Фронтальные стеллажи для склада

Закупаем и продаем новые и б/у стеллажные системы

Фронтальные грузовые стеллажи –область применения, конструкция, функциональные особенности, рекомендации по выбору оборудования.

Любая современная стеллажная система хранения паллетированных грузов содержит одинаковый набор базовых конструктивных элементов, независимо от степени технической сложности, технологии хранения, уровня механизации и автоматизации. Действительно, если рассмотреть две такие разные внешне и по степени технологичности системы, как фронтальный стеллаж с двойной глубиной (Double Deep Racking) и автоматизированный компактный склад на основе системы сателлитного складирования (Satellite Storage System), то, в сущности, ясно - в обоих случаях присутствует набор вертикальных элементов (стеллажные рамы) и набор горизонтальных продольных и поперечных элементов (балки). Сочетание этих элементов образует каркас, служащий основой для остальных элементов, определяющих технологию обработки грузов, то есть для элементов механизации, автоматизации, дополнительных аксессуаров, элементов безопасности. На уровне деталей, с точки зрения способов обеспечения жесткости конструкция каркаса может иметь различные особенности. В целом, и базовые стеллажные системы (basic systems) и интегрированные стеллажные системы (integrated systems) проектируются из одинаковых элементов и на одинаковых принципах, хотя количество факторов, которые необходимо учитывать при проектировании интегрированных систем, безусловно, гораздо больше.

В данной статье подробно рассматриваются фронтальные грузовые стеллажи (pallet racking system), являющиеся базовой системой хранения паллетированных (и не только) грузов. Подробно будет описана конструкция несущих элементов стеллажа, дополнительных элементов, будут рассмотрены функциональные особенности и даны рекомендации по выбору оборудования.

В начале рассмотрим вопросы технологии хранения во фронтальных грузовых стеллажах на складе. Стеллажи располагаются в складском помещении параллельными рядами, как правило, одиночными рядами вдоль стен и сдвоенными рядами в середине помещения. Стеллажи имеют глубину ячейки хранения в одну паллету – таким образом, обеспечивается свободный, независимый доступ к любой хранимой паллете (Рис.1). Как правило, стеллажная секция содержит от 2 до 4 ячеек хранения (то есть от 2 до 4 паллет) на одном уровне хранения, этот параметр зависит от веса и габаритов паллет с грузом. Длина стеллажного ряда определяется количеством стеллажных секций. Высота стеллажей и количество уровней хранения может быть различным. Для российских высотных складов (т.е. с высотой верхнего уровня хранения выше 5 м) характерны высоты стеллажей от 9 до 12 м.


фронтальные грузовые стеллажи

Рис.1


Размеры меж-стеллажных проездов (Picking Aisles) определяются подъемно-погрузочной техникой, которая применяется для обслуживания данных стеллажей. При небольших высотах верхнего уровня хранения (до 5-6 метров) используются относительно дешевые электрические или дизельные погрузчики с габаритной базой (Fork Lift Truck). В этом случае ширина проезда составляет 3,5 – 3,7 метра, причем размер этот определяется по выступающим поверхностям паллет, хранимых в стеллажах. При высотах хранения от 7-8 метров и выше используются более дорогие ричтраки (Reach Truck), имеющие базу меньших размеров. В этом случае размер проезда рекомендуется делать от 2,8 до 3,1 метра. В обоих случаях подразумевается, что подъемно-погрузочная техника способна разворачиваться в проезде на 360 градусов с достаточным зазором (порядка 100 мм), имея на вилах поддон с грузом. Несколько отличается узкопроходная технология хранения (Very Narrow Aisle Technology), в этом случае ширина проезда составляет 1,5 – 1,7 метра, а узкопроходный штабелер (Narrow Aisle Stacker) движется в проезде не разворачиваясь, направляемый специальными рельсами, смонтированными на полу (рис.2).


узкопроходная стеллажная система

Рис.2


Наиболее часто для хранения грузов в стеллажах применяются паллеты следующих типов:

  • европаллета 1200х800 мм (рис.3);
  • финская паллета 1200х1000 мм;
  • американская паллета 1200х1200 мм.

размер европаллеты 120 на 80

Рис.3


Наиболее часто встречающиеся весовые и габаритные параметры паллет, хранимых во фронтальных грузовых стеллажах, лежат в следующих диапазонах:

  • вес паллеты от 500 до 2000 кг;
  • высота паллеты с грузом от 500 до 2200 мм.

Паллеты для хранения устанавливаются на стеллажные балки. Размещаться в стеллаже паллеты могут как продольно, так и поперечно, в соответствии со схемами, приведенными на рисунках 4 и 5.


размеры между балками в стеллажной системе

Рис.4


размещение финских паллет в ситеме хранения

Рис.5


Решение о направлении расположения паллет принимается на этапе разработки внутрискладской логистики, так как данный параметр влияет на конструкцию стеллажей и технологию обработки грузов. В случае продольного размещения паллет (рис.4) необходимо использование поперечных балок, что удорожает конструкцию, но позволяет более рационально использовать пространство при ограниченных складских площадях. Применение поперечных балок обусловлено недостаточной прочностью паллеты на изгиб относительно продольной оси.

С инженерной точки зрения вариант с поперечным размещением паллет, безусловно, более выигрышный.

Самый нижний уровень паллет в стеллажах хранится непосредственно на полу склада, кроме случая узкопроходной технологии хранения – в этом случае паллеты устанавливаются на балки на высоте 200-300 мм, чтобы обеспечить доступ к паллетам нижнего уровня вилами узкопроходного штабелера. Это вызвано наличием направляющих рельсов в межстеллажных проездах. В складских зданиях, проектируемых специально под узкопроходную технологию хранения, может применяться специальная конструкция полов под стеллажными рядами, позволяющая избежать применения направляющих рельсов и балок на нижнем уровне хранения.

Теперь рассмотрим фронтальные грузовые стеллажи с инженерной точки зрения, более подробно опишем конструктивные элементы стеллажей и правила их проектирования.

Необходимо отметить, что существуют определенные стандарты и нормы проектирования и эксплуатации стеллажей, как международные, так и локальные. В большинстве европейских стран производители складского стеллажного оборудования руководствуются стандартами FEM, разработанными совместно ведущими компаниями на основании опыта, накопленного за несколько десятилетий работы. Несколько особняком стоят немецкие производители стеллажей, пользующиеся локальным стандартом. Основными документами FEM являются:

  • FEM 10.2.02 The design of static steel pallet racking (Проектирование статических стальных паллетных стеллажей);
  • FEM 10.2.03 Guidelines for the safe provision of static steel racking and shelving (Руководство по обеспечению безопасности стальных паллетных и полочных стеллажей).

Отдельные документы FEM существуют также для каждого типа стеллажных систем хранения. Стандарты FEM содержат всю необходимую информацию о принципах проектирования, допусках, зазорах, правилах эксплуатации стеллажей.

Итак, рассмотрим элементы фронтального грузового стеллажа. Основными элементами, определяющими размеры и несущую способность конструкции, являются стеллажные рамы (Frames) (рис.6) и балки (Beams).


стеллажная рама

Рис.6


Стеллажная рама для складских фронтальных стеллажей

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. Рамы могут быть сборными, т.е. стойки крепятся к диагоналям при помощи болтовых соединений, а также сварными. Очевидно, что сварная рама имеет множество недостатков, таких как большой вес, невозможность транспортировки в разобранном виде, худшие прочностные показатели и пр. Сварные рамы выпускаются производителями стеллажей 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 используется металл с более низкими прочностными характеристиками. Профили стоек сборных рам имеют сложную форму сечения, обеспечивающую высокую несущую способность (рис.7).


профиль стойки стеллажной системы

Рис. 7


шаг в стойке стеллажной системы

Рис. 8


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.

Высота стеллажной рамы определяется высотой верхнего уровня хранения с необходимым технологическим запасом от 40 мм до 500 мм и более. Ведущие производители стеллажей производят цельные (без стыков) стойки рам длиной до 14 метров. 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 (1200х800 мм) в стеллаже глубина рамы будет равна 1200 – 50*2 = 1100 мм. У немецких производителей стеллажей в этом же случае глубина рамы равна 1200 – 75*2 = 1050 мм. В случае продольного расположения паллет глубина стеллажной рамы либо также 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 и 10) состоит из профиля с приваренными на концах коннекторами (Сonnectors).


профиль балки с коннекторами

Рис.9


двутавровый профиль балки стеллажной системы

Рис.10


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 более металлоемок, то есть балка в этом случае имеет большую массу. Замкнутый профиль при меньшей массе обеспечивает высокую несущую способность. Но более дорог в технологическом отношении. Тем не менее, замкнутый профиль наиболее распространен у ведущих производителей оборудования.

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.11), обеспечивающий крепление балок к стойкам стеллажных рам, является важным конструктивным элементом.


коннектор крепление балок к стойкам стеллажных рам

Рис.11


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 применяться, при необходимости, в дополнение к зацепному соединению для усиления критических точек в конкретной стеллажной конструкции. Зацепные коннекторы имеют, как правило, несколько вариантов типоразмеров и приварки относительно профиля балки. Количество зацепов на коннекторе большинстве случаев от 4 до 6. Выбор того или иного коннектора определяется конкретной ситуацией нагрузки 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).

Необходимая длина балок, определяющая ширину стеллажной секции L и высоты расположения балок в стеллаже H (уровни хранения) (рис.12) определяются габаритами паллет с учетом свеса груза и минимальными допустимыми зазорами между паллетами, стойками и балками, регламентируемыми стандартом FEM.


зазоры между паллетами

Рис.12


Минимальный допустимый горизонтальный зазор X = 75 мм.

Например, для стеллажной секции, содержащей на уровне хранения 3 европаллеты (1200х800 мм) без свесов груза, расположенных поперек, длина секции L = 800*3+75*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.

Поверхность балок окрашивается износостойкой краской методом горячего порошкового напыления.

Остальные элементы конструкции фронтального грузового стеллажа, дополнительные элементы и элементы безопасности изображены на рисунках 13 и 14.

Опорные пятки рам (Base Plates) изготавливаются из листовой стали толщиной от 3,5 до 5 мм, по конструкции 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.


фронтальные стеллажные системы

Рис.13


защите стоек стеллажной системы

Рис.14


Выравнивающие пластины (Levelling Plates) изготавливают из стали толщиной от 1 до 5 мм и служат для компенсирования неровностей пола величиной до 50 мм, путем подбора необходимой толщины 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, т.е. окрашены или оцинкованы.

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, 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 (рис.15), применяемые чаще всего при узкопроходной технологии хранения.


консальные места стеллажной системы

Рис.15


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 выбор вида защиты рекомендуется делать 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.

Говоря о правилах конструирования стеллажных систем необходимо рассмотреть также принципы обеспечения жесткости конструкции стеллажа в направлении вдоль межстеллажного проезда (Down Aisle Direction) и поперек межстеллажного проезда (Cross Aisle Direction). Для второго случая существует единственный вариант решения – жесткость достигается за счет набора диагоналей и горизонталей стеллажной рамы (рис.16).


жесткость стеллажной системы

Рис.16


Для обеспечения жесткости в направлении вдоль проезда стандарт FEM предлагает два равноправных варианта конструктивного решения, а также их сочетание. В первом варианте жесткость обеспечивается соединением коннектора балки со стойкой стеллажной рамы (рис.17).



Рис.17


Во втором варианте жесткость достигается за счет применения вертикальных (иногда и горизонтальных) перекрестных связей (Bracing System) (рис.18).



Рис.18


Первый вариант требует применения более дорогих, высокопрочных материалов стоек и балок, инженерного подбора оптимального сочетания типов коннекторов для набора балок конкретного стеллажного ряда. Второй вариант более металлоемок и увеличивает габариты конструкции не мене чем на 50 мм для каждого ряда стеллажей, что может привести к потере некоторого количества паллетомест на складе. Также при использовании вертикальных перекрестных связей несколько возрастает трудоемкость монтажных работ. Тем не менее, использование перекрестных связей в определенных случаях является обязательным и для стеллажей основанных на принципе обеспечения жесткости при помощи коннекторов – для коротких стеллажных рядов состоящих из 2 или 1 секции, а также для стеллажей с высотой рам более 14 м.

Выводы и рекомендации

На основании рассмотренных выше принципов конструкции фронтальных грузовых стеллажей обобщим ключевые параметры, на которые следует обращать внимание для оценки качества стеллажей с точки зрения надежности и эксплуатации. Оценка этих же ключевых параметров может быть успешно использована при выборе других стеллажных систем хранения паллетированных грузов – набивных блоков (Drive-In System), гравитационных стеллажей (Live Storage System) и пр.

Итак, качественной стеллажной конструкции присущи следующие признаки:

  • профиль стойки стеллажной рамы имеет сложную форму (с большим количеством изгибов) и изготовлен из стальной полосы толщиной 2 – 2,5 мм;
  • стойки рам длиной менее 14 метров сплошные, без промежуточных соединений;
  • стеллажная рама сборная, т.е. диагонали и горизонтали крепятся к стойкам при помощи болтовых соединений;
  • высокое качество исполнения перфорации в стойках рам, правильная форма отверстий, равномерный шаг отверстий, отсутствие заусенцев;
  • профиль балки прямоугольный, замкнутый, толщина металла 1,5 – 2 мм;
  • коннектор балки зацепного типа, высокое качество исполнения зацепов, правильная форма зацепов, одинаковый угол отгиба зацепов, отсутствие крупных заусенцев;
  • высокое качество окраски или покрытия конструктивных элементов, желательно наличие гигиенического сертификата на материалы, применяемые для окраски.

В качестве рекомендации при заказе фронтальных грузовых стеллажей можно посоветовать немного завышать массу и высоту паллеты с грузом, которые выдаются производителю оборудования как часть технического задания на проектирование. Нужно помнить простое правило эксплуатации фронтальных грузовых стеллажей – установить балки в стеллажном ряду на уровни ниже, чем тот, который был заложен в конструкцию при проектировании можно без проблем. Обратная задача, когда необходимо увеличить высоту стеллажных ячеек при той же массе хранимого груза, требует повторного прочностного расчета стеллажной конструкции и в некоторых случаях не может быть выполнена.

Запрос на поиск

Бесплатный запрос на поиск склада для арендаторов.

Заполните форму запроса и мы найдем вам подходящий объект, в нужном городе, необходимой емкости, с удобным расположением.

Запрос на поиск склада

Статистика сайта
  • 152 города
  • 3875 звонков

собственникам от арендаторов через наш сайт за август 2016

Добавить склад на сайт

Отзывы