仓库设备和货架技术介绍

(一)托盘

托盘是用于集装、堆放、搬运和运输以及放置物品和制品的，是一个单元负荷的水平平台装置。在平台上集装一定数量的单件物品，并按要求捆扎加固，组成一个运输单位，便于运输过程中使用机械进行装卸、搬运和堆存。这种台板有供叉车从下部叉入并将台板托起的叉入口。以这种结构为基本结构的台板和在这种结构基础上形成的各种形式的集装器具统称托盘。托盘化运输对提高物流生产效率是非常重要的。

1.托盘的特点

(1)搬运或出入库场都可用机械操作，减少物品堆码作业次数，从而有利于提高运输效率，缩短货运时间，减轻劳动强度。

(2)以托盘为运输单位，货运件数变少，体积重量变大，而且每个托盘所装数量相等，既便于点数、理货交接，又可以减少货损、货差事故。

(3)投资较少，受益较快。

(4)托盘的回收利用、组织工作难度较大，会浪费一部分运力。托盘本身也占用一定的库容空间。

2.托盘的种类及规格

(1)托盘的种类。

托盘按结构可以分为：平板托盘、立柱托盘、箱式托盘、轮式托盘(图1 -2 至图1 -5)；按材料可分为：塑料托盘、金属托盘、木制托盘、纸制托盘；按台面可分为：单面形、单面使用形、双面使用形和翼形；按叉车叉入方式可分为：单向叉入型、双向叉入型、四向叉入型三种。

图1-2　常见平板托盘

(a)纸制托盘；(b)木质托盘；(c)塑料托盘；(d)金属托盘

图1-3　立柱托盘

图1-4　箱式托盘

图1-5　轮式托盘

(2)托盘的规格。

我国托盘规格与国际标准化组织规定的通用尺寸一致，主要有三种规格：1 000 mm ×800 mm、1 200 mm×800 mm、1 200 mm×1 000 mm。

(二)叉车

叉车是一种用来装卸、搬运和堆码单元货物的车辆，是仓库装卸搬运机械中应用最广泛的一种设备。其具有选用性强、机动灵活、效率高的优点。

叉车由自行的轮胎底盘和能垂直升降、前后倾斜的货叉、门架等组成。它不仅可以将货物叉起进行水平运输，还可以将货物提升进行垂直堆码。

1.叉车特点及用途

叉车与其他搬运机械一样，能够减轻装卸工人繁重的体力劳动。除了能提高装卸效率，缩短车辆停留时间，降低装卸成本以外，它还具有以下特点和用途：

(1)机械化程度高。使用各种自动取物装置或在货叉与货板配合情况下，可以实现装卸工作的完全机械化，不需要工人的辅助体力劳动。

(2)机动灵活性好。叉车外形尺寸小，重量轻，能在作业区域内任意调动，适应货物数量及货流方向的改变，可机动地与其他起重运输机械配合工作，提高机械的使用率。

(3)可以“一机多用”。在配备和使用各种取货装置如货叉、铲斗、臂架、吊杆、货夹、抓取器等的条件下，可以用于各种品种、形状和大小货物的装卸作业。

(4)能提高仓库容积的利用率，堆码高度一般可达3 m，采用高门架叉车可达到5 m。

(5)有利于开展托盘成组运输和集装箱运输。

(6)成本低，投资少，能取得较好的经济效果。

2.叉车的种类

根据所用动力，叉车可分为手动液压式叉车、内燃机式叉车和蓄电池式叉车。手推液压式叉车无动力源，是利用人力推拉运行的简易插腿式叉车，其起重能力为200 ～1 000 kg(图1 -6、图1 -7)。内燃机式叉车又有汽油内燃叉车和柴油内燃叉车之分，前者多用于1 ～3 t的起重载荷，后者多用于3 t 以上的起重载荷。蓄电池式叉车一般用于2 t 以下的起重载荷。

图1-6　手动液压式搬运车

图1-7　手动液压式堆高车

根据叉车的结构特点，叉车可以分为平衡重式、插腿式、前移式、侧面式和拣选式叉车等。

(1)平衡重式叉车。

平衡重式叉车是使用最为广泛的叉车。这种叉车的货叉在前轮中心线以外。为了克服货物产生的倾覆力矩，在叉车的尾部装有平衡重。车轮采用的是充气轮胎或实芯，运行速度比较快，而且有较好的爬坡能力。平衡重式叉车可以是内燃式的，也可以是蓄电池式的(图1-8)。

图1-8　平衡重式叉车

(a)平衡重式电瓶叉车；(b)平衡重式内燃机叉车

(2)插腿式叉车。

插腿式叉车结构非常紧凑，货叉在两个支腿之间，因此无论在取货或卸货，还是在运行过程中，都不会失去稳定。由于结构紧凑，叉车尺寸小，转弯半径也小，其适于库内作业。这种叉车一般采用蓄电池为动力，不会污染环境。由于叉车在叉取货物时，支腿和货叉都必须插入货物底部，因此，要求叉取的货物底部一般要高出地面200 mm 左右(图1 -9)。

(3)前移式叉车。

前移式叉车结构与插腿式叉车类似。但取货或卸货时，门架可由液压系统推动，移到前轮之外；运行时，门架又缩回车体内。前轮的直径大约为300 mm，因此，要收回货叉，必须先将货物升起一定高度(图1 -10)。

(4)侧面式叉车。

侧面式叉车主要用于长料货物的搬运(图1 -11)。这种叉车有一个放置货物的平台，门架与货叉在车体的中央，可以横向伸出取货，然后缩回车体内将货物鼓在平台上即可行走。这种叉车司机的视野好，所需通道宽度也较小。

(5)拣选式叉车。

拣选式叉车的特点是操作者能随装卸装置一起在车上进行拣货作业，当叉车行进到某一货位时，货叉取出货盘，操作人员将所需数量拣出，再将货盘放回。由于拣货者与货叉同时升降，对这种车的安全性要求较高，一般采用电池式叉车，且起重量不大，行走稳定。随着配送中心数量的增加、拣货作业数量的增加，这种叉车将越来越重要(图1 -12)。

图1-9　插腿式叉车

图1-10　前移式叉车

图1-11　侧面式叉车

图1-12　拣选式叉车

(三)货架

随着仓库机械化和自动化程度的不断提高，仓库设施特别是货架技术也在不断发展。仓库广泛使用传统的货架，如抽屉式货架、橱柜式货架、U 形架、悬臂架、棚架、鞍架、轮胎专用架等，此外，还出现了重力式货架、移动式和层格式货架、阁楼式货架、装卸式货架、托盘式货架、立体化自动仓库货架等现代化的新型货架。

这里主要介绍几种通用性强和比较新型的货架。

1.层架式货架

层架式货架由立柱、横梁、层板构成，架子本身分为数层，层间用于存放货物，如图1 -13所示。层架种类繁多，如果按层架存放货物的重量分类，可以分为重型层架、中型层架和轻型层架；按其结构特点分类，有层格式、抽屉式等类型。

图1-13　各种层架式货架

(a)层式货架；(b)抽屉式货架；(c)层格式货架(www.chuimin.cn)

特点：层架结构简单，适用性强，存取作业方便，但存放货物的数量有限。一般轻型层架主要适合人工存取作业，其规格尺寸及承载能力都与人工搬运能力相适应，高度通常在2.4 m以下，厚度在0.5 m；而中型和重型的货架尺寸则较大，高度可达4.5 m，厚度可达1.2 m，宽度可达3 m。

2.托盘货架

托盘货架是专门在托盘上存放堆码货物的货架，其承载能力和每层空间适于存放整托盘货物。托盘货架结构多采用杆件组合，拆迁容易，层间距还可依码货高度调整。通常其总高度在6 m 以下，架底撑脚需要装叉车防撞装置(图1 -14)。

图1-14　托盘货架

特点：托盘货架结构简单，可调整组合，安装简易，费用经济；出入库不受先后次序的限制；托盘装载不同货物时可立体存放，库容率较高。原则上，每一个托盘占一个货位。存取作业时，较高的托盘货架使用堆垛起重机存取，较低的托盘货架可用叉车存取。这样，仓库可实现机械化存取作业，提高劳动生产率的同时也便于实现计算机管理和控制。

3.悬臂式货架

悬臂式货架是在立柱上装设横杆悬臂构成的货架，悬臂常用金属材料制造，其尺寸一般根据所存放物料尺寸的大小确定。为防止物料损伤，仓库管理人员常在悬臂上加垫木质衬垫或橡胶带以起保护作用(图1 -15)。

图1-15　悬臂式货架

特点：悬臂式货架为开放式货架，一般存放长条形材料，不利于机械化作业。轻质材料可用人力存取操作，金属材料可配合跨距较宽的设备存取。悬臂式货架一般高度在6 m 以下，空间利用率较低，约为35% ～50%。

4.阁楼式货架

阁楼式货架是上、下两层堆叠制成阁楼布置的货架。其结构有的由底层货架承重，上部搭置楼板，形成一层新的库面；有的是由立柱承重，上部搭置楼板形成库面。

特点：采用阁楼式货架几乎可成倍提高原有仓库利用率，适合多品种、少批量存取，尤其适用于五金、汽配、电子元件、企业货物的分类存储。通常上层适用于存放较轻的货物，下层适用于存放较重的货物(图1 -16)。

图1-16　阁楼式货架

5.移动式货架

移动式货架是一种底部带轮且可整体移动的货架。由于货架下面装有滚轮，仓库地面上装有导轨，通过开启控制装置，货架可通过轮子沿导轨移动。货架结构可以设计成普通层架，也可以设计成托盘货架(图1 -17)。

图1-17　移动式货架

特点：移动式货架平时相互依靠，密集排列在一起；存取货物时，通过手动或电力驱动装置使货架沿轨道水平移动，形成作业通道，便于人工或机械存取作业。这样可以大幅度减少通道面积，地面使用率可达80%，而且可直接存放每一种货物，不受先进先出的限制。但是，相对来说其机电装置较多，维护较困难。

6.重力式货架

重力式货架每一层隔板与水平面均形成一定的倾斜角度，低端作为出货端，高端作为入货端，这样托盘或箱装货物会由于重力作用自动向低端滑移。隔板也可制成滑轨、辊子或滚轮的形式，这样可以提高货体的运动性能；在滚轮下埋设充气软管可控制倾斜角度，还可以调整货物滑移的速度(图1 -18)。

图1-18　重力式货架

特点：重力式货架呈密集型配制，能够大规模密集存放货物，减少了通道数量，可有效节约仓库面积。由普通货架改为重力式货架后，仓库面积可节省近50%。重力式货架能保证货物的先进先出，避免货物的超期存放；重力式货架的入库作业和出库作业完全分离，且出入库时，工具不互相交叉，可降低事故率，增加安全性。其适用于大量存储的场所，也适用于拣选场所，可普遍用于配送中心、商店的拣选配货操作中，也可用于生产线的零部件供应线上。

7.驶入、驶出式货架

驶入式货架采用钢质结构，钢柱上一定位置有向外伸出的水平突出构件或悬轨，当叉车将托盘送入时，突出的构件或悬轨可托住托盘及货物。货架上无托盘货物时，货架正面便成了无横梁状态，形成了若干通道可方便叉车出入。驶入式货架只有一端可以出入叉车。驶出式货架的结构和驶入式货架类似，只是驶出式货架两端均可出入叉车(图1-19、图1-20)。

特点：驶入、驶出式货架能起到保管场所及叉车通道的双重作用，属高密度配置。驶入、驶出式货架的高度可达10 m，库容利用率高达90%以上，适用于大批量、少品种配送中心，但不适合太长或太重物品的存储；驶入式货架存取货时受先后顺序的限制，难以做到先进先出；驶出式货架则可将出入库作业分设在两端，可以做到货物先进先出。

图1-19　驶入式货架

图1-20　驶出式货架

(四)其他机械设备

1.输送机械

输送机械是按照规定路线连续地或间歇地运送散料物料和成件物品的搬运机械，是现代物料搬运系统的重要组成部分。输送机系统是由两个输送机及其附件组成的一个比较复杂的工艺输送系统，具有搬运、装卸、分拣物料等功能。其广泛应用于工厂企业的流水生产线、物料输送线及流通中心、配送中心物料的快速拣选和分拣。

根据不同的货物性质，输送机械可分为间歇性输送机械(主要用于集装单元的装卸搬运)和连续性输送机械(主要用于散货的装卸搬运)两类。

按动力性质划分，输送机械可分为有牵引构件的输送机(如带式输送机、链式输送机、板式输送机、悬挂式输送机、垂直输送机)、无牵引构件的输送机(如滚轮式输送机、螺旋输送机、振动输送机)和气力输送装置(如悬浮式气力输送装置、推送式气力输送装置)，见图1 -21。

图1-21　各种有牵引构件的输送机

(a)带式输送机；(b)链式输送机；(c)悬挂式输送机；(d)滚轮式输送机

2.分拣输送系统

分拣输送系统是将随机的、不同类别、不同去向的物品，按其要求(产品类别或产品目的地)进行分类的一种物料搬运系统。随着社会生产力的提高和商品品种的日益丰富，在生产和流通领域的物品分拣作业，已成为耗时、耗力、占地大、差错率高、管理复杂的部门。为此，物品分拣输送系统已经成为物料搬运系统的一个重要分支，广泛应用于邮电、航空、食品、医药等行业以及流通中心和配送中心等。

在分拣输送系统中，分拣机是最主要的设备。分拣机的种类很多，按工作方式可分为横向推出式分拣机、升降推出式分拣机、倾斜式分拣机、悬吊式分拣机。

3.巷道堆垛机

巷道堆垛机是在高层货架的窄巷道内作业的起重机，可大大提高仓库的面积和空间利用率，是自动化仓库的主要设备，又称“有轨堆垛机”。

巷道堆垛机可分为如下几类：

(1)按用途分为单元型、拣选型和单元拣选型。

(2)按机械结构分为单立柱/双立柱、单叉/双叉和单伸位/双伸位。

(3)按转移巷道方法分为固定式、转移式和转移车式。

4.专用机械

专用机械是带专用取物装置的起重、输送机械或工业车辆的综合，一般进行专用作业，如翻车机、堆取料机、码垛机、拆垛机、分拣输送系统专用机械设备、集装箱专用装卸机械(如岸边集装箱起重机、集装箱跨运车、集装箱叉车、轮胎集装箱龙门起重机、轨道式集装箱起重机等)、托盘专用装卸机械、船舶专用装卸机械、车辆专用装卸机械等。

【任务实施】

1.完成步骤

(1)教师带领学生参观当地某仓储企业仓库，了解该仓库相关信息。交通地址：仓库所在地址环境的优缺点。

前方设施：①停车场位置、设施。②出入口设计。仓库设施：①内部各作业环节的分区与布局。②通道设计。③储存用设施。④搬运设施。辅助设施：①员工福利设施。②办公室。(2)将学生分组，每组5 ～6 人，画出该仓库平面布局图。①要区分出仓库的不同区域及各自的功能、方位、大小。

②要关注仓库设施设备的位置，重点要区分各种设备的数量比例。

(3)小组讨论研究，综合评价该仓库的布局是否合理；若有不妥之处，提出优化方案。①在评估过程中要分别估计出存储区的货位容量、收发区的场地容量等。

②要根据出入库历史数据计算平均库存量和所需货位容量。

③要评估各类存储区货物出入库路线和频率，判断各区布局是否合理。

(4)教师对学生撰写优化方案提出书写要求。

封面内容要求：题目、组别(学号)、组员(姓名)、提交日期。

正文内容要求：调查背景与目的(说明仓库布局规划的重要性)；调查方法与对象(如该企业及仓库简介)；调查结果分析(陈述调查的结果、数据、平面图等)；提出建议(针对调查中所发现的问题，对布局的不合理方面提出改进的意见)。

(5)在各组推荐的基础上，选定若干名学生在全班进行交流。

2.检查标准