如何選擇(zé)叉車
随着社會化生産的發展(zhǎn)與進(jìn)步,勞動力(lì)與機械的專業分工也越來越細,各種專業設備的配套與銜接,使得整個物流系統運(yùn)作井然有(yǒu)序,效率(lǜ)得到成(chéng)倍(bèi)提高。
在傳統的儲存體系中,由于沒有更多的選擇,所有的運搬、堆碼、裝卸(xiè)可能(néng)完全靠一種叉車來解(jiě)決,表現在倉庫上,即顯示出面積大、空間利用率低、人多、貨(huò)物散亂堆(duī)放、出貨(huò)慢(màn)、高峰期車輛排隊等缺點(diǎn)。而現今,一整套入庫、上架(jià)、揀貨(huò)、配貨到出庫的過程已可分别(bié)由(yóu)平衡重叉車、各種室内運搬機械(xiè)或自動化(huà)無人運搬設備及輸送帶、自動分揀設備等(děng)許多種專業的設(shè)備分段處理,各種設備之間又可通過電子表單或無線傳輸(shū)來(lái)完成指令與銜接。一個同辦(bàn)公室一樣明亮(liàng)、潔淨、快速有效、整齊有序的倉(cāng)庫環境已随時可以實(shí)現(xiàn)。
自托盤的發明使用,集裝運搬開始,叉車(包括室内、室外叉車)即作爲物料運搬的(de)主要工具,在未來的很長一段時期内,不斷實現功能創新、自動化程度越來越高的叉車亦将仍然在運搬領域(yù)占據主導地位。以下我們将來讨論如何根據環境來選擇适當的叉(chā)車(chē)及在叉車選擇中需考慮的一些影響因素。
首先,我們來看一下叉車的(de)分類。
按照叉車的使用環境,通常可将其分爲(wèi)室内用(yòng)與室外(wài)用兩類,室外用的叉(chā)車通常(cháng)爲大噸位柴油、汽(qì)油或液化氣叉車(chē),如用于碼頭或者集裝箱轉運站(zhàn)的集裝(zhuāng)箱叉車、吊車。室内叉車則基本爲電瓶(píng)車。現在世界主要的叉車生産商,均可提供數百種規格的産品,我們通常将這些不同的規格分成(chéng)幾個系列。以目前總銷(xiāo)量世界排名前四,室内設備排(pái)名第一的德國永恒(héng)力(JUNGHEINRICH)公司爲例,其(qí)主要産品大緻可分成8個系列:
手動液壓(yā)托盤車(Hand Pallet Trucks)
電動托(tuō)盤車(Power Pallet Trucks)
又可分爲(wèi)自走式、站駕式、坐駕式三種
電動堆垛機(Support Arm Stacker)又可分爲自走式、站駕式(shì)、坐駕(jià)式三種
電動平(píng)衡重叉車(Electric Counterbalance Truck)
又可分爲(wèi)三輪與四輪、後輪(lún)驅動與前輪驅動幾種
柴油/液化氣平衡重叉車(Diesel/LPG Counterbalance Truck)
前伸式叉車
高架堆(duī)垛機(jī)(High Rack Stacker)
又可分爲上人式與不上人式(shì)等幾種
揀料車(Order pickers)
又可分爲平面揀選及高(gāo)位揀選兩種
以上各個系(xì)列均有其最适用的場合(hé)與(yǔ)環境,而(ér)在某些(xiē)功能上又有(yǒu)重合(hé)的部分,如平衡重叉車、前伸式叉(chā)車、高架堆垛機都可以進行貨架區的存取,那(nà)麽選擇哪一種機型對用戶(hù)來說到底有什麽(me)樣的益處呢?
舉一個簡單的例子:假設這樣一個倉庫(kù),存放的每一托盤的(de)貨品都要求可以随(suí)時存取,因此必須放(fàng)置在叉車通道的兩側,在僅考(kǎo)慮平面面積的(de)前提下,我們來看看這個倉庫使用(yòng)不同類型(xíng)叉車的平(píng)面利用率。
如果所用叉(chā)車的通道寬度大緻等于承(chéng)載器(qì)的長度(1500mm),則平面利用率可達到(dào)66%;
如果所用叉車的通道寬度相當于(yú)承載器的兩倍長度(2700mm),則平面利用率可達到50%;
如果所用叉車的通道寬度(dù)需(xū)要承載器的(de)三倍長度(3500mm),則平面利用率可達到40%
顯(xiǎn)而易見(jiàn),假設這個倉(cāng)庫需要存放的貨(huò)品平面面積爲1000m2,那麽在第一種情況下(xià),需要1000/0.66=1515m2的土地。這種情況相(xiàng)當于采(cǎi)用高架堆垛(duǒ)機或(huò)者有軌堆垛機的方案。
在第二種情況下(xià),需要1000/0.50=2000m2的土地。相當于采用(yòng)前伸式叉(chā)車的情況。
在(zài)第三種情況下,需要1000/0.40=2500 m2的土地。相當于采用平衡重叉車(chē)的情況。
因此,選用合适的(de)叉車可以大大節省(shěng)土地及建築的投資,這是(shì)最直觀的一項收益。
以下我們(men)來看(kàn)看各系列(liè)叉車的特點及其适用的環境。
手動托盤車與電動托盤車都(dōu)是用于平面點到點運搬的工具。小(xiǎo)巧靈活的體型使手動托(tuō)盤(pán)車幾乎适用(yòng)于任何場合。但(dàn)是由于是人工操作,當運搬2噸左(zuǒ)右較重的物品時比較吃力,所以通常用于15米左右(yòu)的短距離頻繁作業,尤其是裝卸貨區(qū)域。在未來的物流(liú)各環節中,手動托盤車也将(jiāng)承擔各(gè)個運輸環節之間的銜接作用,在每一(yī)輛集卡或貨車(chē)上都配備一輛(liàng)手動托盤車,将使得(dé)裝卸作業更加快捷方便,并且不受(shòu)場地限(xiàn)制。
當平面運搬距離在30米左右時,步行式的電動托盤車(chē)無疑是(shì)最(zuì)佳選擇,行駛速度通過(guò)手柄上的無極變速開關控制,跟(gēn)随操作人員(yuán)步行速度的快慢,在降低人員疲勞度的同時(shí),保證了操(cāo)作的安全性。如主要(yào)運搬路線(xiàn)距(jù)離在30米(mǐ)以上至70米(mǐ)左右時,可(kě)以采用帶(dài)折疊式踏(tà)闆的電(diàn)動托盤車,駕駛員站立駕駛,最大(dà)速度可提高近60%,以永(yǒng)恒(héng)力叉車爲例,其新型ERE20可達到空載10公裏/小時。
電動堆垛機爲一種輕型的室内用提升堆垛設備,車身(shēn)比較輕巧,通過車(chē)身前部的支撐臂加長(zhǎng)配重的力臂,以平衡荷載。由于支點在荷載重心的外側,配重(zhòng)力臂遠大于荷載力臂,所(suǒ)以較小的配重即可提升起較大的(de)荷載。以永恒力電動(dòng)堆垛機EJC 14爲例,額(é)定荷(hé)載1.4噸,而自重僅955公斤,車長、車寬、轉彎半徑(jìng)也相應較小,永恒力更有其專利的慢速按(àn)鈕裝置(zhì),使得在直(zhí)立刹車位置(zhì)亦可慢(màn)速操作,這(zhè)些特(tè)點使(shǐ)其在樓層式倉庫或其他空間(jiān)較小的儲(chǔ)存環境(jìng)中尤爲适(shì)用。該系(xì)列載重範圍爲1~1.6噸,最大提(tí)升高度爲(wèi)5350,3~4米的背靠背式重型托盤貨架爲其最常用也是最能發揮其(qí)效益的環境,是小型倉庫經濟的選擇。
使用電(diàn)動堆垛機也有一定的限制,由于貨(huò)叉需與支撐臂同時伸入(rù)托盤底部,才可操作托盤,故雙面闆無法使用(yòng);同樣在使用駛入型貨(huò)架(或稱(chēng)通廊式貨架)時,出于平衡與承重的考慮(lǜ),通常将托盤雙面的(de)一側作爲叉車操作(zuò)面,此時電動堆垛機(jī)亦無法使(shǐ)用。配合使用電動(dòng)堆垛機的貨架設計,常(cháng)常會在(zài)底(dǐ)層高出地面約100mm安裝(zhuāng)橫梁(liáng),第一層貨物擱于底梁而非地面(miàn)以便于叉車定位。
實際(jì)上,我們常把平衡重叉車稱(chēng)爲叉車(chē),這也是使(shǐ)用最廣泛,用量(liàng)最大的一個系列。由(yóu)于沒有支撐臂,需要較長的軸距與(yǔ)較大的配重來平衡荷(hé)載,所以無論(lùn)三輪、四輪、電動、柴油,車身尺寸與重量都很大,需要較大的作業空間。同時,貨叉直接從(cóng)前輪的前方叉取貨(huò)物,對容器沒有任何要求;底盤較高(gāo),使用橡膠胎或充(chōng)氣胎,使其具有很(hěn)強的爬坡能力與地面适應能力。因此平衡重叉車普遍(biàn)用于裝卸貨及室外運搬。
在電(diàn)動平衡重叉車中,還可分(fèn)爲三輪與四輪,前輪驅動與後輪驅動。轉向與驅動都是後輪稱爲後輪驅動,優點是(shì)成本較低,相對前輪驅動來說較容易定位,缺點是當在光滑的地闆及斜坡行走時,荷載提升時驅動輪壓力會減(jiǎn)輕,驅動輪可能打滑,現在大多數的電動平衡(héng)重叉車都采用(yòng)雙馬達前輪驅動。三輪平衡重叉車與四輪平衡重(zhòng)叉車相比,轉彎半徑(jìng)小,比較靈活,最适用(yòng)于集裝箱内部掏箱作業。現在,永恒(héng)力公司已将交流技術用于電動平衡(héng)重叉車,使得叉車性能整體得到很大提高的同時,後期維護成本大大降低。此項技(jì)術被稱爲叉車(chē)的未來技術。
柴油及液化氣叉車根據傳(chuán)動方式不同亦有兩種,液力機械傳(chuán)動型與靜壓傳動型(xíng)。液(yè)力(lì)機械傳動爲比較傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式,成本較低,但變矩器傳遞(dì)效(xiào)率低,能耗大(dà),後期維護(hù)費用高。而靜壓傳動是目前内燃叉車最理想、最先(xiān)進的傳動方式(shì),主要特點是起步(bù)柔和、無極變(biàn)速、換(huàn)向(xiàng)迅速、維修簡單可靠性高。在戶外短距頻繁往返運搬時采用靜壓傳動型内燃叉車(chē)效(xiào)率明顯提高。
自1953年(nián)德國Jungheinrich博士(shì)發明前(qián)伸式叉車(Reach truck)以來(lái),這一系列的設備已逐漸成爲室内高(gāo)架存取(qǔ)的主要工具,其穩定(dìng)的荷載(zǎi)提升性能使得立體倉庫在高度方面首次突破了6.5米的界限。現在(zài),前伸式叉(chā)車最大提升高度已達到11.5米,載重範圍從1噸到2.5噸,并且發展出用于存取長、管件的多向前伸式叉車、室内外通用型前伸式叉車等特殊用途産品。
前伸式叉車結合了有支撐臂的電動堆垛機與(yǔ)無支撐臂的平(píng)衡重叉車的優點,當門架(歐洲設計(jì)多爲門架前伸,美國設計多爲貨叉前伸)前伸至頂端,荷載重心落在支點外側,此時相當于平衡重叉(chā)車;當門架完全收回後,荷載重心落在支點内側,此(cǐ)時即相當于電動堆垛機(jī)。這兩種性能的(de)結合,使得在保證操作靈活性(xìng)及高荷載性能的同時,體積(jī)與自重不會增加很多,最大(dà)限度節省作業空間。
前伸(shēn)式叉車最具效(xiào)益的(de)操作高度爲6米至8米,相當于建築物高(gāo)度在10米左右,此高度也是目(mù)前最常(cháng)見的賣(mài)場、配送重心、物流重心、企業中心倉庫(kù)的建築(zhù)高度。在此高度範圍内(nèi),操作人(rén)員視線可及,定(dìng)位快捷,效率較高。當操作高度(dù)大(dà)于8米時使用前伸式叉車在叉取定位時需慢速仔細,通常可以加裝高度指示器、高度選擇器或者攝像頭等輔助裝置(zhì)。
如果倉庫面積較小(xiǎo),高度較高,而需要很大(dà)的儲存量(liàng)及較高(gāo)的運搬效率時,如(rú)果不想花費巨大的投資在自動(dòng)倉庫上,那麽高架堆(duī)垛機是唯一的也是最佳的選(xuǎn)擇。通(tōng)常把高架堆垛(duǒ)機及高位揀料車稱爲VNA(Very Narrow Aisle),其最主要(yào)的特點是貨叉可作三(sān)向旋轉,或直接從兩側叉取貨物,在(zài)巷道中無需轉彎(wān),因此所需的巷道(dào)空間是最小的(de)。VNA系列最大提升高度超過14米,巷道寬度通常在1600mm左右,載重(zhòng)量最大爲1.5噸,在(zài)制藥行業、電子(zǐ)電器(qì)行業使用普遍。
高架堆垛機又可分爲上人式和不上人式兩種,駕駛艙(cāng)作爲主提升随門架同時上升(shēng)稱爲(wèi)上人(rén)式,優點是在(zài)任何高度都可以保持水平操作(zuò)視(shì)線(xiàn),保證最佳(jiā)視野以提高操作安全性。同時由于操作(zuò)者可以觸(chù)及貨架(jià)任何位置的貨物,故可以同時用于揀貨及盤點作業(yè)。
爲了使高架堆垛機在通道内(nèi)始終保持直線行駛,有磁導及(jí)機械式導引兩種方式。磁導由于必須在巷道(dào)中央切割埋上磁(cí)導線,容易破壞地坪并且不易搬(bān)遷調整,故目前使用最多的是機械式導引。采用機械式導引需與貨架配合,在巷道的兩側(cè)安裝鋼軌,通過車身導輪(lún)及其他輔助裝(zhuāng)置導入巷(xiàng)道(dào)并沿直線(xiàn)行駛。
VNA系(xì)列叉車又稱爲系統車,需考慮的(de)各方面配合及影響因素較多,因此每一個案均(jun1)需單獨設計,在此不作贅(zhuì)述。
揀料車(chē)系列在(zài)配送中心或第三方物流倉庫有廣泛應用。
每一種(zhǒng)叉(chā)車都有其相應的運搬能力,表現爲每小(xiǎo)時或者每(měi)天操作托盤的數量。對于不同的使用環境及不同的操作者,這一數量也不同,因此需要作(zuò)針對性的測試。以下介紹一種簡單的叉車運搬能力計算方(fāng)法。
T:完成一(yī)個工作循環所需時(shí)間(測試值)
T=T1+T2+T3+Th
T1:長度方向一個工作(zuò)循環所(suǒ)需時間
T2:寬度(dù)方向一個(gè)工作循(xún)環所需時間
T3:進入方向一個工作循環所需時間
Th:高度方向一個工作循環所需時間(jiān)
一、假(jiǎ)設A點至B點爲一個标準測試距離,則測試(shì)一個工作循環時間包括如下過程:
1、叉車駛至A點定位、提(tí)起托盤、駛(shǐ)出A點
2、加速(sù)、駛至B點、刹車
3、駛入B點(diǎn)、托盤(pán)定位(wèi)、放下托盤、駛出(chū)B點
4、加速、回到起點
以上測試結果爲一個平面工作循環所需時間
二(èr)、以貨架總高度的1/2爲一個工作循環距離,将托盤提升至此高(gāo)度并降下到地面,此測試時間應(yīng)從貨(huò)叉插入托盤後起計時至貨叉退出托盤前止,即不包括叉取(qǔ)時間,隻計升降(jiàng)時間。
以VNA高架堆垛機(jī)爲(wèi)例,因其(qí)僅在(zài)貨架區作業,故總循環時間包括T1、T2和Th。
T1的标準測試距離爲(wèi)S2,S2=1/4 貨架區長度
T2的标(biāo)準測試距離爲S3,S3=1/2貨架區寬度
Th的标準測(cè)試距離1/2貨架高(gāo)度
故T=T1+T2+Th
該叉車每小時的運搬量=3600秒/T
假(jiǎ)設爲一班制操作,操作一班時間爲8小時,叉車利用率60%,則可得(dé)到一班工作時間内可完成的運搬量。
Cmax=8x3.600x60%/T=7,280/T cycles/shift
以上計算可以得到一(yī)個倉庫所需使用某(mǒu)種(zhǒng)類型叉(chā)車的數量(liàng),或者(zhě)決定是否(fǒu)采用備用電瓶,以維持倉庫的正常(cháng)運作。
傳統的倉庫設計,通常是先有了建(jiàn)築物,再來考(kǎo)慮其中的布(bù)局規劃及機械設備,這樣(yàng)常常會造成投資上的浪費。通過生産計劃的分析(xī)及預期,選擇合适的物流形式儲存方式(shì),再進行土建的設計規劃,或者(zhě)二者同步進行,才能達到(dào)最佳的投資收益。叉車的選擇與存(cún)儲形(xíng)式的設計是密(mì)不(bú)可分的(de),設備選型(xíng)的失(shī)誤(wù),往往會造成實際操(cāo)作(zuò)中效率低下或者容易發生事故,嚴重者需(xū)拆除重建。所以在倉(cāng)儲系統初期設計(jì)及設備選型時,除(chú)了要考慮如前文(wén)所述的每一種(zhǒng)系列的車型所适用(yòng)的高度與巷道空間(jiān)外,還要結合自(zì)身的條件,進行(háng)其(qí)他因素的綜合考量。影響因(yīn)素很多,以下僅舉例(lì)說(shuō)明:
托盤:大部分(fèn)的叉車都是以托盤爲(wèi)操作單位的,所以托盤的尺寸(cùn)與形(xíng)式往往影響叉車形式及規格的選擇(zé)。操作不同深(shēn)度與寬度的托盤,所需要的巷道空間不同(tóng),更重要的是,如果托盤及所載(zǎi)貨物的重心超過(guò)了叉車的(de)設計荷載中心,載重能力将下降。所以通常都(dōu)建議采用标準規格的一種托(tuō)盤形式,目前使用較普遍的是歐(ōu)洲标準800x1200或1000x1200的四向(xiàng)叉取(qǔ)式托盤。它可适用于各(gè)種車型。
地坪:地坪的光(guāng)滑度及平整度等狀況極(jí)大地影響叉車的使用,尤(yóu)其是使用(yòng)高提升的室内叉車時。假設叉車的(de)提升(shēng)高度爲10米,如果在叉車的(de)左右(yòu)輪之間有10mm的高低差,那麽在10米(mǐ)處就會造成将近80mm的傾斜,造成貨架使用的危險(xiǎn)。地坪的表面狀況通常有三種情(qíng)況,影響最大(dà)的是鋸齒狀起伏(fú)的地面,應盡量避免;如果地面爲波浪狀起伏,在一(yī)定的距離(lí)外有一定(dìng)的高度差,是可以(yǐ)允許的;最好的(de)地面是平整光滑的地面,通(tōng)常是經過(guò)表面處理的混凝土地坪。地坪需考慮的(de)因素還包括承重能力,叉車輪壓等。
電梯、集裝箱(xiāng)高度等:如果叉車需要進出電梯,或者要在集裝箱内部作業,則需要考(kǎo)慮電梯、集裝箱的(de)入口高度。叉車有幾種(zhǒng)門架形式可供選(xuǎn)擇,通常此時(shí)需要選擇帶(dài)大自(zì)由揚程的門架。
日作(zuò)業量:倉(cāng)庫的進(jìn)出貨頻繁度、叉車(chē)每天的作業量關(guān)系到叉車電瓶容(róng)量或者(zhě)叉車數量的選擇,以保證日常作業正常進行。
其他(tā)還要考慮的(de)如倉庫(kù)作業尖峰期、輪子材(cái)質、建(jiàn)築(zhù)限制等。