智能橋式碼垛機系統工藝布置設計分析

張中利

（河南科技大學，河南 洛陽 471003）

0 引言

智能橋式碼垛機系統是現代化企業成品倉庫袋裝物料堆包碼垛的重要作業機械設備，廣泛應用于糧食、面粉、淀粉、油脂、飼料、化肥、食鹽、水泥等行業，有效解決了其庫房碼垛工作量大、勞動強度高、需要勞動力多、工作效率低、生產成本高等問題和弊端，可大大提高生產企業的裝備技術水平和管理水平，為企業創造良好的經濟效益和社會效益。

智能橋式碼垛機系統的科學性、合理性、可靠性、經濟性等性能首先取決于碼垛機和輸送系統的總體布置設計，總體工藝布置決定著物料的傳輸線路及系統設備的布置和數量，從而影響著系統設備的造價與成本，同時工藝布置也與庫房空間有關系，間接影響著庫房的造價高低。因而合理科學的工藝布置可使料袋輸送路線簡潔，保證輸送平穩可靠；可優化設備布置與數量，降低設備造價成本；可有效利用庫房空間，降低庫房造價成本。碼垛機系統的工藝布置設計影響決定著后期的結構設計、制造、安裝與可靠運轉，關系到整個系統性能的優劣，在碼垛機系統的實施中占據著非常重要的地位，起著至關重要的作用。

1 智能橋式碼垛機系統的構成

智能橋式碼垛機系統由機械結構部分和電氣控制部分組成。機械結構部分主要由輸送料袋的皮帶輸送機系統和橋式碼垛機組成，其余輔助部分主要包括輸送皮帶機上的轉向攔包裝置、一定長度的供大車行走的鋼軌、一定長度的支撐鋼軌的軌道鋼梁、皮帶輸送機支撐支架、皮帶輸送機兩端的支撐檢修平臺等。電氣部分主要包括供碼垛機運行的滑導線、相應的配電柜、控制柜、電線電纜、控制元器件、計數器、故障報警裝置等。

皮帶輸送機系統主要包括包裝輸送機、匯集輸送機、爬坡輸送機、分流輸送機、庫房縱向主輸送機和行車輸送機。各輸送機基本上都由頭輪裝置、尾輪裝置、驅動電機減速機、輸送機機架、輸送皮帶、張緊裝置等組成，區別在于根據輸送機長度不同、需要驅動電機功率不同、頭尾輪直徑大小不同，張緊裝置結構方式不同等。

橋式碼垛機主要由大車、小車、懸臂升降機構、升降輸送機、碼垛接包工作臺及操作控制按鈕等組成。料袋經輸送機系統輸送到達橋式碼垛機上，再通過碼垛機大車的縱向行走、碼垛機小車的橫向行走、升降輸送機的升降及旋轉，可在庫房任意位置堆包碼垛。

上述各設備的正常運轉是在電器控制系統和智能控制系統作用下進行的，包括各皮帶輸送機電機的啟停、各電動攔包裝置電機的啟停、碼垛機上各電機的啟停、防疊包裝置控制、計數器裝置的傳感控制，輸送機的聯機控制和故障報警控制等。

2 系統工藝布置設計原則

碼垛輸送系統總體工藝布置與生產能力、庫房跨數、庫房高度、包裝區位置、進料位置、物料種類等有關，一個完整、合理、科學的系統總體工藝布置需要的參數和條件有：產品種類和形態；產品包裝袋規格；產量和包裝碼垛能力；倉庫容積尺寸，即庫房長、寬、高和庫房跨數；庫房結構、牛腿高度和碼垛高度；包裝間位置，即包裝秤是在庫房內還是在庫房外。

1）產品種類和形態。包裝物料產品主要有淀粉、面粉、粕類、化肥、食鹽、水泥等，形態主要有粉狀、顆粒狀、小片狀等，要考慮產品是否易燃易爆、是否有腐蝕性等。如產品物料為淀粉、粕類等，則生產環境具有易燃易爆性，碼垛輸送設備要具有防爆性能，應選用防爆電機和防爆電器，粕類物料還要考慮回料和除塵設備；如產品物料為化肥、食鹽等，生產環境具有腐蝕性，碼垛輸送設備要具有防腐蝕性能。

2）產品包裝袋規格。物料包裝袋規格不同，輸送時對應的輸送機寬度和帶寬也不同，根據包裝袋規格不同，輸送皮帶可分別采用400 mm 帶寬、500 mm 帶寬或650 mm帶寬。

3）產量和包裝碼垛能力。如包裝生產能力小，布置一條輸送線輸送碼垛；如包裝生產能力大，要由兩條及以上輸送線輸送碼垛。

4）倉庫容積尺寸。指倉庫庫房的長度、寬度、高度及跨數，庫房長度決定著主輸送機的長度；庫房高度決定著庫房碼垛高度，針對淀粉、面粉、化肥等包裝物料，碼垛高度不宜太高，以防包裝袋壓實板結；庫房寬度一般在12～30 m 之間，庫房寬度越大，碼垛機大車的結構尺寸越大，所需要的大車行走鋼軌和軌道鋼梁尺寸型號也越大，對庫房立柱和支撐牛腿承載要求也越高；庫房跨數在兩跨以上，要設置分流皮帶輸送機，每一跨要設置一臺碼垛機。

5）庫房結構、牛腿高度和碼垛高度。庫房結構常用的有鋼架結構和水泥磚混結構，牛腿高度通常在5～6 m 之間，牛腿高度和需求碼垛高度決定了碼垛機的高度結構尺寸。

6）包裝間位置。包裝間通常設置在庫房端部的一層或二層，也可設置在庫房外，包裝間位置不同，輸送工藝布置也不同。

3 系統工藝布置設計分析

根據碼垛輸送系統工藝布置原則和不同條件因素，智能橋式碼垛機系統典型工藝布置設計分析如下。

1）單線單跨布置。此種情況下，生產量相對較小，一臺或兩臺包裝機包裝生產，包裝機位于庫房內一層，庫房為一跨，則工藝設計流程為：包裝機→包 裝 輸 送機→匯集輸送機→爬坡輸送機→庫房縱向主輸送機→行車輸送機→碼垛機堆包碼垛，該工藝布置示意圖如圖1 所示。如包裝機在庫房外，可將料袋經匯集輸送機匯集，再經爬坡輸送機爬坡后由入庫輸送機送進庫房到庫房主輸送機上，也可匯集后經入庫輸送機到庫房內，再經爬坡輸送機爬坡后到庫房主輸送機上；如包裝機在庫房二層，則去掉爬坡輸送機，由匯集輸送機直接送到庫房主輸送機上。另外，根據生產量給皮帶輸送機配以合適的輸送速度，根據料袋尺寸大小選擇合適的皮帶寬度，在輸送轉向處根據需要配以攔包轉向裝置。

圖1 單線單跨工藝布置示意圖

2）單線多跨布置。是指庫房跨度在兩跨或兩跨以上，一條輸送線輸送，配置兩臺或兩臺以上碼垛機，一臺碼垛機工作時，另一臺不工作，仍按包裝機位于庫房一層，則典型的工藝設計流程為：包裝機→包裝輸送機→匯集輸送機→爬坡輸送機→分流輸送機→庫房縱向主輸送機a(或主輸送機b)→行車輸送機→碼垛機a(或碼垛機b)堆包碼垛，該工藝布置示意圖如圖2 所示。如包裝機在庫房二層，則去掉爬坡輸送機和分流輸送機，由匯集輸送機直接攔包分流到庫房主輸送機上。

3）雙線多跨布置。是指生產量較大，庫房跨度在兩跨或兩跨以上，配置4 臺或4 臺以上包裝機，一條輸送線對應一臺碼垛機，碼垛機同時工作碼垛，仍按包裝機位于庫房一層，則典型的工藝設計流程為：包裝輸送機a/b→匯集輸送機a/b→爬坡輸送機a/b→庫房縱向主輸送機a/b→行車輸送機→碼垛機a/b 堆包碼垛，該工藝布置示意圖如圖3 所示。如包裝機在庫房二層，則去掉爬坡輸送機，由匯集輸送機直接送到庫房主輸送機上。如一條輸送線對應兩跨以上庫房，則爬坡后增加分流輸送機，再輸送到庫房縱向主輸送機上。

上面各工藝布置設計具有代表性，由于實際庫房布局是變化多樣的，則碼垛總體工藝布置也是不同和多樣的，工程實際中，要根據具體庫房情況來設計確定合理科學的碼垛工藝布置。

圖2 單線多跨工藝布置示意圖

圖3 雙線多跨工藝布置示意圖

4 結語

智能橋式碼垛機是一套復雜的連續式袋裝物料輸送系統，工藝布置設計在系統實施過程中占據有重要地位，因而對系統總體工藝布置進行探討分析，介紹了系統的組成與工作原理，分析了工藝布置原則和注意事項，設計分析了常見的工藝布置，對系統的實施和推廣應用起到了較好的總結與借鑒作用。

［1］張飛飛.橋式自動碼垛機在物流企業應用的可行性分析［J］.中國儲運，2013（4）：97-98

［2］左青，王貴生.全自動碼垛機的應用［J］.中國油脂，2010（2）：64-66.