潔凈堆垛機(jī)防塵設(shè)計(jì)研究

宋艷萍

摘 ?要：近幾年，隨著國(guó)內(nèi)新能源、半導(dǎo)體及芯片行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)潔凈車間市場(chǎng)異?；馃幔詣?dòng)化立體倉(cāng)庫也應(yīng)該到潔凈行業(yè)中。堆垛機(jī)做為自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)重要的搬運(yùn)設(shè)備，常應(yīng)用在各種潔凈車間。本文著重介紹了潔凈庫堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、分析了其容易產(chǎn)生粉塵的地方， 并提出了相應(yīng)的防塵措施。希望可以為潔凈堆垛機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)提供一定的參考。

關(guān)鍵字：潔凈庫 堆垛機(jī) 防塵

1概述

隨著新能源、半導(dǎo)體、芯片、微電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)潔凈車間需求越來越大，同時(shí)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化、智能化的要求也越來越高，進(jìn)而發(fā)展成潔凈立體庫[1]。潔凈庫需要無塵、無菌、恒溫和恒濕，潔凈庫按空氣中的粉塵顆粒數(shù)，分為若干等級(jí)[2]。堆垛機(jī)作為智能化立體倉(cāng)儲(chǔ)重要的起重存儲(chǔ)設(shè)備，經(jīng)常在潔凈庫中使用。目前一些高潔凈要求環(huán)境使用的堆垛機(jī)主要依靠進(jìn)口，設(shè)備采購(gòu)具有成本高、采購(gòu)周期長(zhǎng)和配合度低等特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)幾家公司也在大力開發(fā)此類型設(shè)備。堆垛機(jī)作為其中的運(yùn)動(dòng)載體，不可避免會(huì)有摩擦、振動(dòng)、沖擊等情況，這些情況通常伴有粉塵產(chǎn)生，本文針對(duì)一些潔凈環(huán)境下的堆垛機(jī)防塵設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

2潔凈車間選址布局

由于潔凈車間對(duì)環(huán)境要求非常嚴(yán)苛，不僅要保證車間內(nèi)的空氣溫度、濕度和粉塵數(shù)量，而且車間周圍環(huán)境要求也非常嚴(yán)苛[3]，即潔凈車間周圍不能有大型運(yùn)動(dòng)載體，如鐵路、機(jī)場(chǎng)和一些交通要道，更不能選擇一些有地震和火山爆發(fā)頻繁的地方。所以潔凈車間的選址非常重要，關(guān)系到后期車間能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

同樣潔凈車間的平面布局也非常重要，車間的人、機(jī)器、物料的流動(dòng)路線應(yīng)精簡(jiǎn)，即保證車間各流程通暢的情況下，各環(huán)節(jié)的流動(dòng)應(yīng)盡量精細(xì)，物料的傳遞路線越短越好，如一些輔助工序應(yīng)盡量安排在主工序附近，不要讓物料或人員來回走動(dòng)，防止交叉感染。

3潔凈庫堆垛機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

堆垛機(jī)作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，有水平、起升和伸縮方向的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的物體之間不可避免產(chǎn)生摩擦和振動(dòng)等現(xiàn)象，這就容易產(chǎn)生粉塵。而潔凈庫需要無塵，這就加大了設(shè)計(jì)難度。如圖1是潔凈庫堆垛機(jī)示意圖，與常規(guī)堆垛機(jī)有很多不同之處。下面介紹一些潔凈庫堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1）潔凈庫需要通風(fēng)、恒溫、恒濕的環(huán)境，地面一般采用高架地板和支撐梁組成[4-5]。高架地板的承載限制了整個(gè)立庫的承載，所以堆垛機(jī)需要盡量輕量化，輕量化同時(shí)起到減少磨損和節(jié)能的作用。

2）通常堆垛機(jī)的水平運(yùn)行結(jié)構(gòu)是堆垛機(jī)在天、地軌上運(yùn)行，但在潔凈庫中，如果堆垛機(jī)上方有天軌的存在，滾輪和軌道之間摩擦必然會(huì)產(chǎn)生粉塵，并且很難清理，所以對(duì)于潔凈要求等級(jí)高的立庫，堆垛機(jī)是不能設(shè)有天軌的。堆垛機(jī)在沒有天軌的情況下很難在一根軌道上平穩(wěn)運(yùn)行，所以采用兩根平行地軌代替一根地軌和一根天軌的方案，同時(shí)兩根地軌加大了堆垛機(jī)與地面的接觸面積，減少了堆垛機(jī)對(duì)地面壓強(qiáng)。地軌上行走輪和導(dǎo)輪最好采用包膠輪，需要做好防塵罩，防止揚(yáng)塵的產(chǎn)生。必要的情況下可以設(shè)有吸塵器等除塵設(shè)備。

3）堆垛機(jī)的起升運(yùn)行裝置是實(shí)現(xiàn)載貨臺(tái)沿著立柱做豎直方向的運(yùn)動(dòng)的裝置。一般由導(dǎo)輪，起升牽引裝置、起升電機(jī)等結(jié)構(gòu)組成。其容易產(chǎn)生粉塵的地方主要有立柱與導(dǎo)輪相互摩擦產(chǎn)生的粉塵和起升牽引裝置（鋼絲繩與滑輪或同步帶與同步帶輪）產(chǎn)生的摩擦粉塵。對(duì)于導(dǎo)輪與立柱產(chǎn)生的摩擦粉塵，通過載貨臺(tái)導(dǎo)輪與立柱導(dǎo)軌接觸的地方做成一個(gè)相對(duì)密閉的空間，同時(shí)配備吸塵器和防塵罩等除塵設(shè)備。起升牽引裝置設(shè)計(jì)時(shí)盡量把牽引機(jī)構(gòu)放到立柱內(nèi)側(cè)，同時(shí)摩擦部位可以設(shè)有防塵罩和吸塵器等除塵設(shè)備，立柱內(nèi)可設(shè)有通風(fēng)防塵裝置。除此以外，一些軸和軸承轉(zhuǎn)動(dòng)部位都要加上防護(hù)罩，起到防塵防護(hù)左右。

4）潔凈庫堆垛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)材料選擇很重要，選料需要具體防銹防腐等特性，目前主要選取一些不銹鋼、超硬鋁型材等材質(zhì)作為主要承載材料，同時(shí)緊固件優(yōu)先選擇不銹鋼材質(zhì)，不能選擇普通的鍍鋅或發(fā)黑等材質(zhì)。隨著潔凈行業(yè)的迅速發(fā)展，有一些特供潔凈庫使用的潔凈鋼產(chǎn)生[6]。

5）常規(guī)堆垛機(jī)的供電方式大多以滑觸線供應(yīng)為主，由于其碳刷極易磨損產(chǎn)生金屬粉塵，所以潔凈庫的供電方式不能選用滑觸線。對(duì)于一些高潔凈要求的設(shè)備，進(jìn)來比較流行的是無接觸供電方式，其利用電磁耦合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用電設(shè)備和供電裝置的無接觸連接取電[7]。目前市面上大多數(shù)無接觸供電單個(gè)取電板最大的取電量到4kw， 可以多個(gè)并聯(lián)使用，電控柜按線路總的功率數(shù)來配，單個(gè)柜子最大取電量為30kw，超出了需要另外配柜子。目前無接觸供電具有成本高、安裝要求高等缺點(diǎn)。此外，拖鏈的防塵等級(jí)也在不斷提高，市面上有很多無塵拖鏈，相對(duì)于無接觸供電來說，具有成本低，安裝簡(jiǎn)單，便于維修等特點(diǎn)，所以很多場(chǎng)合也利用拖鏈代替無接觸供電。

6）在潔凈庫中，堆垛機(jī)電氣設(shè)計(jì)選型也很重要，如電控柜，普通環(huán)境的防護(hù)等級(jí)是IP54就夠了，但在潔凈環(huán)境中需要IP65以上;電控柜的散熱不能用普通風(fēng)扇，需要用空調(diào)散熱，空調(diào)選型也有嚴(yán)苛的要求。還有一些光電的選型也有講究，防護(hù)等級(jí)需要符合環(huán)境要求。

4結(jié)語

潔凈庫堆垛機(jī)作為一個(gè)具有技術(shù)開發(fā)難度大和產(chǎn)品附加值大的產(chǎn)品，技術(shù)更新、生產(chǎn)、安裝工藝改進(jìn)等成為產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。潔凈庫堆垛機(jī)設(shè)計(jì)要注意防塵、同時(shí)生產(chǎn)、安裝過程把控也很重要。本文主要針對(duì)堆垛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，在設(shè)計(jì)中考慮到從源頭上減少粉塵和防止粉塵擴(kuò)散，達(dá)到滿足潔凈庫使用目的。

參考文獻(xiàn)：

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