Фронтальные грузовые стеллажи

Рассмотрим особенности хранения грузов в фронтальных стеллажных системах. Фронтальные грузовые стелажи размещают в складских зонах параллельными рядами: одиночные стеллажи располагаются вдоль стен, и сдвоенные – в центральной части помещения. Глубина каждой ячейки рассчитана на размещение одной паллеты, что обеспечивает легкий и независимый доступ к любому грузу (рис. 1). В одной секции стеллажа обычно располагается от двух до четырех ячеек (то есть от 2 до 4 паллет), зависит от массы и размеров паллет с грузами. Длина рядов формируется количеством секций, а высота и число уровней хранения могут варьироваться. На российских высотных складах, где верхний уровень превышает 5 метров, высота стеллажей, как правило, находится в диапазоне от 9 до 12 метров.

Типичная схема расположения фронтальных грузовых стеллажей

Размеры межстеллажных проездов (Picking Aisles) определяются подъемно-погрузочной техникой, которая применяется для обслуживания данных металлических сборных стеллажей.

Использование узкопроходной технологии хранения

Обычно для хранения грузов в стеллажах применяются паллеты следующих типов:

• европаллета 1200 x 800 мм (рис. 3);

• финская паллета 1200 x 1000 мм;

• американская паллета 1200 x 1200 мм.

Европаллета

Наиболее распространённые параметры веса и габаритов паллет, хранящихся на фронтальных стеллажах, находятся в следующих пределах:

• Вес паллеты с грузом: от 500 до 2000 кг;
• Высота паллеты с грузом: от 500 до 2200 мм.

Для размещения паллет используются специальные стеллажные балки. Установка паллет может выполняться продольно или поперечно, в зависимости от схем хранения, представленных на рисунках 4 и 5.

Продольный вариант размещения паллет в стеллаже

Поперечный вариант размещения паллет в стеллаже

Выбор направления размещения паллет определяется на этапе проектирования внутрискладской логистики, так как этот параметр напрямую влияет на конструкцию стеллажей и способы обработки грузов. При продольном расположении паллет (рис. 4) требуется установка поперечных балок. Хотя это увеличивает стоимость конструкции, такой подход позволяет оптимально использовать пространство, особенно при ограниченных размерах склада.

Паллеты нижнего уровня обычно размещаются непосредственно на полу склада. Однако в условиях узкопроходной технологии хранения их устанавливают на балки на высоте 200–300 мм. Это решение обеспечивает доступ к паллетам нижнего уровня с помощью вил узкопроходного штабелера.

Конструктивные особенности и проектирование

Ключевыми элементами, влияющими на размеры и грузоподъемность фронтального стеллажа, являются стеллажные рамы (рис. 6) и балки. Стеллажная рама представляет собой конструкцию из двух вертикальных стоек (Uprights), соединенных системой диагональных и горизонтальных связей. Конфигурация диагоналей в раме, включая их количество и угол расположения, определяется такими факторами, как общая нагрузка на раму, размещение уровней хранения, свойства используемого металла, а также форма и размеры профиля стоек и связующих элементов.

Рама фронтального грузового стеллажа

Рамы стеллажей бывают двух типов: сборные и сварные. Сборные рамы представляют собой конструкции, где стойки соединяются с диагоналями с помощью болтовых соединений. В отличие от них, сварные рамы обладают рядом недостатков: они тяжелее, не подлежат разборке для транспортировки и имеют менее выгодные прочностные характеристики. Из-за этих особенностей сварные рамы обычно используются в стеллажах небольшой высоты.

Профили стоек сборных рам имеют сложное сечение, что позволяет им обеспечивать высокую грузоподъемность и устойчивость конструкции (рис. 7).

Профиль стойки сборных рам

Стойки стеллажей оснащаются перфорацией, которая используется для крепления стеллажных балок с универсальным шагом в 50 мм (рис. 8). Однако форма и порядок расположения отверстий могут различаться у разных производителей. Кроме того, перфорация применяется для монтажа диагональных и горизонтальных связей, что обеспечивает прочность и стабильность всей конструкции.

Общепринятый шаг в перфорации стойки – 50 мм

Высота стеллажной рамы рассчитывается с учетом высоты верхнего уровня хранения и необходимого технологического зазора.

Балка (рис. 9) представляет собой профиль, к концам которого привариваются коннекторы, обеспечивающие надежное крепление балки к стойкам стеллажа.

Балки фронтальных грузовых стеллажей

Размеры профиля балки определяются расчетной нагрузкой на пару балок одного уровня хранения, а также количеством, высотой уровней и длиной самих балок. Для замкнутых профилей балки обычно характерны следующие диапазоны размеров:

• Высота профиля: от 70 до 150 мм;
• Глубина профиля: от 40 до 50 мм;
• Толщина металла: от 1,5 до 2 мм.

Коннектор (рис. 10), отвечающий за крепление балок к стойкам стеллажных рам, является ключевым элементом конструкции. В зависимости от исполнения коннекторы бывают зацепными и болтовыми. Болтовое соединение может дополнительно использоваться вместе с зацепным для усиления критически нагруженных точек стеллажной конструкции.

Зацепные коннекторы, как правило, изготавливаются в нескольких типоразмерах и могут привариваться к балке под различными углами. Для предотвращения случайного выбивания балки из зацепа, особенно при вертикальном движении вил погрузочной техники, снимающей паллету с нижнего уровня, на балках устанавливаются предохранительные штифты (Safety Pins), повышающие безопасность эксплуатации стеллажей.

Зацепный коннектор

На рис. 11 представлены основные параметры, которые учитываются при проектировании фронтального грузового стеллажа.

1. Длина балок (L): Она определяет ширину стеллажной секции и зависит от размеров паллет, включая возможный свес груза. При расчете необходимо учитывать минимальные зазоры между паллетами, а также между паллетами и стойками, которые регламентируются стандартом FEM.

2. Высота расположения балок (H): Это уровни хранения, которые зависят от высоты паллет с грузом и также включают технологические зазоры для безопасной укладки и изъятия груза.

Параметры при проектировании стеллажной конструкции

Поверхность балок покрывается износостойкой краской методом горячего порошкового напыления, что обеспечивает их устойчивость к внешним воздействиям и долговечность в эксплуатации. Дополнительные элементы конструкции, а также элементы безопасности фронтального грузового стеллажа, представлены на рисунках 12 и 13.

Элементы конструкции фронтального грузового стеллажа

Элементы безопасности фронтального грузового стеллажа

Опорные пятки рам (Base Plates) изготавливаются из листовой стали толщиной 3,5–5 мм и бывают гнутыми или сварными.

Выравнивающие пластины (Levelling Plates), выполненные из стали толщиной 1–5 мм, используются для компенсации неровностей пола до 50 мм. Для этого подбирается необходимая толщина пластин или их пакета. При неровностях, превышающих 50 мм, применяются винтовые выравнивающие опоры. В случае значительных нагрузок на опорные пятки используются дополнительные распределительные пластины (Pressure Plates) толщиной 5–6 мм.

Для крепления фронтальных стеллажей к полу используются анкеры, которые фиксируются через отверстия в опорных пятках рам.

Соединители рядов (Spacers) обеспечивают минимально необходимое расстояние между сдвоенными рядами стеллажей, улучшая стабильность всей конструкции.

К дополнительным элементам стеллажей относятся:

• Поперечные балки для поддержки паллет, размещенных продольно;
• Специальные кронштейны для цилиндрических грузов;
• Элементы настила на балки, выполненные из стальных листовых панелей, ДСП или решетчатых панелей;
• Кронштейны для крепления трубопроводов спринклерной системы пожаротушения.

Для защиты стеллажей от повреждений при эксплуатации складской техники используются:

• Торцевые отбойники рядов (Side Protectors);
• Передние отбойники стоек (Front Protectors);
• Угловые отбойники (Angle Protectors);
• Усилители стоек рам (Stiffeners).

Правила конструирования

При проектировании фронтальных стеллажных систем необходимо учитывать принципы обеспечения жесткости конструкции как вдоль межстеллажного проезда (Down Aisle Direction), так и поперек него (Cross Aisle Direction).

Для второго случая существует единственный вариант решения – жесткость достигается за счет набора диагоналей и горизонталей стеллажной рамы (рис. 14).

Принцип обеспечения жесткости стеллажной конструкции в направлении поперек межстеллажного проезда

Для обеспечения жесткости конструкции в направлении вдоль межстеллажного проезда (Down Aisle Direction) стандарт FEM предлагает два равнозначных подхода, которые могут применяться как по отдельности, так и в сочетании.

В первом варианте жесткость достигается за счет конструкции соединения коннектора балки со стойкой стеллажной рамы (рис. 15).

Первый вариант обеспечения жесткости стеллажа в направлении вдоль проезда

Во втором варианте жесткость достигается за счет применения вертикальных (иногда и горизонтальных) перекрестных связей (рис. 16).

Второй вариант обеспечения жесткости стеллажа в направлении вдоль проезда

Выводы и рекомендации

Подведем итоги по основным параметрам, которые необходимо учитывать при проектировании и выборе фронтальных грузовых стеллажей. Эти же критерии могут быть полезны при оценке других типов стеллажных систем для хранения паллетированных грузов, таких как набивные блоки (Drive-In System) или гравитационные стеллажи (Live Storage System).

Качественная стеллажная конструкция обладает следующими признаками:

• Профиль стойки стеллажной рамы характеризуется сложной формой с множеством изгибов, что повышает её жесткость и устойчивость. Для изготовления используется стальная полоса толщиной 2–2,5 мм, обеспечивающая прочность конструкции и способность выдерживать значительные нагрузки.
• Стойки рам длиной менее 14 метров выполнены цельными, без промежуточных соединений.
• Стеллажная рама является сборной конструкцией, где диагонали и горизонтали крепятся к стойкам с помощью болтовых соединений.
• Перфорация в стойках рам выполнена с высоким качеством, что включает: правильную форму и равномерный шаг отверстий, отсутствие заусенцев.
• Профиль балки прямоугольный, замкнутый, толщина металла 1,5–2 мм.
• Коннектор балки выполнен зацепного типа, что обеспечивает надежное крепление к стойкам рамы: высокое качество исполнения зацепов, правильная форма зацепов, одинаковый угол отгиба зацепов, отсутствие крупных заусенцев.
• Конструктивные элементы стеллажной системы покрываются износостойкими материалами высокого качества, такими как порошковая краска или оцинковка. Это обеспечивает защиту от коррозии, механических повреждений и продлевает срок службы конструкции.