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    叉车的选择与应用

    文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020/7/1     浏览次数:    

    叉车是物料运搬的主要工具,规格种类繁多,每一种类型的叉车有其适用的环境场合,错误的选型会造成仓储作业的低效及事故。本文系统介绍了目前普遍使用的手动托盘车、电动托盘车、平衡重叉车、前伸式叉车等8种类型的叉车,并分析各类型之特点及其因此而适用的环境场合。同时例举了叉车运搬能力的测试与计算方法,以得到维持仓库正常工作所需要使用各类型叉车的数量要求。叉车的选择有很多影响因素,包括地坪、出入库频率等,在文章中亦有阐述。 关键词:手动液压托盘车、电动托盘车、电动堆垛机、平衡重叉车、前伸式叉车、高架堆垛机、拣料车、工作循环时间 随着社会化生产的发展与进步,劳动力与机械的专业分工也越来越细,各种专业设备的配套与衔接,使得整个物流系统运作井然有序,效率得到成倍提高。 在传统的储存体系中,由于没有更多的选择,所有的运搬、堆码、装卸可能完全靠一种叉车来解决,表现在仓库上,即显示出面积大、空间利用率低、人多、货物散乱堆放、出货慢、高峰期车辆排队等缺点。而现今,一整套入库、上架、拣货、配货到出库的过程已可分别由平衡重叉车、各种室内运搬机械或自动化无人运搬设备及输送带、自动分拣设备等许多种专业的设备分段处理,各种设备之间又可通过电子表单或无线传输来完成指令与衔接。一个同办公室一样明亮、洁净、快速有效、整齐有序的仓库环境已随时可以实现。 自托盘的发明使用,集装运搬开始,叉车(包括室内、室外叉车)即作为物料运搬的主要工具,在未来的很长一段时期内,不断实现功能创新、自动化程度越来越高的叉车亦将仍然在运搬领域占据主要地位。以下我们将来讨论如何根据环境来选择适当的叉车及在叉车选择中需考虑的一些影响因素。 首先,我们来看一下叉车的分类。 按照叉车的使用环境,通常可将其分为室内用与室外用两类,室外用的叉车通常为大吨位柴油、汽油或液化气叉车,如用于码头或者集装箱转运站的集装箱叉车、吊车。室内叉车则基本为电瓶车。现在世界主要的叉车生产商,均可提供数百种规格的产品,我们通常将这些不同的规格分成几个系列。以目前总销量世界排名前四,室内设备排名前列的德国永恒力(JUNGHEINRICH)公司为例,其主要产品大致可分成8个系列: * 手动液压托盘车(Hand Pallet Trucks) * 电动托盘车(Power Pallet Trucks) 又可分为自走式、站驾式、坐驾式三种 * 电动堆垛机(Support Arm Stacker) 又可分为自走式、站驾式、坐驾式三种 * 电动平衡重叉车(Electric Counterbalance Truck) 又可分为三轮与四轮、后轮驱动与前轮驱动几种 * 柴油/液化气平衡重叉车(Diesel/LPG Counterbalance Truck) * 前伸式叉车 * 高架堆垛机(High Rack Stacker) 又可分为上人式与不上人式等几种 * 拣料车(Order pickers) 又可分为平面拣选及高位拣选两种 以上各个系列均有其最适用的场合与环境,而在某些功能上又有重合的部分,如平衡重叉车、前伸式叉车、高架堆垛机都可以进行货架区的存取,那么选择哪一种机型对用户来说到底有什么样的益处呢? 举一个简单的例子:假设这样一个仓库,存放的每一托盘的货品都要求可以随时存取,因此须放置在叉车通道的两侧,在仅考虑平面面积的前提下,我们来看看这个仓库使用不同类型叉车的平面利用率。 * 如果所用叉车的通道宽度大致等于承载器的长度(1500mm),则平面利用率可达到66%; * 如果所用叉车的通道宽度相当于承载器的两倍长度(2700mm),则平面利用率可达到50%; * 如果所用叉车的通道宽度需要承载器的三倍长度(3500mm),则平面利用率可达到40%; 显而易见,假设这个仓库需要存放的货品平面面积为1000m2,那么在第一种情况下,需要1000/0.66=1515m2的土地。这种情况相当于采用高架堆垛机或者有轨堆垛机的方案。 在第二种情况下,需要1000/0.50=2000m2的土地。相当于采用前伸式叉车的情况。 在第三种情况下,需要1000/0.40=2500 m2的土地。相当于采用平衡重叉车的情况。 因此,选用合适的叉车可以大大节省土地及建筑的投资,这是较为直观的一项收益。 以下我们来看看各系列叉车的特点及其适用的环境。 手动托盘车与电动托盘车都是用于平面点到点运搬的工具。小巧灵活的体型使手动托盘车几乎适用于任何场合。但是由于是人工操作,当运搬2吨左右较重的物品时比较吃力,所以通常用于15米左右的短距离频繁作业,尤其是装卸货区域。在未来的物流各环节中,手动托盘车也将承担各个运输环节之间的衔接作用,在每一辆集卡或货车上都配备一辆手动托盘车,将使得装卸作业更加快捷方便,并且不受场地限制。 当平面运搬距离在30米左右时,步行式的电动托盘车无疑是较佳选择,行驶速度通过手柄上的无极变速开关控制,跟随操作人员步行速度的快慢,在降低人员疲劳度的同时,保证了操作的安全性。如主要运搬路线距离在30米以上至70米左右时,可以采用带折叠式踏板的电动托盘车,驾驶员站立驾驶,最大速度可提高近60%,以永恒力叉车为例,其新型ERE20可达到空载10公里/小时。 电动堆垛机为一种轻型的室内用提升堆垛设备,车身比较轻巧,通过车身前部的支撑臂加长配重的力臂,以平衡荷载。由于支点在荷载重心的外侧,配重力臂远大于荷载力臂,所以较小的配重即可提升起较大的荷载。以永恒力电动堆垛机EJC 14为例,额定荷载1.4吨,而自重仅955公斤,车长、车宽、转弯半径也相应较小,永恒力更有其专利的慢速按钮装置,使得在直立刹车位置亦可慢速操作,这些特点使其在楼层式仓库或其他空间较小的储存环境中尤为适用。该系列载重范围为1~1.6吨,最大提升高度为5350,3~4米的背靠背式重型托盘货架为其常用也是最能发挥其效益的环境,是小型仓库经济的选择。 使用电动堆垛机也有一定的限制,由于货叉需与支撑臂同时伸入托盘底部,才可操作托盘,故双面板无法使用;同样在使用驶入型货架(或称通廊式货架)时,出于平衡与承重的考虑,通常将托盘双面的一侧作为叉车操作面,此时电动堆垛机亦无法使用。配合使用电动堆垛机的货架设计,常常会在底层高出地面约100mm安装横梁,第一层货物搁于底梁而非地面以便于叉车定位。 实际上,我们常把平衡重叉车称为叉车,这也是使用最广泛,用量较大的一个系列。由于没有支撑臂,需要较长的轴距与较大的配重来平衡荷载,所以无论三轮、四轮、电动、柴油,车身尺寸与重量都很大,需要较大的作业空间。同时,货叉直接从前轮的前方叉取货物,对容器没有任何要求;底盘较高,使用橡胶胎或充气胎,使其具有很强的爬坡能力与地面适应能力。因此平衡重叉车普遍用于装卸货及室外运搬。 在电动平衡重叉车中,还可分为三轮与四轮,前轮驱动与后轮驱动。转向与驱动都是后轮称为后轮驱动,优点是成本较低,相对前轮驱动来说较容易定位,缺点是当在光滑的地板及斜坡行走时,荷载提升时驱动轮压力会减轻,驱动轮可能打滑,现在大多数的电动平衡重叉车都采用双马达前轮驱动。三轮平衡重叉车与四轮平衡重叉车相比,转弯半径小,比较灵活,最适用于集装箱内部掏箱作业。现在,永恒力公司已将交流技术用于电动平衡重叉车,使得叉车性能整体得到很大提高的同时,后期维护成本大大降低。此项技术被称为叉车的未来技术。 柴油及液化气叉车根据传动方式不同亦有两种,液力机械传动型与静压传动型。液力机械传动为比较传统的传动方式,成本较低,但变矩器传递效率低,能耗大,后期维护费用高。而静压传动是目前内燃叉车理想、先进的传动方式,主要特点是起步柔和、无极变速、换向迅速、维修简单可靠性高。在户外短距频繁往返运搬时采用静压传动型内燃叉车效率明显提高。 自1953年德国Jungheinrich博士发明前伸式叉车(Reach truck)以来,这一系列的设备已逐渐成为室内高架存取的主要工具,其稳定的荷载提升性能使得立体仓库在高度方面第一次突破了6.5米的界限。现在,前伸式叉车较大提升高度已达到11.5米,载重范围从1吨到2.5吨,并且发展出用于存取长、管件的多向前伸式叉车、室内外通用型前伸式叉车等特殊用途产品。 前伸式叉车结合了有支撑臂的电动堆垛机与无支撑臂的平衡重叉车的优点,当门架(欧洲设计多为门架前伸,美国设计多为货叉前伸)前伸至顶端,荷载重心落在支点外侧,此时相当于平衡重叉车;当门架完全收回后,荷载重心落在支点内侧,此时即相当于电动堆垛机。这两种性能的结合,使得在保证操作灵活性及高荷载性能的同时,体积与自重不会增加很多,较大限度节省作业空间。 前伸式叉车具有效益的操作高度为6米至8米,相当于建筑物高度在10米左右,此高度也是目前最常见的卖场、配送重心、物流重心、企业中心仓库的建筑高度。在此高度范围内,操作人员视线可及,定位快捷,效率较高。当操作高度大于8米时使用前伸式叉车在叉取定位时需慢速仔细,通常可以加装高度指示器、高度选择器或者摄像头等辅助装置。 如果仓库面积较小,高度较高,而需要很大的储存量及较高的运搬效率时,如果不想花费巨大的投资在自动仓库上,那么高架堆垛机是较最佳的选择。通常把高架堆垛机及高位拣料车称为VNA(Very Narrow Aisle),其最主要的特点是货叉可作三向旋转,或直接从两侧叉取货物,在巷道中无需转弯,因此所需的巷道空间是最小的。VNA系列最大提升高度超过14米,巷道宽度通常在1600mm左右,载重量最大为1.5吨,在制药行业、电子电器行业使用普遍。 高架堆垛机又可分为上人式和不上人式两种,驾驶舱作为主提升随门架同时上升称为上人式,优点是在任何高度都可以保持水平操作视线,保证较佳视野以提高操作安全性。同时由于操作者可以触及货架任何位置的货物,故可以同时用于拣货及盘点作业。 为了使高架堆垛机在通道内始终保持直线行驶,有磁导及机械式导引两种方式。磁导由于必须在巷道中央切割埋上磁导线,容易破坏地坪并且不易搬迁调整,故目前使用较多的是机械式导引。采用机械式导引需与货架配合,在巷道的两侧安装钢轨,通过车身导轮及其他辅助装置导入巷道并沿直线行驶。


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