货架系统作为原料库自动化立体仓库的核心组成部分，是支撑原料存储的物理载体，

其设计合理性直接影响仓库的空间利用率、作业效率和运行安全。

原料库货架系统的设计需综合考量原料特性、存储需求、设备适配 性及安全规范，通过科学规划实现高效存储与管理。

一、货架设计原则

（一）适配原料特性

货架系统的设计需优先匹配原料的物理和化学特性。对于重型原料（如金属锭、大型部件），

需保证货架的承载能力满足单托重量要求；对于长条形原料（如管材、型材），需设计适配的悬臂结构；

对于腐蚀性原料（如化工试剂），货架材料需采用防腐处理（如镀锌、喷涂防腐涂层）；

对于易潮原料（如纸质原料、粮食），需考虑货架的通风性和防潮设计，避免原料因存储环境不当发生变质。

（二）空间利用率高

通过高位存储设计提升垂直空间利用率，结合原料的存储密度需求选择合适的货架类型。

例如，大批量、少品种的原料可采用驶入式货架压缩通道空间，小批量、多品种的原料可采用横梁式货架灵活分区，

从而在有限的仓库面积内实现存储容量利用到极致。

（三）适配设备运行

货架系统需与堆垛机、AGV 等自动化设备的运行参数匹配。

货架的立柱间距、层高需符合堆垛机的货叉伸缩范围和起升高度要求，

货架通道宽度需满足堆垛机或 AGV 的运行转弯半径，确保设备在存取作业时无碰撞风险，提升作业流畅性。

（四）安全稳定性

货架系统需通过结构力学计算确保整体稳定性，抵抗堆垛机运行时的侧向力、地震荷载等外力影响。

同时，货架的连接部件（如螺栓、横梁扣）需具备高强度和防松动设计，

定期维护时可快速检测和加固，避免因结构失效导致安全事故。

二、核心设计要素

（一）货架类型选择

根据原料的存储需求，常见的货架类型及设计要点如下：

横梁式货架：

结构设计：由立柱、横梁、层板（可选）组成，横梁与立柱通过挂钩或螺栓刚性连接，

层高可灵活调节（调节间距通常为 50-100mm），适配不同高度的原料。

适配场景：适用于箱装、袋装、托盘装等规则形状原料，尤其适合多品种、小批量存储。

例如，电子行业的塑料颗粒原料、食品行业的面粉袋等，可通过托盘单元存储在横梁式货架上，方便堆垛机快速存取。

特殊设计：对于超重托盘（如单托重量超过 1 吨），横梁需采用加厚型钢（如 H 型钢），并增加横梁支撑件，提升承载稳定性。

驶入式货架：

结构设计：采用连续的货架列，叉车或堆垛机可直接驶入货架内部存取货物，

通道与存储区域合一，减少通道占用空间。货架深度通常为 5-10 个托盘位，通过背拉装置连接立柱，增强整体刚性。

适配场景：适合大批量、同批次原料存储，如化工行业的基础原料、建材行业的水泥袋等。

设计时需注意 “先进后出” 的存取特性，与生产计划中的原料消耗顺序匹配。

安全设计：货架入口处需设置防撞护脚，避免设备驶入时碰撞立柱；内部横梁端部需安装缓冲垫，减少托盘与货架的摩擦损伤。

悬臂式货架：

结构设计：由立柱和悬臂梁组成，悬臂梁通过螺栓固定在立柱上，可根据原料长度调节间距（通常悬臂长度为 1-3 米），

立柱底部通过地脚螺栓与地面固定，增强抗倾覆能力。

适配场景：用于存储长条形原料，如钢材、木材、玻璃管等。

对于重型长料（如直径≥300mm 的钢管），需采用双悬臂结构（两侧均伸出悬臂），并在悬臂端部设置挡块，防止原料滑落。

辅助设计：可搭配电动葫芦或堆垛机的伸缩货叉，实现长料的机械化存取，悬臂表面可粘贴防滑橡胶垫，增加原料与货架的摩擦力。

阁楼式货架：

结构设计：通过立柱和横梁搭建多层阁楼平台（通常为 2-3 层），平台采用花纹钢板或网格板，

具备防滑和承重功能，各楼层通过楼梯或升降机连接，底层可作为货架或通道使用。

适配场景：适合轻型、小体积原料（如电子元件、包装材料），利用垂直空间拓展存储面积。

设计时需计算平台的均布载荷（通常为 200-500kg/㎡），并设置护栏（高度≥1050mm）保障人员安全。

自动化适配：阁楼平台可与皮带输送机或 AGV 配合，实现楼层间的原料自动转运，提升多层存储的作业效率。

（四）布局规划

分区存储：根据原料的特性（如重量、存储要求）划分货架区域，

例如，重型原料区采用低层高、高承载的横梁式货架，轻型原料区采用阁楼式货架，

长条形原料区集中布置悬臂式货架，便于设备集中作业和管理。

通道设计：堆垛机通道宽度需根据设备型号确定（通常为 1.5-3 米），

通道两侧的货架需保持平行，偏差≤5mm/m，确保堆垛机运行轨迹精准；出入库口的货架需预留缓冲空间，与输送设备对接顺畅。

标识系统：在货架立柱或横梁上粘贴二维码或条形码标签，

标注货位编号、存储原料类型、大承载等信息，配合 WMS 系统实现货位精准定位和库存管理。

三、特殊场景设计要点

（一）防爆环境

对于存储易燃易爆原料（如化工溶剂、油气原料）的仓库，货架系统需采用防爆设计：

货架材料避免使用易产生火花的金属（如铝合金），连接部件采用铜制或镀铜处理，防止摩擦产生静电；

货架与地面之间加装绝缘垫，减少静电传导，同时设置接地装置（接地电阻≤4Ω），及时释放静电；

货架间距需增大至 1.5 倍常规距离，预留足够的通风和防爆空间，配合仓库的防爆灯具和消防系统使用。

（二）低温环境

在存储冷链原料（如冷冻食品原料、医药原料）的低温仓库中，货架系统需适应 - 18℃以下的环境：

材料选用低温韧性好的钢材（如 Q355ND 低温钢），避免低温脆化导致断裂；

连接螺栓采用不锈钢材质，防止低温下生锈卡死，定期涂抹低温润滑脂；

货架底部与地面之间加装防腐木垫，隔离地面冷凝水对货架的侵蚀。

（三）高密度存储

针对存储量大、出入库频率低的原料（如季节性原料），可采用高密度货架系统：

选用穿梭车货架，通过穿梭车在货架轨道上运行实现货物存取，减少通道数量，存储密度比横梁式货架提高 30% 以上；

采用压入式货架，利用重力实现货物的自动滑行，适合 “先进后出” 的存储策略，结构上需增加斜度设计（3°-5°），确保货物平稳移动。

通过科学的设计与优化，原料库自动化立体仓库的货架系统能够实现 “空间利用率高、作业高效化、存储安全化” 的目标，

为原料的全流程管理提供坚实的物理支撑。