Фронтальные грузовые стеллажи. Часть вторая : "Конструктивные особенности и проектирование".

Стеллажная рама состоит из двух стоек (Uprights) и набора диагоналей и горизонталей, связывающих стойки. Количество и угол расположения диагоналей в раме зависит от нагрузки на раму в целом, расположения уровней хранения в стеллаже, прочностных характеристик металла, формы и размеров профиля стоек и диагоналей.

Рама фронтального грузового стеллажа. Рис. 6

Рамы могут быть сборными (то есть стойки крепятся к диагоналям при помощи болтовых соединений), а также сварными. Очевидно, что сварная рама имеет недостатки: большой вес, невозможность транспортировки в разобранном виде, худшие прочностные показатели и пр. Сварные рамы обычно применяются в стеллажах небольшой высоты и подходят для тех случаев, когда дешевизна компенсирует недостаток качества. Профили, используемые для сварных рам, гораздо более металлоемки, чем профили сборных рам. При этом в первом случае используется металл с более низкими прочностными характеристиками. Профили стоек сборных рам имеют сложную форму сечения, обеспечивающую высокую несущую способность (рис. 7).

Профиль стойки сборных рам. Рис. 7

Основные размеры профиля стойки зависят от расчетной нагрузки на стеллажную раму. У ведущих производителей существуют собственные ряды типоразмеров профилей, находящиеся в следующих диапазонах:

ширина профиля W от 90 до 140 мм;

глубина профиля D от 65 до 100 мм;

толщина металла профиля t от 2 до 3 мм.

Ведущие производители стеллажей используют для изготовления стоек рам горячекатаный профиль из высококачественного листового металла с высоким пределом текучести. Сложная форма сечения профиля позволяет применять сталь небольшой толщины, что обеспечивает легкость конструкции и доступную стоимость. В профиле стойки выполняется перфорация для установки стеллажных балок с общепринятым шагом 50 мм (рис. 8), но с разной формой и порядком расположения отверстий у различных производителей, а также перфорация для крепления диагоналей и горизонталей.

Общепринятый шаг в перфорации стойки – 50 мм. Рис. 8

Высота стеллажной рамы определяется высотой верхнего уровня хранения с необходимым технологическим запасом от 40 мм до 500 мм и более. Ведущие производители стеллажей выпускают цельные (без стыков) стойки рам длиной до 14 м. При необходимости получить раму большей высоты используются стыковые элементы (Splices), позволяющие наращивать длину стойки.

Глубина рамы определяется размером хранимых паллет с вычетом указанного в стандарте FEM свеса 50 мм. Таким образом, при поперечном хранении европаллет (1200 x 800 мм) в стеллаже глубина рамы будет равна 1200 – 50 x 2 = 1100 мм. У немецких производителей стеллажей в этом же случае глубина рамы равна 1200 – 75 x 2 = 1050 мм. В случае продольного расположения паллет глубина стеллажной рамы либо определяется свесом по FEM, либо равна размеру паллеты в зависимости от конструкции самой паллеты. У немецких производителей в этом же случае глубина рамы превышает размер паллеты на 50 мм. Поверхность элементов стеллажных рам либо окрашивается износостойкой краской методом горячего порошкового напыления, либо оцинковывается.

Балка (рис. 9) состоит из профиля с приваренными на концах коннекторами (Сonnectors). Профиль балки в большинстве случаев выполняется из профиля типа двутавр или имеет форму замкнутого прямоугольника. Во втором случае профиль составной из двух С-образных профилей. Использование профиля типа двутавр дешевле в технологическом отношении, но этот способ более металлоемок, то есть балка в этом случае имеет большую массу. Замкнутый профиль при меньшей массе обеспечивает высокую несущую способность, но он дороже в технологическом отношении. Тем не менее именно замкнутый профиль наиболее распространен у ведущих производителей оборудования.

Балки фронтальных грузовых стеллажей. Рис. 9

Некоторые европейские производители стеллажей выбирают тип профиля балок в зависимости от объема поставки по конкретному заказу. При небольших объемах (ориентировочно до 1000 балок) применение двутаврового профиля оправдывает себя. При объемах поставки в несколько тысяч балок более выгодным становится использование замкнутого профиля.

Размеры профиля балки зависят от расчетной нагрузки на пару балок уровня хранения, количества и высот уровней хранения, длины балок. Для замкнутых профилей характерны следующие диапазоны размеров:

высота профиля от 70 до 150 мм;

глубина профиля от 40 до 50 мм;

толщина металла профиля от 1,5 до 2 мм.

Коннектор (рис. 10), обеспечивающий крепление балок к стойкам стеллажных рам, – важнейший конструктивный элемент. По исполнению коннекторы бывают зацепные и болтовые. Последний вариант ведущими производителями не применяется по причине низкой технологичности, неудобства в монтаже и эксплуатации. Болтовое соединение может использоваться при необходимости как дополнение к зацепному соединению – для усиления критических точек в конкретной стеллажной конструкции. Зацепные коннекторы, как правило, имеют несколько вариантов типоразмеров и приварки относительно профиля балки. Количество зацепов на коннекторе в большинстве случаев – от 4 до 6. Выбор того или иного коннектора определяется нагрузкой на стеллаж. Для предотвращения случайного выбивания балки из зацепов при вертикальном ходе вил погрузочной техники, снимающей паллету с нижестоящего уровня хранения, применяются предохранительные штифты (Safety Pins).

Зацепный коннектор. Рис. 10

На рис. 11 показаны основные параметры при проектировании фронтального грузового стеллажа. Необходимая длина балок, устанавливающая ширину стеллажной секции L и высоту расположения балок в стеллаже H (уровни хранения), определяются габаритами паллет с учетом свеса груза и минимальными допустимыми зазорами между паллетами, стойками и балками, регламентируемыми стандартом FEM. Минимальный допустимый горизонтальный зазор X = 75 мм. Например, для стеллажной секции, содержащей на уровне хранения 3 европаллеты (1200 x 800 мм) без свесов груза, расположенных поперек, длина секции L = 800 x 3 + 75 x 4 = 2700 мм. Минимальный вертикальный зазор Y между верхом паллеты и балкой вышестоящего уровня хранения зависит от высоты уровня хранения относительно пола H. При высоте H до 3000 мм минимальный зазор Y = 75 мм, при H = 3000 – 6000 мм зазор Y = 100 мм, при H = 6000 – 9000 мм зазор Y = 125 мм и т. д.

Параметры при проектировании стеллажной конструкции. Рис. 11

Поверхность балок окрашивается износостойкой краской методом горячего порошкового напыления.Остальные элементы конструкции фронтального грузового стеллажа, дополнительные элементы и элементы безопасности изображены на рис. 12 и 13.

Элементы конструкции фронтального грузового стеллажа. Рис. 12

Элементы безопасности фронтального грузового стеллажа. Рис. 13

Опорные пятки рам (Base Plates) изготавливаются из листовой стали толщиной от 3,5 до 5 мм, по конструкции они могут быть гнутыми или сварными. Сварной вариант дороже, но более компактен, что бывает важно при определенной технологии работы с грузами. Опорные пятки крепятся к стойкам стеллажных рам при помощи болтовых соединений через отверстия перфорации.

Выравнивающие пластины (Levelling Plates) изготавливают из стали толщиной от 1 до 5 мм. Они служат для компенсирования неровностей пола величиной до 50 мм (подбирается необходимая толщина пакета). При неровностях пола, превышающих 50 мм, используются специальные винтовые выравнивающие опоры. В случае очень больших нагрузок на опорные пятки применяются дополнительные пластины, распределяющие нагрузку (Pressure Plates). Их толщина 5–6 мм. Опорные пятки рам, выравнивающие пластины и распределяющие нагрузку пластины, имеют ту же поверхностную обработку, что и стеллажные рамы, то есть они окрашиваются или оцинковываются.

Фронтальные грузовые стеллажи крепятся к полу склада при помощи анкеров сквозь отверстия в опорных пятках рам. Обычная схема анкерения – по 2 клиновых анкера диаметром 12 мм и длиной 140 мм на каждую опорную пятку. Схема анкерения может быть ослаблена или усилена в зависимости от конкретного случая нагрузки на стеллаж. Возможно использование анкеров диаметром от 10 до 16 мм, как клиновых, так и клеевых. К полу складского помещения предъявляются специальные требования. Так, необходимым условием является наличие бетонной стяжки толщиной не менее 175 мм, класс прочности бетона не должен быть ниже Б25.

Для обеспечения необходимой минимальной дистанции между сдвоенными рядами фронтальных грузовых стеллажей применяются соединители рядов (Spacers). Данные элементы не несут силовой нагрузки, их длина определяется минимальным допустимым зазором 100 мм между паллетами в сдвоенных рядах, установленным стандартом проектирования. Для стеллажей, проектируемых в соответствии с FEM, стандартная длина соединителя рядов равна 200 мм; для стеллажей немецких производителей – 250 мм. Соединители рядов имеют такую же поверхностную обработку, как и элементы стеллажных рам.

Дополнительными элементами стеллажей являются поперечные балки для поддержки продольно расположенных паллет, специальные кронштейны для установки в стеллаж цилиндрических грузов, элементы настила на стеллажные балки из стальных листовых панелей, ДСП или решетчатых панелей, кронштейны для крепления трубопроводов спринклерной системы пожаротушения на складе.

Особым дополнительным элементом фронтальных грузовых стеллажей являются консольные места. Они применяются чаще всего при узкопроходной технологии хранения. Необходимо отметить, что консольные места являются причиной существенной дополнительной нагрузки на стеллажный ряд в целом и являются серьезной проблемой с инженерной точки зрения. Их использование требует применения более мощных профилей стоек и балок в секциях стеллажного ряда, а также локального усиления конструкции в критических точках, что может привести к сильному удорожанию всей конструкции. Поэтому можно порекомендовать использовать консольные места хранения только в тех случаях, когда этого реально требует технология обработки паллетированных грузов на складе.

Для защиты фронтального грузового стеллажа от повреждений при контакте с подъемно-погрузочной техникой, работающей на складе, применяются торцевые отбойники рядов (Side Protectors), передние отбойники стоек (Front Protectors), угловые отбойники (Angle Protectors) и усилители стоек рам (Stiffners). Все виды защитных элементов достаточно дороги, поэтому выбирать вид защиты рекомендуется с учетом интенсивности движения транспорта на складе и квалификации персонала склада. На некоторых российских складах вместо дорогостоящих (примерно 10 евро за 1 шт.) усилителей стоек рам успешно используют деревянные бруски соответствующей длины и сечения, прикрепляемые к стойкам рам проволокой – решение эффективное и дешевое. Также на стеллажи могут устанавливаться защитные сетки, предотвращающие случайное падение груза с верхних уровней хранения.

О правилах проектирования стеллажей читайте в следующей части ЗДЕСЬ, а также может быть полезна информация по штабелерам и по аренде погрузчиков.