潔凈堆垛機防塵設(shè)計研究

宋艷萍

摘 ?要：近幾年，隨著國內(nèi)新能源、半導體及芯片行業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)潔凈車間市場異常火熱，自動化立體倉庫也應(yīng)該到潔凈行業(yè)中。堆垛機做為自動化倉儲重要的搬運設(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的設(shè)計要點、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設(shè)計研發(fā)提供一定的參考。

關(guān)鍵字：潔凈庫 堆垛機 防塵

1概述

隨著新能源、半導體、芯片、微電子等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對潔凈車間需求越來越大，同時對倉儲自動化、智能化的要求也越來越高，進而發(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[2]。堆垛機作為智能化立體倉儲重要的起重存儲設(shè)備，經(jīng)常在潔凈庫中使用。目前一些高潔凈要求環(huán)境使用的堆垛機主要依靠進口，設(shè)備采購具有成本高、采購周期長和配合度低等特點，目前國內(nèi)幾家公司也在大力開發(fā)此類型設(shè)備。堆垛機作為其中的運動載體，不可避免會有摩擦、振動、沖擊等情況，這些情況通常伴有粉塵產(chǎn)生，本文針對一些潔凈環(huán)境下的堆垛機防塵設(shè)計進行探討。

2潔凈車間選址布局

由于潔凈車間對環(huán)境要求非常嚴苛，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)境要求也非常嚴苛[3]，即潔凈車間周圍不能有大型運動載體，如鐵路、機場和一些交通要道，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轉(zhuǎn)。

同樣潔凈車間的平面布局也非常重要，車間的人、機器、物料的流動路線應(yīng)精簡，即保證車間各流程通暢的情況下，各環(huán)節(jié)的流動應(yīng)盡量精細，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，防止交叉感染。

3潔凈庫堆垛機設(shè)計要點

堆垛機作為一個運動的設(shè)備，有水平、起升和伸縮方向的運動，運動的物體之間不可避免產(chǎn)生摩擦和振動等現(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)計難度。如圖1是潔凈庫堆垛機示意圖，與常規(guī)堆垛機有很多不同之處。下面介紹一些潔凈庫堆垛機的設(shè)計要點。

1）潔凈庫需要通風、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立庫的承載，所以堆垛機需要盡量輕量化，輕量化同時起到減少磨損和節(jié)能的作用。

2）通常堆垛機的水平運行結(jié)構(gòu)是堆垛機在天、地軌上運行，但在潔凈庫中，如果堆垛機上方有天軌的存在，滾輪和軌道之間摩擦必然會產(chǎn)生粉塵，并且很難清理，所以對于潔凈要求等級高的立庫，堆垛機是不能設(shè)有天軌的。堆垛機在沒有天軌的情況下很難在一根軌道上平穩(wěn)運行，所以采用兩根平行地軌代替一根地軌和一根天軌的方案，同時兩根地軌加大了堆垛機與地面的接觸面積，減少了堆垛機對地面壓強。地軌上行走輪和導輪最好采用包膠輪，需要做好防塵罩，防止揚塵的產(chǎn)生。必要的情況下可以設(shè)有吸塵器等除塵設(shè)備。

3）堆垛機的起升運行裝置是實現(xiàn)載貨臺沿著立柱做豎直方向的運動的裝置。一般由導輪，起升牽引裝置、起升電機等結(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。對于導輪與立柱產(chǎn)生的摩擦粉塵，通過載貨臺導輪與立柱導軌接觸的地方做成一個相對密閉的空間，同時配備吸塵器和防塵罩等除塵設(shè)備。起升牽引裝置設(shè)計時盡量把牽引機構(gòu)放到立柱內(nèi)側(cè)，同時摩擦部位可以設(shè)有防塵罩和吸塵器等除塵設(shè)備，立柱內(nèi)可設(shè)有通風防塵裝置。除此以外，一些軸和軸承轉(zhuǎn)動部位都要加上防護罩，起到防塵防護左右。

4）潔凈庫堆垛機設(shè)計時材料選擇很重要，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。對于一些高潔凈要求的設(shè)備，進來比較流行的是無接觸供電方式，其利用電磁耦合技術(shù)，實現(xiàn)移動用電設(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)無接觸供電單個取電板最大的取電量到4kw， 可以多個并聯(lián)使用，電控柜按線路總的功率數(shù)來配，單個柜子最大取電量為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。此外，拖鏈的防塵等級也在不斷提高，市面上有很多無塵拖鏈，相對于無接觸供電來說，具有成本低，安裝簡單，便于維修等特點，所以很多場合也利用拖鏈代替無接觸供電。

6）在潔凈庫中，堆垛機電氣設(shè)計選型也很重要，如電控柜，普通環(huán)境的防護等級是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扇，需要用空調(diào)散熱，空調(diào)選型也有嚴苛的要求。還有一些光電的選型也有講究，防護等級需要符合環(huán)境要求。

4結(jié)語

潔凈庫堆垛機作為一個具有技術(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)、安裝工藝改進等成為產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。潔凈庫堆垛機設(shè)計要注意防塵、同時生產(chǎn)、安裝過程把控也很重要。本文主要針對堆垛機運行狀態(tài)，在設(shè)計中考慮到從源頭上減少粉塵和防止粉塵擴散，達到滿足潔凈庫使用目的。

參考文獻：

[1]職遠，張丁超，劉俊杰，等. 半導體晶圓廠潔凈室氣態(tài)化學污染物測試及污染源分析[J]. 暖通空調(diào)，2021，51（3）：46-50.

[2]田亞斌，吳忠，姚勇，等. 潔凈車間電氣安裝技術(shù)措施[J]. 安裝，2020（10）：72-73

[3]李巖. 制藥廠潔凈車間空調(diào)除塵設(shè)計[J]. 科學與財富，2019（26）：62.

[4]陳元偉. 淺論潔凈室高架地板和華星孔的優(yōu)缺點[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2016，6（8）：4631-4632.

[5]賈寧，楊楚鵬. 潔凈室用高架地板四點位荷載測試法[J]. 潔凈與空調(diào)技術(shù)，2016（3）：9-13.

[6]徐匡迪. 關(guān)于潔凈鋼的若干基本問題[J]. 金屬學報，2009，45（3）：257-269;

[7]李曉英. AGV分段無接觸供電系統(tǒng)設(shè)計[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2018，46（17）：131-137