电能计量中心仓储设施与设备

2.2　电能计量中心仓储设施与设备

2.2.1　电能计量中心仓储设施

电能计量中心需对电能计量器具进行校验，则需对电能计量器具进行存储，因此其主要物流设施建设是仓库的建设。仓储系统是电能计量中心物流系统中一个很重要的子系统，它是供应和需求之间的中间环节，主要包括储存、维护和管理等活动，在电能计量中心物流系统中起着缓冲、调节、集散和平衡的作用。为实现仓储的基本任务，需要根据储备货物的种类、储存货物周转量的大小、储备时间的长短及相关的自然条件等因素，合理配置仓储机械设备，为有效进行仓储作业创造条件。

仓储设施、设备主要包括仓库以及与其相关的配套设备，如货架系统、堆垛起重机、装卸堆垛机器人等。本节主要对仓库、自动化仓库、货架系统进行介绍。仓库是保管、储存物品的建筑物和场所的总称，如库房、货棚、货场等。仓库与库存是同时产生的，当生产力发展到一定阶段，有了库存的需要，就出现了相应的储存设旋。仓库的种类很多，由于各种仓库所处的地位不同，所承担的储存任务不同，储存物资的品种规格繁多、性能各异，因此，可以按其营运形态、保管形态、建筑形态、功能等将仓库分为不同类型。

1）电能计量中心表库库房设施设计

电能计量中心仓储设计是电能计量中心仓库建设的先驱，所以应根据电能计量中心的特点对仓储进行设计与规划。在电能计量中心，仓库分为生表库和熟表库。生表库为周转箱立体库，熟表库为托盘立体库。这里先对设计总则进行介绍，然后分别对生表库和熟表库的设计要点进行介绍。

（1）电能计量中心表库设计要求总则

①电能计量中心仓库的安全设施。电能计量中心仓库是电能计量中心重要的物流设施，是电能计量中心财产的重要组成部分，所以应配备有配套的安全措施。电能计量中心的安全措施包括人员安全措施、防火消防措施和防盗措施。

②货架基础要求。货架是仓库的重要构成部分，特别是对电能计量中心来讲，存放在仓库的计量器具一般是通过货架存储的，所以货架基础应根据仓库基础承载要求进行设计，货架基础不均匀沉降应小于1/1000。

③地面要求。为保证存放在仓库的电能计量器具的安全，延长仓库的使用寿命，储存区地面基础结构采用钢筋混凝土结构，承载能力由静载荷并结合当地地震设防烈度要求计算得出。货架基础的地坪不平度偏差不能超过JB/T 5323—91的要求，货架基础不均匀沉降应不超过1/1000。周转箱立体表库为钢筋混凝土结构，其地面结构及承载能力应大于1t/m²；托盘立体表库为钢筋混凝土结构，承载能力应大于4t/m²；AGV运行区域地面承载能力应大于0.8t/m²，地面许用压强大于1.2MPa；地面要求能够释放自动导引车静电，绝缘电阻小于108Ω。全长范围内地面公差最大倾斜度符合表2.1的要求：

表2.1　地面公差规范

④照明要求。为保证电能计量中心仓库足够的光线，且防止因停电事故引起不必要的损失，需要对仓库的照明做出相应的要求。在储存区应至少配备日常照明和应急照明。按照国家相关标准的要求，货架区照明要求应大于100LUX；出入库作业区照明要求应大于200LUX；货物暂存区照明要求应大于100LUX；办公区、机房照明要求应大于200LUX。

⑤配电要求。采用工业380V＋10%电源供电，装机容量为100kVA；设备接地电阻小于3Ω，计算机地线接地电阻小于1Ω；动力电源要求：380VAC±10%，50Hz±1Hz，三相五线制。

⑥机房要求。在出入库区设中控室，在入库口处设终端室；环境温度应为24℃±4℃，湿度应为20%～80%。

（2）电能计量中心表库布局

电能计量中心表库需在预定的区域内合理地布置好各功能块相对位置是非常重要的，其目的是：有效地利用空间、设备、人员和能源；最大限度地减少物料搬运；简化作业流程；缩短生产周期；力求投资最低；为职工提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境。根据电能计量中心建设仓库的目的，仓库建设时应该考虑以下因素：

①地址形状。根据地址的形状来决定库区布局，通过考虑建筑利用率、容积率等因素，决定布置仓库面积，选择最佳的建筑方位和进出口。此项工作大多由建筑设计院来完成。

②决定动线规划。仓库动线基本上分为I形、L形、U形。在电能计量中心，动线最好为双向进出，进出通道分离设置，保证车辆不交叉对流行驶。

③决定表库库房形式、高度及跨距。电能计量中心表库是否为多层楼库，由地价成本来决定。如平面仓储年平均收入低于土地租金3倍以上，应考虑多层仓库。国内的地租成本、人力资源成本低决定了除有特殊原因时不需要考虑立体仓库。仓库以矩形为佳，仓库宽度应包括2～4m宽主通道，仓库的长度可以是仓库宽度的3倍以上，仓库内应无立柱和横梁，宽敞高窗。在柱子的跨距方面，跨距越大成本越高，故应取得平衡点，根据料架的规划尺寸及恰当的通道尺寸为规划参考尺寸。

因为电能计量器具是对温度要求较高的产品，其仓库的墙和屋顶应是厚的混凝土砖墙、厚的泡沫塑料夹心彩钢板或其他保温性良好、非易燃的材料，门窗保温、密封性良好适合。

④决定搬运方式及设备。电能计量中心的搬运方式也有许多种类：人工、手动搬运设备、叉车、堆垛机，采用哪种设施会直接影响到地面、高度和月台的设计，所以在规划仓库前必须决定搬运方式。

（3）生表库设计

电能计量中心的生表库主要用来盛放未被校验过的电能表。与生表库配套的电能计量器具的集装设备是塑料周转箱。周转箱立体表库设计符合JB/T9018—1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范。

①仓库容量设计。生表库的仓库容量应根据各个地区的需求量、交通条件、校验能力等因素确定。仓库容量过大将造成不必要的浪费，容量过小将无法正常满足客户对电能计量器具的要求，所以需要合理设计仓容。

②立柱孔距。生表库的立柱孔距应为50mm，连接横梁可以在货架全高范围内做间隔为50mm的调整。

③环境。为保证电能计量器具的精密性，所以生表库需要对温度、湿度、空气洁净度作出要求。生表库温度应为18～22℃；湿度一般为45%～75%；空气含尘量不大于3mg/m³，防静电。

④材料。电能计量中心仓库一般采用钢结构系统，以保证优质的生产加工精度和良好的防锈和防腐功能。

⑤货架。其货架结构设计、材料及载荷符合JB/T 9018—1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范；货架表面处理采用环氧树脂粉末静电喷涂工艺。

（4）熟表库设计

熟表库在电能计量中心是指盛放已经校验过的电能计量器具的仓库。熟表库盛放数量较大，所以一般采用立体库设计，其设计符合JB/T9018—1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范。

①仓库容量设计。与生表库仓库容量设计类似，熟表库仓库容量也应该根据各个地区的需求量、交通条件等因素确定。

②立柱孔距。熟表库立柱孔距应为75mm，连接横梁可以在货架全高范围内做间隔为75mm的调整。

③环境（温度、湿度、照明）。熟表库是盛放经校验过的可直接被用户使用的计量器具。熟表库环境的好坏直接影响到计量器具的准确度，关系到公司电力用户和国家电网的利益，所以熟表库对环境的要求较高。熟表库温度应为0～40℃；空气湿度应为45%～85%；空气含尘量不大于3mg/m³。

④材料。熟表库的立体库采用钢结构系统，以保证优质的生产加工精度和良好的防锈和防腐功能。

⑤货架。应采用组合横梁货架，保证足够的强度和稳定性；钢结构货架的表面处理后再进行静电粉末喷塑。

（5）立体仓库

自动化立体仓库是近年来国际上迅速发展起来的一种新型仓储设施。利用高层货架储存成件货物，实现仓储管理机械化、自动化，被认为是物流技术领域中一项革命。自动化立体仓库一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。电能计量中心是电网企业的一个重要职能部门，为提高服务水平、满足客户的需求，电能计量中心一直都走在物流的前列，国内很多电能计量中心都已采用立体仓库对电能计量中心的计量器具进行了仓储管理。

在设计自动化仓库之前必须进行调查研究，最主要的是确定所存货物的托盘数量，在此基础上增加20%的发展空间。电能计量中心立体仓库货架设计安装应符合以下要求：

①托盘立体仓库货架采用独立的钢结构系统，应保证足够的强度和稳定性，货架至少按防7级地震设计。

②货架立柱材料应采用优质冷轧钢材，以保证优质的生产加工精度和良好的防锈防腐功能。

③货架应能承受由货物质量分布不均所造成的变形。

④货架端部应加强，以承受由堆垛机入库出库动作引起的横向冲力。

⑤货架的设计和安装应考虑足够的安全系数。

⑥货架顶部和背部应配置拉杆。

在电能计量中心，自动化仓库的设计步骤可以参考图

2.1。

①货架的工艺布局应考虑出入库便利、能获得最大的面积和容积利用率、节省人力、出入库机械行程等因素，从而确定巷道数、货架系统排数、列数、层数。

②立体仓库的存货方式采用多个货格组成的高层货架。设计的储存货物必须单元化。每个单元的尺寸是根据储存货物类别特点确定的。

图2.1　自动化仓库设计步骤

③确定货物单元质量（包括托盘质量）。

④确定立体货架格数。根据仓库容量和货物单元质量即可计算出货架应有的货格总数。

⑤立体货架高度是立体仓库设计者最为关注的一个参数，它将影响仓库的占地面积、起重机械的装卸效率及其他技术经济指标。影响货架高度选择的因素是物流量和货物周转率，以及订货发送时的配套方式。

⑥货架长度。为保持堆垛机的均衡性，使堆垛机的托架垂直和水平移动平稳，推荐采用货架高度和长度比值为1/6～1/4，最佳长度为80～120m。

⑦自动控制。常见的基本功能和管理功能主要包括：货物的识别和跟踪，入出库操作，库存管理，入出库算法，堆垛机等搬运设备控制，入出库信息与数据记录，环境及安全自动报警等。

⑧设备安装。搬运设备和控制设备应严格按照技术标准和相应的工艺规程进行安装，以保证设备的性能。安装好后，调试空运行6h，无任何故障为合格。

2）电能计量中心表库配套设施建设

电能计量中心表库的建设是一个庞大的工程，在确定货架种类及尺寸，搬运设备，厂房形式、高度及跨距等全部决定之后，接下来则是电能计量中心表库配套设施的规划：

（1）卡车通道

电能计量中心内部的卡车车道，单线车道宽度为3.5m，双线车道宽度为7.0m，车道的地板荷重必须是能承担10t/每轴的地面。

（2）卡车回转区

电能计量中心的卡车回转区可以使大卡车容易地停靠月台，卡车回转区的长度是根据卡车的长度不同而设置，原则上是卡车全长的两倍；例如2t车为11m，4t车为13m，11t车为20m。

（3）月台高度、宽度

月台是进出货必经之路，其高度是配合电能计量中心选择运输车辆的高度，也可通过导入油压升降平台来辅助装卸。月台设计时应考虑防撞的装置，避免月台遭卡车撞坏。考虑到拣货和叉车回转，月台宽度一般为3m左右。

（4）遮阳（雨）棚高度及长度

电能计量器具对湿度及太阳直射比较敏感，因此进出货的地方必须有足够遮阳（雨）棚的设备。遮阳（雨）棚与月台的高度至少需要3m以上，与地面的高度至少需要4.5m以上，遮阳（雨）棚的长度至少需要5m以上；最好是往内部倾斜，避免雨水滴落到车厢后被风吹进月台。

（5）屋顶、屋高及梁高

仓库的厂房屋顶根据厂房的不同，屋顶的设计也完全不同。常见的库顶建造材料有彩色钢板、库体板、石棉瓦等几种，以彩色钢板为普遍。由于建造方式的不同，屋顶的样式各异，有平屋顶、单面斜度及两面斜度等几种。屋顶斜度会影响屋高及梁高。

（6）墙壁及门窗

表库的墙壁种类有：彩色钢板、彩色钢板加隔热层、库体板、砖墙等几种。彩色钢板的价格便宜，隔热防尘效果不佳；库体板及砖墙的价格高，隔热防尘效果好。

库门包括手动卷门、电动卷门及手动快速门等。手动卷门价格便宜但费力，电动卷门较贵但省力。窗户应尽量规划在较高的地方，开窗的主要目的是采光及紧急时逃生。

（7）消防

仓库须设置足够的消防设备，种类有：烟感报警器、消防栓、灭火器、自动洒水系统、自动二氧化碳灭火系统等几种。消防栓及灭火器的价格便宜但须由人操作，自动洒水系统及自动二氧化碳灭火系统的价格贵，但效果佳。

仓库内紧急出口需配有紧急照明设施，并配有备用的不间断电源，该不间断电源至少可提供30分钟的照明负载工作时间。

（8）表库的换气

仓库换气方法有很多种，包括天窗自然换气、强制性通风器（自动）、空调系统等几种。在利用自然通风的时候，要充分考虑天气、季节来决定通风的起止时间。

（9）采光及照明

采光及照明对于仓库的作业非常重要，光线不足易造成检货错误。自然采光方法包括屋顶采光板和门窗采光两种。在规划照明使用人工光源时，必须把采光区规划在走道的上方。

除了仓库的主题设施外，其他设施对于仓库也很重要。

①停车：停车区域分为叉车停放区与其他车辆停放区。在条件允许的情况下，叉车应配备固定的停车房（便于叉车的保养与维护）安置于库房的外围。

②办公室（应为无烟区）：办公室应建于仓库存货区旁边（必须与存货区域隔离）或库区二楼以上，办公区应配备必要的安全硬件设施。

③表库的名称标识及库区示意图：公司的标志及示意图应安装于办公室、存货区入口处。标志要统一、美观醒目，制作材料尽量使用防水材料。

2.2.2　装卸平台

装卸平台是物料在设施流通程序的起点和终点，将物料在室内的流通与对外运输结合在一起，所以必须与整个设施系统的效率相匹配，才能保持整个物流配送中心具有较高的生产力。同时，装卸平台也是存在许多危险源的地方，故装卸平台的安全设计必须给予高度的重视，以保障作业人员的作业安全。

1）位置选择

在电能计量中心，为减少电能计量器具搬运成本及搬运时间，装卸平台的位置选择应考虑尽量缩短搬运工具（车辆）在电能计量中心的行驶距离，同时应充分考虑电能计量中心生产流程及操作的需要，根据电能计量中心年吞吐能力的规划，来规划和设计相应的装卸平台的数量和类型。

装卸平台布置有两种模式：合并式（装货与卸货在同一平台）、分离式（装货与卸货在不同平台）。合并式平台常用于物流量不大的电能计量中心，但因这种平台需同时完成两种功能，所以不可避免地增加了搬运工具（车辆）在库房内行驶的距离。在分离式模式中，计量器具从库房的一端进入作业区域，而从另一端的分离式平台离去，这样可最大限度地缩短物料在库房内流动的距离。

2）装卸平台与建筑物关系的确定

根据建筑物与货车的位置关系，平台与建筑物最常见的关系有穿墙式和开放式两种类型。

（1）穿墙式

这种关系的特征是：装卸平台设计在库房建筑物内，而货车装卸货时停靠在库房建筑物外。与合适的门封或门罩配合使用，这种设计可完全不受天气影响，保安工作也很容易实施。设计穿墙式平台时需要将库房建筑物的墙壁从平台边缘缩进一段距离，其作用是：防止货车撞到墙壁；便于安装门封；减少人员受伤的危险。

货车尾端与墙壁之间至少要留有20cm的空隙（在平台平面以上2m处测量），货车尾端顶部与墙壁之间至少要有15cm的空间距离。

（2）开放式

这种关系的特征是：装卸货物平台和货车都处于建筑物外。开放式平台因受天气因素影响大，故多用在温和气候地区的普通货物库房，通常在平台上方加雨篷罩棚或在平台周围加垂帘，以作保护。在设计开放式平台时，要注意在建筑物墙壁与高度调节板之间留有足够空间深度（至少4.5m）以供叉车转弯调动用（需考虑双向叉车行走情况）。同时，有必要在平台边缘设置水泥柱、安全链或其他类似障碍物以减少叉车掉下平台的危险。

3）装卸平台高度的确定

装卸平台的高度是平台设计中的最重要的要素，必须与使用装卸平台的货车相匹配。在确定这一高度时，应尽量使装卸平台与货车车厢底板之间高度差缩至最小。使用平台高度调节板虽可解决高度差问题，但勿使形成的坡度过大，以免调节板擦碰到叉车底盘；同时，如坡度增大，会影响装卸效率，对调节板和叉车的结构和保养要求也相应会增高，更容易造成意外危险。在确定装卸平台高度时，首先应确定使用该平台的货车底板高度的范围，以这个范围的中间高度作为装卸平台高度的参考值。通常，货车所需平台高度为120～140cm。

另外应注意：在卸货过程中，货车底板会升高；在装货的过程中，货车底板会降低。如装卸平台前的装卸区有下挖的坡度，则需适当降低平台高度。这一坡度会使货车底板高度降低最高达25cm。开放式平台通常在货车停靠平台后才打开货车厢门，这就要求平台高度要低到可使车厢门打开而不会碰到平台的程度，通常这一高度是130cm。装卸区地面如有坡度，平台高度还应再低一些，因为车厢门尾端在打开时会向下倾斜。通常坡度每增加一个百分点，平台高度需相应再降低1cm。

2.2.3　货架

1）货架选择

储存设备的选用要从经济及效率的观点，综合考虑各项因素，以决定最适用的设备形式。选择货架要考虑的因素包括物品特性、存取性、出入库量、搬运设备、厂房架构等，最主要的就是依据储存区的功能进行适当选择。在电能计量中心，托盘立体仓库宜选用横梁式货架，周转箱立体仓库宜选用牛腿式货架。一级库宜选择自动化立体仓库，分表库应根据场地情况、库存容量要求和自动化水平要求等设计配置，2～3.5m空高可选择普通货架、回转库、密集货架等，3.5m以上空高可选择自动化立体仓库。

2）货架设计

货架是存放货物的地方，是立体仓库的重要组成部分。因此，如何科学合理地设计货架，直接体现了整个仓库的先进程度。

（1）货架设计应遵循的原则

①遵守已有货架设计方面的标准及规范。遵守相关的标准、规范可以使货架的相关参数与整个大物流系统相关要素以及其他类似货架的相关参数保持完整的系统性和最佳关系，是对货架标准化建设的完善和补充，也为实施电能表全国物流网络无缝对接奠定基础。

②便于自动化操作。货架是自动化立体仓库的重要组成部分，其操作是全自动化的。因此，在对货架进行标准化建设时，必须充分考虑到自动化操作的方便性和安全性。

③与托盘、周转箱的尺寸相匹配。由于货架主要用于对托盘和周转箱进行自动化仓储管理，因此，在对其货位、货格等相关尺寸参数进行确定时，必须充分考虑到托盘与周转箱的尺寸，使之与托盘和周转箱的尺寸相匹配。这是实施货架标准化的重要原则。

④提高空间利用率。现代物流管理的最终目的是要实现物流作业的成本最小化，节约企业物流作业成本，提高物流作业效率。因此，在对货架进行标准化建设时也应以节约物流作业成本为目的，而提高货架的空间利用率就是降低货架物流作业成本的关键。所以，在对货架实施标准化建设时，要以提高空间利用率为根本原则。

⑤减少堆垛机移动距离。近年来，随着我国经济的快速稳定发展，国内各行各业对电力资源及各类电能计量器具的需求逐年增加，作为专门负责电能电能表采购、校检、配送的电能计量中心面临着新的压力。以重庆市电能计量中心为例，据统计，2009年重庆市电能计量中心需要仓储检验的电能表大概有100万只，而且每年呈逐渐上涨的趋势。而计量中心电能表在计量中心仓库中的存取都是由堆垛机来完成的，因此就要求堆垛机必须提高工作效率，减少堆垛机移动距离就可以有效提高堆垛机的存取效率。巨大的工作量也会加快堆垛机的耗损，减小移动距离可以有效降低堆垛机的耗损率，延长其使用寿命，同时也有利于计量中心工作电能表检验等工作的正常进行。

（2）电能计量中心货架基本要求的确定

①货架类型的确定。货架分为整体式货架和分离式货架。自动化立体仓库的货架类型选择主要取决于各种荷载的计算与仓库的外形尺寸。由于电能计量器具容易被损坏，故货架必须有良好的防震、防尘等功能。另外，由于组装式货架在安装施工中具有较大的不确定性，而整体式货架在安装施工中的不确定性较小，且其加工和安装精度要比分离式货架高。因此，货架选用整体式货架。

②货架尺寸的确定。货架尺寸包括货架的总长度、宽度和高度，货格数量、单元货格的长、宽、高等。由于货架的总长度、宽度和高度是由单元货格的长、宽、高以及仓库的容量等决定，它会随仓库容量的变化而变化。因此，各电能计量中心仓库货架的总货格数量以及货架的总长、宽、高等是不同的。

③单元货格尺寸的确定。在立体仓库设计中，恰当地确定单元货格的尺寸是一项很重要的设计内容，它直接关系到仓库面积和空间的利用率，也关系到设备能否顺利完成存取作业。

当单元货物的尺寸确定后，货格尺寸的大小主要取决于各个间隙尺寸的大小，下面介绍各间隙尺寸的选取原则。

a.长度方向净空间。影响长度方向净空间的主要因素有：货物原始位置的停放精度，堆垛机的停放精度以及堆垛机和货架的安装精度等。精度越高，取值越小。长度方向净空间一般取50～100mm。

b.高度方向净空间。在确定高度方向净空间时，应保证货叉叉取货物过程中起升时不与货格上部构件发生挤压。一般说来，高度方向净空间不小于货叉起升行程与各种误差之和。影响高度方向净空间的各种误差包括：堆垛机起升机的停准误差、垂直位置检测片安装误差、货叉微升和微降行程的误差、货物高度误差、货叉伸出时的挠性误差及货架托梁（或横梁）的高度误差。

c.宽度方向净空间。宽度方向净空间的选择应根据实际情况确定，对于牛腿式货架，应使其尽量小；对于横梁式货架，则应使货物不因各种误差而掉下横梁。后面的间隙应以货叉作业时不与后面拉杆发生干涉为前提。

（3）托盘立体库和周转箱立体库单元货格尺寸的确定

①托盘立体表库货架单元货格尺寸的确定

托盘立体表库货架主要由货架片、横梁、垂直拉杆、水平拉杆、吊梁等组成，该货架由有轨巷道堆垛机自动存取托盘。由于托盘有两向叉孔或者四向叉孔，因此托盘立体表库货架采用组合横梁货架，即各层托盘由横梁支撑，横梁采用不等边角钢。由于入库托盘上平放的是装有电能表的周转箱，考虑到安全性，只能在单元货格的垂直方向存放一个托盘，而水平方向可以放置一个或多个托盘，如图2.2所示。

图2.2　横梁式货格载货长宽平面示意图

设托盘尺寸（长×宽×高）为x×y×z，周转箱的高度为c，单位托盘上垂直放置n个周转箱，单元货格在水平方向放m个托盘。这里为了在合理的情况下简化计算，设货格在高度方向的净空间为e₁，单位托盘间以及托盘在长度左右方向的净空间均为e₂，宽度前后方向净空间为e₃。

单元货格高度h：h＝z＋c×n＋e1　　　　　　　　 （2.1）

单元货格长度l：l＝m×x＋（m＋1）×e2　　　　　（2.2）

单元货格宽度w：w＝y＋2×e3　　　　　　　　　　（2.3）

以重庆市电能计量中心所用尺寸为例计算单元货格的尺寸，其托盘尺寸及与其配套的周转箱尺寸如表2.2所示。

表2.2　托盘尺寸标准中的各项参数

根据托盘标准的相关规定，托盘叉孔高度的范围为89mm＜H₁＜100mm，而底铺板构件的厚度不超过28mm。因此，托盘高度为89mm＜z＜128mm。由于托盘上放置的周转箱的高度都为120mm，所以托盘与其上面放置的周转箱的总高度为209mm＜z＋c＜248mm。

根据钢结构横梁的承载质量，为了保证仓储的安全，推荐单元货格水平方向放置1～2个托盘（即m＝1，2）。而结合重庆市电能计量中心的试验结果，考虑到电能表的安全和人力搬运的高度，将单位托盘垂直方向堆垛的周转箱个数定为1。

为了保证堆垛机在对周转箱进行存取时的安全性，根据JB5319.2—1991枟有轨巷道堆垛起重机安全规范枠和JB/T2609—1999枟巷道堆垛起重机型式与基本参数枠的规定，考虑钢结构横梁的承载质量，将货架单元货格在高度方向的净空间定为127mm，长度方向左右净空间分别定为50mm，宽度方向前后净空间分别定为5mm。

由于所有货格的高度都是一样的，所以，选择托盘与周转箱总高度的最大值来确定单元货格的高度。根据式（2.1）、式（2.2）和式（2.3）得：当单元货格放一个1200mm×1000mm托盘时，货架单元货格尺寸为1300mm×1010mm×375mm；当单元货格放两个1200mm×1000mm托盘时，货架单元货格尺寸为2550mm×1010mm×375mm。

②周转箱立体表库货架单元货格尺寸的确定

周转箱立体表库货架主要由货架片、承载臂、背部拉杆、水平及水平斜拉杆、吊梁等组成。由于周转箱没有叉孔，因此周转箱立体表库货架应该采用组合牛腿式货架，即各层货物由承载臂支撑。该承载臂采用钢板煨制成，如图2.3所示。由于该货架储存货物是由有轨巷道堆垛机进行自动存取，考虑到堆垛机的工作原理和方便、安全性，单元货格的水平方向应存储1个周转箱，而垂直方向可根据货架的承载质量、人工搬运的质量、每次需要检定的数量和AGV的承载等放置一个或者几个周转箱。

设周转箱外尺寸（长×宽×高）为a×b×c，每个货格在垂直方向放n个周转箱。这里同样为在合理的情况下简化计算，设货格在高度方向的净空间为d₁，长度前后方向的净空间为d₂，宽度左右方向的前后方净空间为d₃。

单元货格高度H：H＝c×n＋d1　　　　　（2.4）

单元货格长度L：L＝a＋2×d2　　　　　（2.5）

单元货格宽度W：W＝b＋2×d3　　　　　（2.6）

另外，由于周转箱立体表库各层货物由承载臂支撑，需要计算出承载臂的宽度，以保证周转箱存储安全。

图2.3　牛腿式货格载货宽高平面示意图

设承载臂的宽度为d₄，同时设周转箱立体表库中的堆垛机货叉宽度为d₅（根据重庆电能计量中心的使用情况，将堆垛机货叉的宽度定为300mm），承载臂的宽度要大于左右方向净空间，左右方向两个承载臂之间的间隙要大于堆垛机运行货叉宽度，且小于周转箱的宽度，即

推导得：

以重庆市电能计量中心所用周转箱为例计算单元货格的尺寸，其周转箱的尺寸如表2.3所示。

表2.3　周转箱尺寸标准中的各项参数

在使用智能电能表后，推荐使用的智能电表检定台可以一次检定单相表48只或40只，三相表16只或20只。为了提高AGV的使用效率，减少AGV输送次数，同时也满足AGV的承载质量要求，单元货格存放的周转箱数量应尽量满足单位检定数量的约数。

当使用CS12周转箱时，由于每箱可以装12个单相表和4个三相表，建议使用单位检定量为48只单相表的检定台和单位检定量为16只的三相表检定台。此时，可以考虑用AGV每次输送4只周转箱，刚好满足一个检定台的检定数量，且也是在AGV的承载质量限值内。此时可以考虑每个货格垂直存放1个、2个或者4个周转箱。但如果单元货格存放1个周转箱，会增加有轨巷道式堆垛机的操作次数、增大运作成本。而如果单元货格存放4个周转箱，会增大钢结构材料的承载质量，使得安全度降低。因此，推荐采用单元货格垂直存放2个周转箱的方式。

由于周转箱立体仓库货架的运作原理与托盘立体仓库货架的运作原理相同，都是使用有轨巷道式堆垛机对周转箱/托盘进行存取。因此，其要求的净空间与托盘立体仓库货架要求的净空间一样：在高度方向的净空间定为110mm（考虑到货架的垂直方向上固定螺丝之间的距离为75mm，因此单元货格的高度应该是75mm的倍数），长度方向前后净空间分别定为5mm，宽度方向左右净空间分别定为50mm。

根据式（2.4）、式（2.5）和式（2.6），周转箱的货架单元货格尺寸为730mm×550mm×350mm。

根据式（2.10）：

50mm＜d₄＜117.5mm

得出周转箱的货架单元货格承载臂的宽度应大于50mm，小于117.5mm。

2.2.4　巷道式堆垛机

巷道式堆垛机是随着立体仓库的出现而发展起来的专业设备，是立体仓库重要的起重搬运设备和运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者取出货格内的货物运送到巷道口，完成出库作业。这种作业工艺对巷道式堆垛机在结构和性能方面提出了一系列严格的要求。

巷道式堆垛机在立体仓库的高层货架的狭窄巷道内作业，可大大提高仓库的面积和空间利用率，还可和条码识别、无线传输、自动识别等装置和各类货架及输送机等配套构成各类自动化仓库，满足多种物料的仓储作业。在电能计量中心，堆垛机根据立体仓库的不同可以分为托盘巷道堆垛机和周转箱巷道堆垛机。

1）托盘巷道堆垛机

（1）设计要求

结构形式：双立柱/单立柱有轨巷道堆垛机。

材质：采用钢材或铝合金立柱。

地轨：采用钢材或铝合金轨道。

单元尺寸：长宽按托盘尺寸设计，高度按满足堆垛高度设计。单台堆垛机最小作业频率：按满足生产节拍要求设计。

安全保护：具有限速防坠装置，超宽、超高等检测装置及多重连锁安全保护措施，确保堆垛机安全可靠；控制柜内应设置烟感和过温检测装置，在检测到异常时自动断电。

（2）技术参数

额定承重量：按满足生产要求设计；

负荷垂直起重速度：按实际需求设计；

水平运行速度：按实际需求设计；

货叉伸缩速度：按实际需求设计；

电力供应方式：排式滑触线；

通信方式：红外通信或光通信；

操作方式：应急、手动、半自动、自动；

操作方式权限：口令限制；

货叉形式：双指叉；

认址方式：绝对认址；

三个方向的驱动形式：变频电机/伺服电机；

防坠系统：机械防坠；定位精度：±5mm。

2）周转箱巷道堆垛机

（1）设计要求

结构形式：双立柱＼单立柱、双货叉＼单货叉有轨巷道堆垛机；材质：采用钢材或铝合金立柱；

地轨：采用钢材或铝合金轨道；

单元尺寸：按周转箱尺寸设计，高度按需求设计；

单台堆垛机最小作业频率：按满足生产要求设计；

安全保护：具有限速防坠装置，超宽、超高等检测装置及多重连锁安全保护措施，确保堆垛机安全可靠。

（2）技术参数

额定承重量：按满足生产要求设计；

负荷垂直起重速度：按实际需求设计；

水平运行速度：按实际需求设计；

货叉伸缩速度：按实际需求设计；

货叉形式：双板叉或单板叉；

电力供应方式：按满足生产要求设计；

通信方式：按满足生产要求设计；

操作方式：应急、手动、半自动、自动；

操作方式：权限口令限制；

认址方式：绝对认址；

驱动方式：变频电机/伺服驱动；

定位精度：±3mm。

3）堆垛机的主要安全保护措施

①超速保护装置：载货台超过设定下降速度，夹紧装置即能可靠地将载货台和货物锁住在立柱上，以确保人员、设备及货物的安全。

②过载保护装置：当载重量大于1.25倍额定载荷时，能自动切断电源，以保证设备的安全。

③冲顶开关：当载货台上升超过上限位时，即触发冲顶开关切断总电源。

④货叉伸缩力矩限制保护装置：如发生载货台末停准货位，货叉伸出时碰到货架时即自动打滑，避免设备损坏。

⑤急停按钮：堆垛机电控箱上设有急停按钮，在紧急情况下能切断堆垛机总电源。

⑥声光报警装置：在超载、误操作等情况下时发出声光信号，提醒人们注意。