10FEM9831自动化仓库设计公差间隙挠曲度译文Word下载.docx
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在高位仓库中公差和变形（如果有的话）由下列功能部件造成：
－水泥地面
－地轨
－上部导向轨
－单位荷载
－外形检查
－中心位置（中心的准确度）
－S/R机
－货架结构
下文将分析由上述因素造成的影响并尽可能地量化。
通常不能指出涉及到水泥地面的合适的数据。
只有到系统的所有部件的供应商确定后才能确定最后的净空。
为了保证系统的功能性，首先必须定义机器的设计理念（如控制模式、稳定性等）和相关的货架分类。
净空的计算可基于本文中给出的量化的公差和变形连同S/R机的公差、磨损和变形等单独的数值。
运用风险分析最终的净空可从在最不利状态下的计算数据中确定。
通常如果整个系统的功能性能保证的话，由于技术或经济上的原因有可能偏离本文中所规定的数据。
然而在此情形下，必须就如何取得本文的目标（如定义在高位仓库中的部件之间的界面）达到一个明确的一致。
2范围
这些规定应用于使用S/R机的高位仓库，S/R机在地面固定轨移动；
由上部导向轨稳定；
装备机械的荷载处理装置，特别是一个套筒式货叉，适合于处理托盘或类似诸如骨架式容器的荷载组成附件。
对钢货架结构（竖立井的设计和自由直立的架子）适当的考虑。
在这些规定的范围内和连同S/R机采用的控制模式类型，公差对托盘货叉进入的影响和分隔间净空可以得到分析,即：
A:
手动控制；
B:
坐标定位系统的部分或全自动控制；
C:
带坐标定位系统的部分或全自动控制和附加的只有y方向的分隔间精确定位；
D:
带坐标定位系统的部分或全自动控制和附加的x和y方向的分隔间精确定位。
这些例子和建议不适用于自动的小零件仓库和高密度仓库（如使用暗沟滑动台架装置）。
然而，这里给出的计算的结构和基础可以类似的运用。
3定义
公差是指由制造、安装和磨损造成的可允许的、最大的与正常尺寸的偏差；
变形是指由于力的影响从基本位置的偏离；
净空是指所需的固定件和移动件之间和考虑到所有的单个公差和变形防止碰撞的额定距离；
入口净空是指荷载组成附件与荷载处理装置之间的净空；
货架箱净空是指单位荷载和货架结构之间的净空；
通道净空是指S/R机最外沿与货架结构或荷载的最外沿（储存荷载尾部的净空）之间的净空；
系统轴
x＝通道长度方向
y＝通道垂直方向
z＝通道侧面方向
4影响因子
预先说明：
应由负责建造的人为所有行业定义一个在纵向和立向平面上共同的数据（参考点）。
4.1水泥地面
4.1.1加工公差也就是货架结构和地轨固定的表面的水平度。
在没有荷载的状态下，必须满足下面的数值：
关于一个理想的水平系统，涉及到水泥地面长度的垂直方向地面公差的水平度数据如下：
≤50m10mm
≤150m15mm
150m20mm
4.1.2由于下沉和偏斜造成的变形，即在荷载影响下水泥地面的垂直变形。
从这些变形如水泥地面的下沉、柱及支撑等下沉，造成额外应力和货架结构的倾斜的水泥地面的偏斜在这只可以用定性的术语提及。
考虑某些地质因素变形是相当可观的，经常可达到几厘米，因而必须在评价公差和额外应力的规划阶段包括进去。
所有下列常用来确定净空的考虑是基于水泥地面的准刚性的假设。
只要水泥地面在操作进行期间局部的坡度不大于
，这就被认为是正常的情形。
然而，不得不对每一个单独的情形做出判断，当由于较高的数值这就变得必要。
4.2地面轨道
4.2.1在水平z轴方向上的对齐公差（以一个无公差的垂直数据为基准）：
测量长度＝总个轨道长度3.0mm
测量长度＝S/R机轮子基础1.5mm
不同尺寸的轨道头部应通过在连接区域打磨侧引导表面使之对齐，在测量长度为200mm的连接面上水平度0.5mm。
4.2.2图3中的在y轴方向H2的水平度公差，以在垂直方向无公差的水平数据平面为基准：
测量长度100m2.0mm
100m3.0mm
测量长度=S/R机轮子基础0.5mm
不同尺寸的轨道头部应通过在连接区域打磨侧引导表面使之对齐，轨道和在测量长度为100mm的连接面上水平度应为0.1mm。
4.2.3S/R机的行进特征会受到轨道顶部和侧面导向面不平的影响。
这些表面必须使平坦的，即表面必须没有生锈或滚动造成的蚀损斑。
4.2.4地面轨道的定尺寸和固定是设备制造商和土建工程师以及轨道安装者一道的责任。
4.3上部导向轨道
中心线的公差范围（4.3.1项）
①相邻巷道间立柱的参照数据的平均位置
②相对于货架轴上部导向轨道的理论轴线
③上部导向轨道的实际轴线，相对于参照轴线②此轴线应位于5mm的公差范围内。
注：
两个可允许的极端例子
图1上部导向轨道的公差（平面视图）
4.3.1相对于沿一条巷道货架立柱的中心线的中间，导向轨道的纵向轴线的公差在测量场地为50m的范围内不应超过5mm，见图1。
4.3.2无荷载时，上部导向轨道从其纵向轴线的水平偏差不应超过3mm，见图1。
4.3.3在导向滚轮、电缆推车等运行区域连接处的轨道断面尺寸的任何差别应放平。
测量长度为200mm的平整度应为0.5mm。
4.3.4在运行表面上应没有滚动的题字（即凸起的刻字）。
4.3.5由荷载处理装置伸出、在最大荷载下水平力造成的在导向滚轮区域的最大横向变形（下垂和弯曲）不应超过6mm。
4.3.6相对于当货架没有装载时无公差的基准面，导向轨道的底部边缘不应超过H3=+10/-5mm的公差范围，见图3。
4.3.7应考虑由诸如货架荷载（柱压缩）和雪荷载造成的垂直变形。
4.3.8固定的尺寸和类型的选择是机器制造商连同上部导向轨道的供应商（如货架供应商）一起的责任。
4.4.1荷载组成附件
对于标准的荷载组成附件，应使用相关的标准规格的制造公差。
对于非荷载组成附件，公差应在机器的购买者和制造者之间商定。
使用由木料制造的荷载组成附件时，除制造公差外应考虑由于变枯造成的收缩。
使用欧洲组合托盘时，如果不超过将托盘放置在一个硬的平面上测量的如图2所示的公差，必须保证S/R机的安全运行。
图2欧洲组合托盘的公差
即使荷载组成附件已通过外形测定也可能会遭受到弹性和/或塑性变形，可以影响到通道尺寸。
在较长的储存时间内这些变形可能会增加。
变形量依赖于应用的荷载、荷载的稳定效果、支架间的距离及荷载组成附件的状态（如木材的湿度）。
当没有可利用的关系到荷载组成附件挠度的数据时，荷载处理装置到货架支撑梁左右的距离允许达到6mm。
1）
由于减少净空的可能性，特别是在货叉用于较重的情况下，从经验上欧洲组合托盘（800mm×
1200mm）的实际尺寸特别应在货叉进入区域进行检查。
关键区域的最大可允许的公差如图2所示。
1）从欧洲托盘800mm×
1200mm的经验确定的数据包含带1000kg荷载面的木料，考虑到荷载的稳定效果，900mm支撑宽度（＝梁宽），仓库中停留时间及木材的湿度（见国家标准）。
4.4.2荷载
当定义荷载的最大尺寸时，下列条件应给予适当的考虑：
－倾斜的堆放；
－荷载保护方法的突出（包裹膜的皱纹、包裹带、带的封闭等）；
－处理期间的变形；
－储存期间的变形；
－荷载的对称性。
有必要进行试验定义上述各点对尺寸的效果。
单位荷载的尺寸在5mm的公差内可借助光电管进行检查，如果采用其它方法检查此公差可能改变。
如果处理操作手工控制，外形检查是没必要的。
然而，荷载处理由S/R机自动控制，外形检查是绝对必要的，同时检查荷载处理装置的货叉净空和荷载参数。
4.6中心定位（仅拾取位置）
关于其的制定位置，单位荷载应排列在中心线边沿，在x轴和z轴方向公差在5mm的范围内。
在固定停止和恒定荷载的自动输送系统中，在拾取点上托盘的位置在x轴方向上的公差在2mm的范围内。
在伸展的荷载处理装置的末端，在x、y、z轴方向上的变化值的公差范围可由下面从4.7.1到4.7.3列举的影响之和得到。
由于单独的制造商提供的S/R机在尺寸、硬度及其它设计特征众多不同，通常在这些规定中这个数据不能确定。
在每个特定的情形下，这个数据应由S/R机的制造商详细说明。
以此数据为基础，S/R机的制造商和/或系统的负责人应检查全部的公差以保证系统的功能。
在标准的计算中（见附录）所使用的S/R机的公差只可以作为证明公差对整个系统影响的实例。
4.7.1由于S/R机造成的系统公差
通道和货架间的净空由下列因素影响：
－用于提升车的桅杆和/或桅杆上的导轨的公差；
－提升车箱和桅杆上的导轨之间的相互影响；
－涉及到中心线，荷载处理单元的未对准；
－涉及到地面轨道和/或上部导向轨，在z轴方向上底部导向滚轮和上部导向滚轮的相互影响；
－机械磨损。
由于在拾取和存放单位荷载时交替的荷载作用，诸如桅杆、提升车箱和荷载处理装置等部件遭受到变形，这对货叉通道和货架分隔间的净空是重要的，在确定净空时需要考虑这些因素。
在x、y、z轴方向上的定位精确度受诸如下列因素的影响：
－定位系统和马达控制；
－定位速度；
－控制系统的延迟期；
－刹车操作延迟；
－由于磨损、温度和摩擦系数的变化造成的刹车路径差异；
－驱动单元的反冲；
－从任意方向接近目标；
－定位传感器（开关、光电管、接近开关）的开关精确度（例如滞后现象；
）
－递增发射器系统从绝对尺寸中的偏移。
4.7.4定位标记的公差
涉及到定位标记的标定位置，定位标记（开关凸轮、反射箔片、感应启动标记等）应装配公差在1mm的范围内。
这个标定位置涉及到机架的实际尺寸。
注1：
在荷载组成附件的货叉孔中套筒货叉的临界通道可通过将货叉顶部和侧面变斜来缓和。
注2：
（特别适用于控制系统B）
当在S/R机上定位垂直孔标记时，标记的位置应从伸展的货叉和托盘开孔梁水平面的关系中确定。
这消除了S/R机的任何制造公差。
注3：
（对使用欧洲托盘800mm×
1000mm或货叉通道孔230mm的托盘特别重要）
在计算托盘货叉通道净空时如果在拾取点装载托盘的位置用等于装载循环变形量的一半来补偿的话，起重机装载循环造成的变形作用可减少（达到一半）。
（也就是在桅杆方向上调整托盘位置或相应地增加尺寸x2）；
见图5。
注4：
在地面水平上（x轴）水平定位标记的指定位置应涉及到顶部孔的水平位置。
这样有可能部分补偿任何货架安装公差和由起重机装载循环造成的桅杆变形。
货架的公差和变形影响运行的安全性。
在一定程度上，可允许的数值依赖于第2条所描述的4种控制模式、荷载处理装置以及荷载组成附件（货叉通道孔的尺寸）。
为了简单化，货架设计中只定义了两种公差类别。
在某些情况下，当使用自由直立支架（非装甲式货架）x轴方向上的对角拉杆可以省去。
假如这样的话，对装配公差和变形的相关影响应与系统负责人达成一致。
100级：
（较低的公差和变形值）
用于在储存位置没有定位辅助的与S/R机关联的控制系统B中。
通常用于轻重量和中等高度以下（最大18米）的储存系统。
200级：
（较高的公差和变形值）
用于在储存位置有定位辅助或手动控制的与S/R机关联的控制系统A、C和D中。
在自动系统的情况下，应由负责系统设计的人进行计算，由此做出确定分级和控制模式的决定。
下列考虑的事项主要涉及单位荷载由纵梁支撑的货架结构（见图3），对于其它类型的货架，应做出适当的调整。
图3货架结构
4.8.1在未装载的状态下制造和安装公差
4.8.1.1x轴方向上的尺寸（对于100和200级）：
由立柱脚的偏移、在整个高度上支柱和框架的倾斜、弯曲造成的相互对立立柱的公差范围Kx必须不超过10mm（见图3）。
单独货架孔立柱的倾斜度（l）应落在公差为±
3mm的范围内。
与水平纵向数据相比，第一个货架立柱的中心线应落在公差为±
10mm的范围内。
一直到40米的长度，货架结构的整个长度（L）与指定尺寸的偏差不应超过±
20mm，或在更长的货架结构的情况下不超过±
0.5‰。
随后的安装，立柱的单独轴线必须按照现场实际的尺寸固定，然而必须保持下列尺寸的公差：
－第一排货架立柱（图3，尺寸A）
－货架孔尺寸l;
－整个长度L。
4.8.1.2z轴方向上的尺寸（对于100和200级）：
相对于垂直的无公差通道平面（x-y），在通道一侧立柱和横梁的外部末端应落在公差Kz＝±
15mm的范围内。
相对于立柱的边缘，在托盘后部防止托盘穿过货架的机械装置（如定位杆）必须固定在公差为±
5mm的范围内（见图7）。
4.8.1.3y轴方向上的尺寸
在位于单独通道和由同一机器供应的所有通道的所有支撑梁的每一单独层面上，水平度公差在下列数值的范围内：
e＝±
5mm;
10mm。
两接近的梁面之间的距离（h）与标定的尺寸偏差不应超过±
5mm。
由实际情况确定的最低和最高梁面之间的高度（H1）可以由有±
0.5‰H1的总公差。
相对于固定面数据，最低梁面的水平度公差可以为±
如果可能的话，在储存位置的区域内后面支撑梁的顶表面不应高于（低不过4mm）最前面梁的顶表面。
可允许＋2mm的正公差。
4.8.1.4在检查装甲式货架构造的公差时，检查期间的风和温度的影响应予考虑。
诸如雪荷载、S/R机的作用力、温度影响、尤其是风压等外力导致不同的变形。
在竖井结构的情况下，z轴方向的风力会导致外层货架的严重变形。
同样地，x轴方向的风力在山墙末端能产生严重的挠度。
由风吹过来的方向和周围环境造成的单个变形的大小和方向应给予关注。
取决于环境，为了保证存储的安全运行需要强加下列限制。
这尤其适用于对在外面货架储存位置或货架顶部的结构的任何作用。
－无再分配（也就是从一个位置到另一位置移动托盘）；
－在预定的风速和方向下特殊区域的非连续储存操作（也就是外部巷道或顶部层面）；
表1：
基于工作限度（如4.8.2条中的风速）的可允许的变形。
结合图3阅读，中间高度的尺寸插值计算。
仓库高度
（米）
在z轴方向上
尺寸a的大小
（mm）
在x轴方向上尺寸b的大小
欧洲组合托盘800×
1200mm
货叉通道孔宽度为260mm的荷载组成附件
控制系统类型
A/DB/C
A/B/C/D
15
12
10
20
16
25
30
24
35
28
40
32
计算x轴方向的挠度时，需考虑纵向包层的稳定作用，但此项的型式和设计必须适合于应用。
任何情况下，此项的荷载运送能力的计算必须符合相关用于计算和假定的国家标准。
任何由地震或在货架结构顶部起重机缓冲冲击荷载造成的变形不需要考虑。
4.8.3由工作荷载造成的变形
托盘荷载放进货架孔洞造成支撑梁挠曲和货架立柱压缩，此挠曲和压缩导致货架在y轴方向上向下的移动，此压缩在整个货架结构的高度上是累积的。
支撑梁以不同方式挠曲，取决于荷载的分配和设计形式（单跨或多跨梁）。
在最恶劣的荷载状态下，连续支撑梁可预期按图3所示挠曲。
在货叉末端处的可允许的挠度在表2中列出。
然而必须不超过梁的可允许的弯曲和扭转刚度。
表2在有荷载时支撑梁的最大变形量（mm）（在货叉末端区）
100级
200级
c
d
梁的跨度
1/300·
l
最大10
最大7
1/200·
最大15
最大9
悬臂梁
在单位悬臂梁的情况下，悬臂梁末端的挠度小于相邻三个位孔的挠度（简单支撑），但比相邻两个位孔的挠度大20％（简单支撑）。
基于所有横截面上梁是相同的假设。
c:
下垂度d:
翘度l:
跨度（立柱的中心线到中心线）
当装载托盘放在相邻的孔位时，应考虑连续梁未装载跨的可能的最大向上挠度（翘度）。
在取出荷载时由于荷载的重量和货架柱住的压缩，假定上翘的作用消除。
由于外力和/或安装造成的柱倾斜可导致额外的水平变形。
在设计货架结构时应考虑这些“次级”变形。
可允许变形a和b（见图3）的应用在表1中列出（也即对不是极端的运行状态，如4.8.2条中的风速）。
这些数值在货架立柱的最定点（上部导向轨道平面）测量。
公差的确定应考虑下列因素：
基于工作极限由于外力造成的变形（4.8.2）、工作荷载造成的变形（4.8.3）和额外的变形（4.8.4）。
在一些应用中（尤其是托盘荷载超过800kg，对应较宽的套筒货叉）使用欧洲组合托盘时，需要仔细考虑通道净空x1和x2，可能需要相应的测量。
注释：
在带控制模式B和C的欧洲组合托盘800×
1200mm的竖井/装甲构造的情况下（见4.8.2节和表1的第四栏），货架结构可能需要纵向硬化的特殊措施。
在自由直立的货架结构的情形中，由于储存货物的重量造成的水平变形（在顶部）假定只在一个方向上作用（由于垂直的未对准，即垂直度）。
这种变形在装甲货架结构中将不保留，由于风荷载可能发生。
由于系统启动后造成的变形，调整S/R机的定位标识是可能的。
混凝土建造的货架结构
通常，由混凝土建造的高位仓库比由钢材建造的仓库在纵向上将更加硬。
这对由外力和工作荷载造成的变形有特殊的效果（微小的挠度和实际上无压缩）。
另一方面，制造和安装公差可能相当地高，由此在托盘孔洞的高度上可达到±
3mm的公差，取决于调整和安装的方法（如通过使用S/R机用来梁的安装）。
然而，要注意孔洞的跨度通常较大，由必须考虑到的可能更大的梁挠度造成。
所有相关联的要求的考虑是必须遵循的。
所有净空是在指无公差时的未装载的系统。
桅杆
图5货叉通道净空
通道净空是荷载处理装置和荷载组成附件之间的净空：
－x1离桅杆最远的荷载处理装置一侧；
－x2离桅杆最近的荷载处理装置一侧。
对于双桅杆S/R机,x2应用在每一侧。
－y1荷载处理装置和荷载支撑梁之间的距离；
－y2荷载处理装置和荷载组成附件之间的距离。
就所有情况而论，应考虑进入荷载组成附件的荷载处理装置的最大截面。
5.2货架箱净空
图6孔洞净空
货架箱净空是下列的最小距离：
－x3.1单位荷载和离桅杆最远的立柱之间的距离；
－x3.2单位荷载和离桅杆最近的立柱之间的距离；
－x4单位荷载之间的距离；
－y3单位荷载的顶部和货架结构和/或其它障碍物（如喷洒头）之间的距离。
货架箱净空y3包括下面的尺寸y4（下面的支撑梁的顶部到提升的荷载处理装置的下侧）加上净空y6（提升的荷载的顶部到上部支撑梁的下侧），见图6。
5.3巷道净空
图7巷道净空
巷道净空是下列的最小距离：
－z1.1单位荷载和在建筑物一侧任何障碍物（如建筑结构、落水管）之间的距离；
－z1.2单位荷载和货架结构内层货架之间的距离；
－z2.1提升车厢或在提升车厢上的单位荷载和储存荷载的标定位置或在储存荷载位置带伸出荷载的货架结构之间的距离，外层货架一侧；
－z2.1同上，内层货架一侧；
－z3.1S/R机上固定的障碍物（如提升机械或平台）和储存荷载或货架结构，外层货架一侧；
－z3.2同上，内层货架一侧。
5.4特殊的障碍物
在其它的事情中，下列特定的状态在确定净空时应予考虑。
这应在规划阶段的较早时期，特别在净空的明确提出前落实。
－灭火喷洒头和烟雾报警系统的布置；
－室内安装（管道、照明、管道系统）；
－法定的最小净空（如从喷洒喷头）；
－取决于货架结构设计的外形厚度的变化；
－突出的单个零件（螺栓头、支架、变送器等）；
－在放置储存物或在储存期间不稳定荷载的变化。
6.1对净空影响因素的汇总
（T:
公差范围，V：
变形值）
参考
影响因素/关于
条项
T1
T2
T3
T6
T7
T8
T9
V1
T12
T13
T14
T15
T16
T17
T18
T19
T20
T21
T22
T23
T24
T41
V5
V6
V7
V8
V9
V10
V12
V13
荷载和外形检查
最大宽度（测量准确度）
最大长度（测量准确度）
最大高度（测量准确度）
荷载组成附件
托盘尺寸与中心边关联
x轴方向上定位的准确度
z轴方向上定位的准确度
货叉通道孔洞的减少的高度（磨损和收缩）
荷载组成附件的下垂，梁之间测量
S/R机
x轴方向上定位准确度
y轴方向上定位准确度
货叉伸展定位准确度
货叉中心线的定位准确度
x轴方向上桅杆制造的精确度，如导向轨的同轴性和挺直度
z轴方向上桅杆制造的精确度
相对于托盘中心边货叉轴平行度
由桅杆导向轨公差引起的提升车厢的水平扭曲
与水平的数据关联的在X轴方向上货叉顶表面的倾斜
由安装公差、滚轮净空、地面和上部导向轨道公差造成的与水平的数据关联的在z轴方向上货叉顶表面的倾斜
在底部车厢上侧导向滚轮的净空
参照货架箱水平度，高度定位标识的安装精确度（见4.7.5条的注2）
货叉的垂度，无荷载（由滚轮间隙和磨损造成）
车轮和轨道的磨损
在x轴方向上由桅杆振荡造成的桅杆挠度
在顶层货架孔洞平面上x轴方向上桅杆变形（荷载传送变形）
由桅杆和提升车厢扭歪（由静态荷载动量和质量减速期间振荡造成的）造成的在z轴方向上荷载的位移
在运动期间由桅杆弯曲和扭转的振荡造成的在z轴方向上荷载的位移
在z轴方向提升车厢的扭转（荷载传送变形），在货叉末端测量
装载时货叉的挠度，排除T24（货叉的下垂）
荷载伸出时在y轴方向上货叉尖端的变形
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