盧宗慧，饒金海，徐星蕾，盧泓翰

LU Zong-hui,RAO Jin-hai,XU Xing-lei,LU Hong-han

（北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120）

0 引言

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，物流配送中心和自動化立體倉庫的需求量越來越大，而巷道堆垛機是自動化立體倉庫的核心設(shè)備。作為一種起重機械，它在又高又窄的巷道內(nèi)高速運行，為避免對人身及設(shè)備造成威脅，堆垛機必須具備一套完善的硬件及軟件安全保護措施。

1 堆垛機的機械保護

1.1 堆垛機做的是三維運動

水平方向由行走機構(gòu)帶動整臺設(shè)備沿著軌道方向運動，因此在軌道終端設(shè)置了水平機械限位裝置，這種裝置一般在金屬結(jié)構(gòu)的上下橫梁兩端安裝橡膠緩沖器或液壓緩沖器，在軌道終端裝有機械死擋，一旦堆垛機失控，能起到緩沖作用，避免堆垛機沖出軌道造成人身及財產(chǎn)損失。

在垂直方向主要是載貨臺做上下運動，因此在立柱上下兩端也裝有橡膠緩沖器，以免載貨臺超出它的上下限，造成設(shè)備損傷。

另外，載貨臺帶著貨叉機構(gòu)在垂直方向做水平的伸縮運動，除了為貨叉設(shè)置機械限位以外，為了防止貨叉伸縮時卡住或遇障礙物損壞電機，還在貨叉的傳動裝置上設(shè)置了力矩限制器，當貨叉超載時，傳動軸打滑，電機空轉(zhuǎn)，從而保護了貨叉電機。

1.2 松繩過載保護

當起升鋼絲繩由于某種原因使其張力超過有貨滿載荷值的25%以上或小于無貨空載荷的75%以下時，過載與松繩保護裝置（超載限制器）將動作發(fā)出信號，及時斷電停車。鋼絲繩的松繩過載保護裝置采用彈簧滑塊式機構(gòu)，其工作原理是：由于鋼絲繩張力的變化引起彈簧伸縮帶動滑塊位移并碰撞行程開關(guān)以控制電動機斷電，從而起到保護作用。

1.3 限速器和安全鉗

為防止由于鏈條或鋼絲繩全部折斷，或由于載貨臺超載嚴重而發(fā)生的載貨臺墜落事故，需要在堆垛機設(shè)計時考慮限速器和安全鉗裝置。

限速器是速度反應(yīng)和操作安全鉗的裝置，當載貨臺運行速度超過限定值時，限速器產(chǎn)生機械動作，由于限制器的作用，使裝在載貨臺吊架上的安全鉗的楔塊制動機構(gòu)在杠桿和彈簧等的作用下鉗住前后升降導軌，制止載貨臺下落并將其支持在升降軌道上，以保證現(xiàn)場人員與貨物的安全，如圖1所示：限速器安裝在堆垛機上方，限速器繩由安裝于下橫梁上的張緊裝置予以張緊，限速器動作時通過提拉連桿機構(gòu)將活動鉗塊上提，與導軌接觸并沿斜面滑槽上滑，導軌被夾在活動鉗塊與靜鉗塊之間，形成自鎖，從而防止載貨臺向下墜落。限速器繩應(yīng)選柔性良好的鋼絲繩，直徑不小于6mm,安全系數(shù)不小于8。

圖1 限速器和安全鉗裝置示意圖

安全鉗裝置安裝在載貨臺的垂直吊架上，由鉗座、碟形彈簧、靜鉗塊、彈簧活動鉗塊、滑槽等組成，其最大的夾緊力由碟形彈簧決定，彈簧用于安全鉗釋放時鉗塊復位。

2 堆垛機的電氣保護

2.1 水平運行強制換速及限位保護

水平運行強制換速開關(guān)一般裝于金屬結(jié)構(gòu)下橫梁上，裝于地面的檢測片設(shè)于運行行程兩個終端限位之前，當自動或手動失誤，堆垛機仍在高速運行時，通過此開關(guān)強制換成低速，防止慣性太大和沖擊震動。

水平限位開關(guān)一般裝在下橫梁一側(cè)，一般采用行程開關(guān)，撞尺設(shè)于兩運行終端，當堆垛機進入緊急停止狀態(tài)時，迅速切斷電源，使機械停止運轉(zhuǎn)并發(fā)出水平緊急停止報警信號。

2.2 起升下降運行保護

在金屬結(jié)構(gòu)立柱的上下終端處，裝有撞尺，在載貨臺上設(shè)有行程開關(guān)，阻止載貨臺升降超過上下極限位置，一旦出現(xiàn)緊急停止狀態(tài)時，切斷電源并發(fā)出升降緊急停止報警信號。

同樣的，在載貨臺上裝有強制換速開關(guān)，以用來強制減速載貨臺上升或下降時的速度。

2.3 貨叉伸縮電氣保護

一般在貨叉上設(shè)置左右驅(qū)動開關(guān)來控制貨叉的伸縮方向，同時還設(shè)有上叉保護，在確認上叉已經(jīng)收回的情況下，堆垛機才會運行，避免貨叉沒有收回碰到貨架或貨物。

3 結(jié)束語

自動機械的安全極為重要，除了以上提到的安全措施以外，為了確保驅(qū)動機構(gòu)的安全和正常工作，運行、升降及貨叉機構(gòu)的正反轉(zhuǎn)及高低速運行必須采用聯(lián)鎖控制，另外電機的過熱保護也是必須考慮的。