智能桥式码垛机系统工艺布置设计分析

张中利

（河南科技大学，河南 洛阳 471003）

0 引言

智能桥式码垛机系统是现代化企业成品仓库袋装物料堆包码垛的重要作业机械设备，广泛应用于粮食、面粉、淀粉、油脂、饲料、化肥、食盐、水泥等行业，有效解决了其库房码垛工作量大、劳动强度高、需要劳动力多、工作效率低、生产成本高等问题和弊端，可大大提高生产企业的装备技术水平和管理水平，为企业创造良好的经济效益和社会效益。

智能桥式码垛机系统的科学性、合理性、可靠性、经济性等性能首先取决于码垛机和输送系统的总体布置设计，总体工艺布置决定着物料的传输线路及系统设备的布置和数量，从而影响着系统设备的造价与成本，同时工艺布置也与库房空间有关系，间接影响着库房的造价高低。因而合理科学的工艺布置可使料袋输送路线简洁，保证输送平稳可靠；可优化设备布置与数量，降低设备造价成本；可有效利用库房空间，降低库房造价成本。码垛机系统的工艺布置设计影响决定着后期的结构设计、制造、安装与可靠运转，关系到整个系统性能的优劣，在码垛机系统的实施中占据着非常重要的地位，起着至关重要的作用。

1 智能桥式码垛机系统的构成

智能桥式码垛机系统由机械结构部分和电气控制部分组成。机械结构部分主要由输送料袋的皮带输送机系统和桥式码垛机组成，其余辅助部分主要包括输送皮带机上的转向拦包装置、一定长度的供大车行走的钢轨、一定长度的支撑钢轨的轨道钢梁、皮带输送机支撑支架、皮带输送机两端的支撑检修平台等。电气部分主要包括供码垛机运行的滑导线、相应的配电柜、控制柜、电线电缆、控制元器件、计数器、故障报警装置等。

皮带输送机系统主要包括包装输送机、汇集输送机、爬坡输送机、分流输送机、库房纵向主输送机和行车输送机。各输送机基本上都由头轮装置、尾轮装置、驱动电机减速机、输送机机架、输送皮带、张紧装置等组成，区别在于根据输送机长度不同、需要驱动电机功率不同、头尾轮直径大小不同，张紧装置结构方式不同等。

桥式码垛机主要由大车、小车、悬臂升降机构、升降输送机、码垛接包工作台及操作控制按钮等组成。料袋经输送机系统输送到达桥式码垛机上，再通过码垛机大车的纵向行走、码垛机小车的横向行走、升降输送机的升降及旋转，可在库房任意位置堆包码垛。

上述各设备的正常运转是在电器控制系统和智能控制系统作用下进行的，包括各皮带输送机电机的启停、各电动拦包装置电机的启停、码垛机上各电机的启停、防叠包装置控制、计数器装置的传感控制，输送机的联机控制和故障报警控制等。

2 系统工艺布置设计原则

码垛输送系统总体工艺布置与生产能力、库房跨数、库房高度、包装区位置、进料位置、物料种类等有关，一个完整、合理、科学的系统总体工艺布置需要的参数和条件有：产品种类和形态；产品包装袋规格；产量和包装码垛能力；仓库容积尺寸，即库房长、宽、高和库房跨数；库房结构、牛腿高度和码垛高度；包装间位置，即包装秤是在库房内还是在库房外。

1）产品种类和形态。包装物料产品主要有淀粉、面粉、粕类、化肥、食盐、水泥等，形态主要有粉状、颗粒状、小片状等，要考虑产品是否易燃易爆、是否有腐蚀性等。如产品物料为淀粉、粕类等，则生产环境具有易燃易爆性，码垛输送设备要具有防爆性能，应选用防爆电机和防爆电器，粕类物料还要考虑回料和除尘设备；如产品物料为化肥、食盐等，生产环境具有腐蚀性，码垛输送设备要具有防腐蚀性能。

2）产品包装袋规格。物料包装袋规格不同，输送时对应的输送机宽度和带宽也不同，根据包装袋规格不同，输送皮带可分别采用400 mm 带宽、500 mm 带宽或650 mm带宽。

3）产量和包装码垛能力。如包装生产能力小，布置一条输送线输送码垛；如包装生产能力大，要由两条及以上输送线输送码垛。

4）仓库容积尺寸。指仓库库房的长度、宽度、高度及跨数，库房长度决定着主输送机的长度；库房高度决定着库房码垛高度，针对淀粉、面粉、化肥等包装物料，码垛高度不宜太高，以防包装袋压实板结；库房宽度一般在12～30 m 之间，库房宽度越大，码垛机大车的结构尺寸越大，所需要的大车行走钢轨和轨道钢梁尺寸型号也越大，对库房立柱和支撑牛腿承载要求也越高；库房跨数在两跨以上，要设置分流皮带输送机，每一跨要设置一台码垛机。

5）库房结构、牛腿高度和码垛高度。库房结构常用的有钢架结构和水泥砖混结构，牛腿高度通常在5～6 m 之间，牛腿高度和需求码垛高度决定了码垛机的高度结构尺寸。

6）包装间位置。包装间通常设置在库房端部的一层或二层，也可设置在库房外，包装间位置不同，输送工艺布置也不同。

3 系统工艺布置设计分析

根据码垛输送系统工艺布置原则和不同条件因素，智能桥式码垛机系统典型工艺布置设计分析如下。

1）单线单跨布置。此种情况下，生产量相对较小，一台或两台包装机包装生产，包装机位于库房内一层，库房为一跨，则工艺设计流程为：包装机→包 装 输 送机→汇集输送机→爬坡输送机→库房纵向主输送机→行车输送机→码垛机堆包码垛，该工艺布置示意图如图1 所示。如包装机在库房外，可将料袋经汇集输送机汇集，再经爬坡输送机爬坡后由入库输送机送进库房到库房主输送机上，也可汇集后经入库输送机到库房内，再经爬坡输送机爬坡后到库房主输送机上；如包装机在库房二层，则去掉爬坡输送机，由汇集输送机直接送到库房主输送机上。另外，根据生产量给皮带输送机配以合适的输送速度，根据料袋尺寸大小选择合适的皮带宽度，在输送转向处根据需要配以拦包转向装置。

图1 单线单跨工艺布置示意图

2）单线多跨布置。是指库房跨度在两跨或两跨以上，一条输送线输送，配置两台或两台以上码垛机，一台码垛机工作时，另一台不工作，仍按包装机位于库房一层，则典型的工艺设计流程为：包装机→包装输送机→汇集输送机→爬坡输送机→分流输送机→库房纵向主输送机a(或主输送机b)→行车输送机→码垛机a(或码垛机b)堆包码垛，该工艺布置示意图如图2 所示。如包装机在库房二层，则去掉爬坡输送机和分流输送机，由汇集输送机直接拦包分流到库房主输送机上。

3）双线多跨布置。是指生产量较大，库房跨度在两跨或两跨以上，配置4 台或4 台以上包装机，一条输送线对应一台码垛机，码垛机同时工作码垛，仍按包装机位于库房一层，则典型的工艺设计流程为：包装输送机a/b→汇集输送机a/b→爬坡输送机a/b→库房纵向主输送机a/b→行车输送机→码垛机a/b 堆包码垛，该工艺布置示意图如图3 所示。如包装机在库房二层，则去掉爬坡输送机，由汇集输送机直接送到库房主输送机上。如一条输送线对应两跨以上库房，则爬坡后增加分流输送机，再输送到库房纵向主输送机上。

上面各工艺布置设计具有代表性，由于实际库房布局是变化多样的，则码垛总体工艺布置也是不同和多样的，工程实际中，要根据具体库房情况来设计确定合理科学的码垛工艺布置。

图2 单线多跨工艺布置示意图

图3 双线多跨工艺布置示意图

4 结语

智能桥式码垛机是一套复杂的连续式袋装物料输送系统，工艺布置设计在系统实施过程中占据有重要地位，因而对系统总体工艺布置进行探讨分析，介绍了系统的组成与工作原理，分析了工艺布置原则和注意事项，设计分析了常见的工艺布置，对系统的实施和推广应用起到了较好的总结与借鉴作用。

［1］张飞飞.桥式自动码垛机在物流企业应用的可行性分析［J］.中国储运，2013（4）：97-98

［2］左青，王贵生.全自动码垛机的应用［J］.中国油脂，2010（2）：64-66.