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國內木托盤損壞及維修現狀調研

來源:北京科技大學機械工程學院 | 2012-08-28 17:21 | 作者:唐英 李恒正

  為了制定我國托盤維修標準,并保證所制定的標準更加符合我國實際情況,我們對我國木托盤損壞及維修現狀進行了調研。依據ISO國際標準《木質平托盤修理》(ISO18613:2003)的內容設計調研項目,主要包括木托盤損壞類型、維修方式及廢棄托盤處理方式這三個方面。調研對象主要是北京地區的二手托盤回收站,調研托盤數量大約2500個。通過調研發現,這些二手托盤回收站回收的托盤規格有幾十種之多,托盤的類型主要是墊塊式托盤、縱梁式托盤、翼托盤以及局部四向進叉托盤四種。

  1. 托盤破損類型調研

  按照國際標準所列出的托盤損壞類型進行統計,結果如表1所示。可以看出,若按托盤破損類型分,至少61%的托盤破損與托盤構件裂紋相關,如開裂、缺失等。而按破損部位分,59%的托盤損壞發生在鋪板上,21%的托盤損壞與墊塊、縱梁或縱梁板有關,和緊固件釘子相關的托盤破損則占19%,說明鋪板破損的幾率最大。這一結果與木托盤的用材、各構件的用材比重和作用以及托盤使用工況等密不可分。

  制作木托盤各構件的材料是木材。樹木在成長過程中難免會出現一些缺陷,比如裂紋、木節、鈍棱、蟲洞等,對木材的彈性模量、沖擊韌性、抗彎強度、干縮率及密度產生影響,在托盤承載時是應力集中的多發部位。而且,根據木托盤的生產工藝要求,用于制作托盤的木料需要進行干燥處理。在木材干燥的過程中,由于木材的各向異性特點,各個方向的收縮不等,橫紋大于順紋,橫紋干縮中弦向干縮又是徑向的一倍,彼此呈直角的三個方向收縮不一致而產生內應力。在托盤生產組裝時,內應力重新分布就會引起木材變形。托盤在使用過程中不可避免受到周圍環境及運輸條件的影響。而溫度和濕度的變化對木材含水率的影響很大,含水率的增加會引起木材細胞壁軟化,一般情況下,含水率每增加1%,強度約減少0.5%。溫度和濕度的變化還會造成濕脹干縮問題,引起托盤變形。變形托盤承載時易產生應力集中,一旦超過木材許用應力即會出現裂紋。因此,托盤木質構件的裂紋破損現象十分普遍。

  托盤的主要有效承載面是鋪板,鋪板橫跨在墊塊和縱梁上,墊塊和縱梁起支撐作用。根據木托盤的制造要求,對于力學性能較好的木材,鋪板的板寬總和在托盤長度的65%以上;力學性能較差的木材,鋪板的板寬總和在托盤長度的75%以上,鋪板是托盤中用材最多的構件。鋪板厚度18~22毫米,遠薄于墊塊或縱梁,且橫跨在墊塊和縱梁上呈簡支梁形式,在托盤構件中強度和剛度最低。鋪板在承載貨物時直接與所載貨物接觸、摩擦和碰撞,在貨物搬運時又需承受叉車刀叉摩擦和撞擊。因此,進行托盤作業時,鋪板受力最大,變形最大,且鋪板與縱梁板或墊塊連接處最容易出現應力集中的情況,超過木材許用應力而出現裂紋,直至造成鋪板部分木料缺失甚至是鋪板斷裂(見圖1)。鋪板受力超過鋼釘的握釘力時,釘子暴露甚至丟失,造成鋪板連接松動(見圖2),嚴重時出現鋪板丟失的現象(見圖3)。因此,鋪板的損壞率最高。

  2.托盤維修方式調研

  表2匯總了ISO18613中規定的托盤維修方式與調研現場維修方式。兩者對比可以看出,雖然總體上調研現場采用的維修方式與國際標準規定的維修方式基本相同,但是ISO國際標準中規定的維修方式更加規范。

  調研現場也有采用與國際標準規定不同的維修方式。例如在托盤縱梁受損時,現場一般是采用副梁加固的維修方式,即用一新縱梁作為副梁緊貼固定到原受損縱梁上,并且對副梁的選擇也沒有嚴格的要求(見圖4)。而根據國際標準ISO18613的要求,在縱梁上出現裂紋時,一般是采用帶齒的金屬板進行加固維修,防止在承載時裂紋繼續開裂(見圖5)。

  通過現場對托盤維修方式的調研,并與國際標準ISO18613中規定的托盤維修方式進行比較,可以看出,雖然國內托盤回收企業對回收木托盤的大部分損壞都可以非常迅速而經濟地進行維修,但在維修方式選擇的經濟性因素考量上因注重眼前利益而存在短視現象。國內托盤回收企業出于維修成本的考慮,偏向于因陋就簡的維修方式。而國際標準ISO18613中規定的維修方式,更注重維修后托盤的性能,通過最大化地延長托盤的使用壽命,降低托盤成本。

  最后調研了托盤的后期處理方式。對修復完成的托盤,按照國際標準ISO18613的規定,需要有關部門對其進行性能檢驗,滿足使用要求的會安裝維修標識,對于無法修復的托盤,刪除標識后,狀態較好的組件可以作為更換組件使用,不能再次使用的采取粉碎再生、焚燒方式處理。國內對修復好的托盤,沒有相關部門對其進行性能檢驗,也沒有維修標識,只是作為二手托盤繼續出售。無法修復的托盤,多數情況下作焚燒處理,少數有條件的企業對木板進行粉碎處理,實現原材料的再次利用。

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