张卫国
后推式货架空间利用率很高，常用于冷库等存储空间成本较高的场合，也是客户进行库房密集化存储改造时的优选货架形式之一。
后推式货架是由托盘式货架演变发展而成，也叫压入式货架或推入式货架。采用搭载在货架横梁上的轨道和其上的托盘运动小车相结合的运动单元结构，相对结构略显复杂，造价也高些，适用于大批量、少品种的货物存储，空间存储利用率很高，存取也较灵活方便，是当前货架主流密集存储结构之一。
后推式货架具体的存储项目需要根据存储物品的性质进行综合评判，避免造成物品存储操作上的一些不可预料的安全隐患。为此需要针对后推式货架的结构、运动特性及操作特点等进行理论分析与实载工况模拟试验研究，以充分发挥后推式货架的存储与操作优势，从而高效、稳定、安全地使用这一类货架结构形式。
后推式货架空间利用率很高
后推式货架的主体框架结构为托盘横梁式货架组架，其前后横梁焊接高度依据一定的前倾角度排布，为托盘运动小车及其承载轨道的结构荷载支撑体，其中轨道倾斜角度（3°左右坡度）设计，由于托盘运动小车的自运动速度低，所产生的运动附加荷载小，在货架立柱、横梁的选择与结构计算中可以忽略其运动特性造成的影响，仍然依据均布静荷载特性建立相应的结构校核模型，托盘运动小车利用单元货物与托盘运动小车的自重及其运动分力，让托盘小车的附属设计轴轮克服最大静摩擦力沿着该轨道自由缓慢滚动，实现多托盘货物在货架操作端的出入货作业，即在前后梁间以多层台车重叠相接，由货架操作端将栈板及货物置于托盘小车上，后储存的货品会将原先货品推到后方，当前方栈板及货物取走时，托盘小车会自动滑入货架操作端入口，实现托盘货物在储位的先进后出，适用于单元规整的、批次出入库的货物存储，空间利用率很高，常用于冷库等存储空间成本较高的场合，也是客户进行库房密集化存储改造时的优选货架形式之一。
当货物重量为1000KG，设计坡度为3 度，考虑到托盘小车作用在轨道上时可产生的最大挠度变化角为0.57 度（依据挠度控制值为梁长的1/200），则有效坡度值为2.43 度，托盘小车与轨道的运动部件选用深沟球轴承，其动摩擦系数约0.0015，静摩擦系数约0.01，同时考虑到托盘小车的四个车轮存在一定的制造与安装精度，存在一定的轴线误差，会产生一定的额外附加阻力，试验后考虑其影响系数为5，则托盘小车与轨道之间的综合摩擦系数约为0.03。根据物品及托盘小车的重力分力原理，其可产生的最大静摩擦力为293N，产生的下滑滚动分力约415N，则可以打破运动平衡，使得托盘小车产生下移动（车轮滚动运动），并建立新的动摩擦力与重力下滑滚动分力的运动平衡，形成加速度约为0.12m/s2。并将随着叉车对存储货物的操作，实现托盘小车自动移入货架操作端入口的自然运动，如果此刻存在侧向导向轮阻挡现象，则上述托盘小车与轨道之间的综合摩擦系数将会提升到0.042 左右，极有可能产生的静摩擦力大于415N，托盘小车将卡住形成静平衡。这在其运动学的基本原理上解释了后推式货架的制造、安装调试精度要求较高，托盘小车与导轨间的间隙配合及轨道呈现的设计坡度等尤为重要，如制造、安装调试精度不高，轨道设计坡度不合理，极易导致货架系统的运行不畅。我们的经验设计坡度角约为3 度，但是由于货物重量的大小会对导轨产生一定的挠度偏移，货物重心位置也会影响重力分力的大小，包括各个企业的生产制作工艺及安装验收标准上的差异，导轨表面灰尘及滚轮之间的运动副摩擦系数等影响，在很多的案例实施中仍然需要结合客户的需求进行试验和运动学模拟，轨道设计倾斜角度需要根据货物重量的大小与运动摩擦力相平衡的条件计算或试验获得，以期满足客户需求，确保具体项目的成功实施。
选用后推式货架一般考虑什么
后推式货架的选用一般会考虑：（1）库房架构：选用后推式货架时须考虑库房的可利用操作存储空间及货架结构里最高横梁的有效高度，以决定货架高度。而库房的梁柱位置也会影响货架的配置与布局，库房地面的承受能力、平整度等也与货架的设计及安装有关，还须考虑防火设施和照明设施等布局。（2）物品特性（尺寸、重量、储位数、储存单位等）：有效处理好存储物品的单元化工作，对于准确界定货架结构形式与存储操作等有极大影响，即储存物品的外形及尺寸，直接关系到货架规格的选定；储存物品的重量则直接影响到选用何种强度、刚度及稳定性的货架类别和形式；还要预估总储位数的数量，必须考虑到企业未来两年的成长需求等。（3）存取性（储存密度、先进先出、储位管理）：一般存取性与储存密度是相对的，为了得到较高的储存密度，则必须相对牺牲物品的存取性。虽然后推式货架可得到较佳的储存密度，但相对其储位管理较为复杂，也常无法做到先进先出的管理。（4）搬运设备（配重式、跨立式、通道宽度、举升高度、举升重量、旋转半径）：储存设备的存取作业是以搬运设备来完成。因此选用后推式货架需一并考虑搬运设备的配置。（5）出入库量（先进先出、存取频率、存取数量）：后推式货架虽有很好的储存密度，但出入库量及操作效率并不高，适合于低频率的作业。需要结合其他形式的货架结构及作业区域管理、储位管理等措施来解决出入库量高的物品。
总之，后推式货架结构的型式、尺寸、连接、构造应根据货物的类别、数量、尺寸、存取频率以及储运机械的种类、型式、性能和控制方式等使用要求，经综合比较分析确定。叉车操作端对于后推式小车有一定的水平作用力，货架结构的设计与选型时要考虑该水平力作用的特殊性，并确保立柱应与基础锚固牢靠。
运动安全性设计是关键
后推式货架的主体货架结构基本选型及设计类似托盘横梁式货架，即货架的立柱选型及理论计算原理相同，仅考虑横梁上传递的力与力矩。后推式货架的横梁结构一般可按简支梁计算，只是处理荷载的作用计算模型有差异，托盘横梁式货架横梁考虑的是梁上作用为均布静荷载，并考虑单装载单元荷载的50% 的组合作用力，而后推式货架需要依据轨道在横梁上的位置点处理集中力作用来计算横梁的挠度（可不计竖向冲击荷载的影响），横梁的最大挠度不宜大于其跨度的1/200，特殊案例需要根据客户存储货物的价值和安全要求提出。
后推式货架的存储单元实际上又是运动单元，其运动安全性设计是此类货架结构的关键。如托盘运动小车的防掉落防倾斜设计，确保托盘运动小车在存储或运动负荷不均匀情况下不发生倾覆事故。托盘运动小车的轴承是后推式货架的灵魂，等于人的双腿，由于轴承内存在一定的润滑油脂，不同的温度条件下润滑油脂的黏度存在一定的差异性，它直接关系到后推式货架能否顺畅滑动，需要根据库房存储条件、客户的特殊要求等进行客制化设计与服务。
后推式货架对于装载单元的要求相对托盘横梁式货架要严格，因为托盘小车的支撑面结构要与装载的底面结构相匹配，如下图。
案例分析
某案例：仓库长度96 米，宽度14 米×3 跨，厂房高9 米规划面积为1344 ㎡ ×3 跨，货架含地4 层；共设计规划有2560 个储位×3 跨； 托盘规格选用1200W×1000D×1100H；每储位荷重1000KG， 选择90立柱、B120×2700L 横梁及特殊制作配套前梁，配定制托盘运动小车和导轨，设计导轨前倾角1.6°，后推式货架结构满足客户基本存储要求。
当前主流货架密集存储基本结构形式有后推式货架、穿梭式货架、驶入式货架、双深度货架或者窄巷道式货架、自动立体化货架等，下面以后推式货架、穿梭式货架、驶入式货架这三类最基本形式进行分析比较，以描述出后推式货架的特点。
综上所述，单个冷库区不满足1500 个储位数，后推式货架在冷库中使用效果最佳，既能满足存储密度要求，又能避免高密度储存货架在装卸作业中常容易产生的货损。如单体冷库区域超大，且存取密度很大，建议选用穿梭式货架，但是要考虑冷库对电气设备的要求和后期逐年递增的穿梭车维护费。
