原理涉及機(jī)械、電氣、控制、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等各個(gè)領(lǐng)域，在長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度工作的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，主要包括如下幾個(gè)方面：
2.1 機(jī)械系統(tǒng)故障
在堆垛機(jī)連續(xù)工作期間，內(nèi)置機(jī)械模塊將出現(xiàn)一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)如下：
①堆垛機(jī)的芯子在工作中劇烈的長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)。
②堆垛機(jī)的地軌、行走輪和導(dǎo)向輪在工作中會(huì)發(fā)生嚴(yán)重磨損，長(zhǎng)時(shí)間工作，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生很大的影響，會(huì)出現(xiàn)行走變頻情況，從而觸發(fā)警報(bào)裝置。
③行走機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)向輪在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后容易松動(dòng)。如果堆垛機(jī)運(yùn)行太快或在操作過(guò)程中振動(dòng)太劇烈，導(dǎo)輪也很容易發(fā)生分離現(xiàn)象，導(dǎo)輪的游隙和分離是導(dǎo)致堆垛機(jī)脫開(kāi)的主要原因。為避免這種故障，相關(guān)維護(hù)人員應(yīng)定期檢查堆垛機(jī)的移位機(jī)構(gòu)，確定是否正常運(yùn)行。
④在長(zhǎng)時(shí)間工作期間，貨叉伸縮機(jī)構(gòu)容易發(fā)生老化磨損，傳送帶此時(shí)可能被鎖定卡住無(wú)法正常工作。
⑤升降機(jī)構(gòu)容易在操作中產(chǎn)生磨損。隨著堆垛位置的變化，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流將繼續(xù)增加，報(bào)警裝置將被觸發(fā)，并且堆垛機(jī)將出現(xiàn)緊急停機(jī)故障。
⑥立柱故障。立柱是堆垛機(jī)最重要的載重機(jī)構(gòu)，受力的情況比較復(fù)雜，因此發(fā)生故障的概率也最大。
所以在工作中，對(duì)立柱的強(qiáng)度以及剛度都有一定的要求。目前，雙立柱堆垛機(jī)利用的材料主要是45號(hào)鋼，但是45號(hào)鋼的優(yōu)勢(shì)在于機(jī)械性能優(yōu)良但焊接性能較差，因此避免堆垛機(jī)在工作過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)的情況導(dǎo)致立柱焊縫開(kāi)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(huì)發(fā)生故障并發(fā)送警報(bào)信號(hào)，正常的工作運(yùn)行會(huì)被警報(bào)信號(hào)打擾中斷。在隨機(jī)分配貨物放置位置期間，貨物會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)缺少用于貨物的通用控制程序而堆放會(huì)因此出現(xiàn)混亂。
2.3 噪聲故障
噪音是堆垛機(jī)產(chǎn)生對(duì)人的最直接的危害之一，噪音嚴(yán)重時(shí)可能損害聽(tīng)覺(jué)和神經(jīng)系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)。因此，在使用過(guò)程中應(yīng)盡可能控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，以減少導(dǎo)向輪和操作機(jī)構(gòu)的輪軌、裝載平臺(tái)和立柱之間的摩擦等產(chǎn)生的噪聲。
2.4 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)故障
堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)向輪在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后容易松動(dòng)。如果堆垛機(jī)運(yùn)行太快或在操作過(guò)程中振動(dòng)太劇烈，導(dǎo)輪很容易發(fā)生分離現(xiàn)象，導(dǎo)輪的游隙和分離是導(dǎo)致堆垛機(jī)脫軌的主要原因。為避免這種故障，相關(guān)維護(hù)人員應(yīng)定期檢查堆垛機(jī)的移位機(jī)構(gòu)，確定是否正常運(yùn)行。
三、雙立柱堆垛機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)
3.1 改善堆垛機(jī)運(yùn)行環(huán)境
堆垛機(jī)是高集成的機(jī)電設(shè)備，該機(jī)器的良好運(yùn)行需要很好的運(yùn)行環(huán)境，這樣就能夠大幅度提高堆垛機(jī)使用的可靠性與安全性。與此同時(shí)，在倉(cāng)庫(kù)管理中需要做好堆垛機(jī)的日常保養(yǎng)記錄，保持堆垛機(jī)激光測(cè)距儀、反光板的清潔，做好日常維護(hù)工作。
3.2 建立堆垛機(jī)重要運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
堆垛機(jī)的操作涉及許多結(jié)構(gòu)部件和控制模塊，可以通過(guò)記錄和分析堆垛機(jī)中使用的逆變器的電流、電壓、溫度和其他參數(shù)，隨時(shí)觀察堆垛機(jī)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(wèn)題。上述參數(shù)的輕微變化可能反映出堆垛機(jī)機(jī)械強(qiáng)度的變化，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化判斷堆垛機(jī)的工作運(yùn)行狀況，比如電流、電壓、溫度和振動(dòng)，并可以在故障擴(kuò)大前發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，以防止更大的損失。
3.3 做好堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化與處理
通過(guò)分析堆垛機(jī)故障，其中最常見(jiàn)的故障大多數(shù)發(fā)生在堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)中。堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行很容易引起堆垛機(jī)強(qiáng)烈的振動(dòng)，從而使堆垛機(jī)零部件之間的磨損增加。
為了有效地解決振動(dòng)磨損這一技術(shù)問(wèn)題，需要技術(shù)員工增加對(duì)磨損原因的分析，有效延長(zhǎng)步行輪和滑動(dòng)輪這些易磨損零件的使用壽命，科學(xué)確定更換步行輪和滑動(dòng)輪的使用壽命并定期進(jìn)行更換。
因此，為了減少堆垛機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的零部件磨損，需要加強(qiáng)對(duì)堆垛機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)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(jī)立柱截面長(zhǎng)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(yùn)行磨損。
③將立柱頂端及根部由槽鋼改為實(shí)心鋼，增加其頂端及根部的受力面積。
④建立堆垛機(jī)“健康”文檔，記錄使用時(shí)間，定期檢查測(cè)零部件的磨損數(shù)據(jù)，合理確定易損零部件的更換時(shí)間，以確保堆垛機(jī)的安全運(yùn)行。
3.4 做好堆垛機(jī)的管理與維護(hù)
定期檢查堆垛機(jī)的潤(rùn)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(jī)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)前要檢查貨物的堆放效果，確保貨物的形狀，確保堆垛機(jī)行走軌道的清潔度和平整度。
尋找最佳的堆垛機(jī)控制策略，實(shí)現(xiàn)行駛里程、伸縮貨叉和裝載重量的相對(duì)平衡，以確保均勻性機(jī)械磨損，并確保加載平臺(tái)受到壓力均衡。
四、結(jié)束語(yǔ)
堆垛機(jī)故障診斷及維護(hù)保養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。本文分析了物流倉(cāng)庫(kù)中廣泛使用的雙立柱堆垛機(jī)基本結(jié)構(gòu)和常見(jiàn)故障，并據(jù)此提出堆垛機(jī)維護(hù)及保養(yǎng)的要求，為雙立柱堆垛機(jī)使用管理提供了一定的參考。
來(lái)源：《內(nèi)燃機(jī)與配件》
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