9倉(cāng)位立體倉(cāng)庫(kù)模擬裝置及控制【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘   要  立體倉(cāng)庫(kù)是物流中的重要組成部分，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。近年來(lái)，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重堆垛設(shè)備，它能夠在自動(dòng)化立體的巷道中來(lái)回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。本文詳細(xì)論述了在現(xiàn)代大多數(shù)企業(yè)中普遍使用的雙立柱堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)方案，文章的重點(diǎn)放在其三個(gè) 部件：升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上。首先，提出各個(gè)機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案；其次，對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的受力情況進(jìn)行了分析并計(jì)算，然后估算初取值，再進(jìn)行校核，最后確定各個(gè)實(shí)際值。  關(guān)鍵詞 :升降機(jī)構(gòu) ， 行走機(jī)構(gòu) ， 貨叉伸縮機(jī)構(gòu)  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is it is to of It is of In of of is of is in up it in of in of in of or in go to of of of in in in a of of of by 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目   錄  1 緒論  . 1 垛機(jī)簡(jiǎn)介  . 1 垛機(jī)的發(fā)展  . 1 軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn)  . 3 垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述  . 4 究背景及意義  . 4 究的內(nèi)容  . 5 2 堆垛機(jī)貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 6 線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  . 6 珠絲 杠螺母副的計(jì)算與選型  . 7 進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用  . 9 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  . 10 3 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 14 珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型  . 14 進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用  . 16 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  . 16 4 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算  . 19 線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  . 19 珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型  . 20 進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用  . 21 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  . 22 5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  . 25 動(dòng)器  . 25 進(jìn)電機(jī)原理  . 25 片機(jī)的選用  . 26 線 原理圖  . 26 6 結(jié)論  . 28 參考文獻(xiàn)  . 29 致謝  . 30 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 緒論  垛機(jī)簡(jiǎn)介  堆垛機(jī)是一種安裝了起重設(shè)備的有軌或無(wú)軌小車(chē)。堆垛機(jī)上裝有電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)堆垛機(jī)移動(dòng)和托盤(pán)的升降，一旦堆垛機(jī)找到需要的貨位，就可以將零件或貨箱自動(dòng)推入或拉出貨架，堆垛機(jī)上有檢測(cè)橫向移動(dòng)和起升高度的傳感器，辯認(rèn)貨位的位置和高度，有時(shí)還可以閱讀貨箱內(nèi)零件的名稱(chēng)以及其他有關(guān)零件信息。  垛機(jī)的發(fā)展  近年來(lái)，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)提高生產(chǎn)率、降低成本非常重要。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重堆垛設(shè)備。本文著重 就堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步研究。  立體倉(cāng)庫(kù)是指采用高層貨架配以貨箱或托盤(pán)儲(chǔ)存貨物，用巷道堆垛機(jī)及其他機(jī)械進(jìn)行作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。  它的特點(diǎn)有：（ 1）、高層貨架存儲(chǔ)。節(jié)約用地，充分利用庫(kù)房空間增大存儲(chǔ)量 ;  （ 2）、自動(dòng)存取。收發(fā)準(zhǔn)確迅速，提高入出庫(kù)效率，機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)解放人力，減小勞動(dòng)強(qiáng)度；   （ 3）、計(jì)算機(jī)控制。自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的存儲(chǔ)和管理，自動(dòng)打印各種報(bào)表。  （ 4）、可與其他輸送設(shè)備配合使用，使生產(chǎn)、分揀、倉(cāng)儲(chǔ)更好地鏈接，節(jié)約管理成本。  自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可以認(rèn)為是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與立體倉(cāng)庫(kù)的有機(jī)結(jié)合，它是由高層貨架、巷道堆垛機(jī)、自動(dòng)分揀系統(tǒng)、入出庫(kù)自動(dòng)輸送系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)及其周邊設(shè)施與設(shè)備組成的可對(duì)集裝單元貨物實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程的一個(gè)綜合系統(tǒng)。  自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)生和發(fā)展是生產(chǎn)力高度發(fā)展的結(jié)果。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，原有的倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)不能滿足社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求，同時(shí)伴隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，引起地價(jià)不斷上漲，迫使人們不得不考慮倉(cāng)儲(chǔ)空間向立體化方向發(fā)展。因此，高層貨架出現(xiàn)了，隨之要求有新型的裝卸搬運(yùn)機(jī)械與周邊設(shè)備與之配套。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程的自動(dòng)化提供了基本條件， 因而，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就應(yīng)運(yùn)而生了。  相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展起步較晚，我國(guó)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)大部分是簡(jiǎn)易的中低層小型分離式倉(cāng)庫(kù)。貨架只有單元貨架和重力貨架兩種。作業(yè)方式幾乎都是巷道堆垛機(jī)配以自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)、叉車(chē)或輸送機(jī)等周邊設(shè)備。這些倉(cāng)庫(kù)主要分布在機(jī)械制造業(yè)，其次是商業(yè)、電氣行業(yè)。倉(cāng)庫(kù)的控制以手動(dòng)控制為主，自動(dòng)控制方式很少見(jiàn)。在已經(jīng)建成的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中，有一些還處于調(diào)試中，有一些則因故障率太高。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 代初，一些部隊(duì)倉(cāng)庫(kù)和少數(shù)企業(yè)率先使用具有高層貨架，并利用堆垛起重機(jī)進(jìn)行入、出庫(kù)作業(yè)的立體倉(cāng)庫(kù)。當(dāng)時(shí) 因?yàn)閯倓偨佑|，對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的要求不高。只有少數(shù)立體庫(kù)采用現(xiàn)自動(dòng)認(rèn)址、光電探測(cè)貨位、微機(jī)賬目管理，大多數(shù)的堆垛機(jī)仍使用手動(dòng)控制入、出庫(kù)作業(yè)。它與一般平庫(kù)比較，主要是利用空間，增加存儲(chǔ)量，減少占地，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和減少貨物破損率。盡管如此，立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)已較為明顯地被人們所看到。80年代至 90年代初，立庫(kù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造有了很大發(fā)展。全國(guó)至少有十幾家科研單位和生產(chǎn)廠家在進(jìn)行自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的科研、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造。近些年來(lái)，倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)已有了自己的學(xué)術(shù)組織，定期在全國(guó)范圍內(nèi)交流學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)目前我國(guó)立庫(kù)行 業(yè)的設(shè)計(jì)制造水平，參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制定出了一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。使立體倉(cāng)庫(kù)的科研、設(shè)計(jì)、制造進(jìn)入規(guī)范化發(fā)展。   從立庫(kù)設(shè)計(jì)，制造和使用的現(xiàn)狀來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家走在我們前面。引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，最終國(guó)產(chǎn)化成為自己的產(chǎn)品，這無(wú)疑是一條捷徑。先決條件是要引進(jìn)先進(jìn)的，不適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的項(xiàng)目，決不盲目引進(jìn)。  1956年美國(guó)建立第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，目的為軍事上自動(dòng)化搬運(yùn)彈藥，之后又成功運(yùn)用在航空母艦上為完成艦載機(jī)的換裝，由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有占地面積少，差錯(cuò)少，節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)，大大提升了航空母艦戰(zhàn)斗機(jī)群輪番戰(zhàn)斗 能力。整個(gè) 60年代，美國(guó)建造 1836座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，其中大部分分布在以五大湖為核心的工業(yè)地帶上。存在必然有其合理性。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可靠性高，節(jié)省勞動(dòng)力，零件容易維修更換，操作簡(jiǎn)單方便，導(dǎo)致了工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)物流成本下降，建設(shè)費(fèi)用和土地資源都得到有效節(jié)約。在美國(guó)各個(gè)地區(qū)都掀起了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的熱潮。  正確的理論一經(jīng)掌握，群眾就有無(wú)窮的物質(zhì)力量。進(jìn)入 70年代以后，日本通過(guò)采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的建筑技術(shù)，首先在多火山多地震地帶建立起第一幢 60層以上的高樓，之后，整個(gè) 70年代，日本勞動(dòng)人民在自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的 幫助下，先后建設(shè)了 2000多座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，數(shù)量和整個(gè)歐洲的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量相同。這一運(yùn)動(dòng)有效節(jié)約了整個(gè)日本國(guó)內(nèi)的勞動(dòng)力和土地資源，為之后日本國(guó)內(nèi)的物流系統(tǒng)現(xiàn)代化奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)入80年代后，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)先后在歐洲各個(gè)國(guó)家得到廣泛利用和改良。以荷蘭的路特丹港口為例，工程師與設(shè)計(jì)人員采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)對(duì)集裝箱堆放場(chǎng)等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使古老港口獲得新的生命。在發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家，由于工業(yè)資本的轉(zhuǎn)移，社會(huì)逐漸向消費(fèi)型和享受型轉(zhuǎn)變。大規(guī)模和超大規(guī)模的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)過(guò)時(shí)。美國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示， 2005年全美國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)使用率已經(jīng)萎縮了一半，而使用在流通領(lǐng)域中的物流配送中心（自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的改進(jìn)形式）則增加了 20%。  目前澳大利亞 成淡季是倉(cāng)庫(kù)，旺季是會(huì)展的商業(yè)物流地產(chǎn)。意大利則開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化立體停車(chē)場(chǎng)，希臘則建設(shè)了地下自動(dòng)化立體采礦系統(tǒng)，為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)未來(lái)的發(fā)展、消亡和涅磐提出了值得我國(guó)參考和借鑒的思路。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車(chē)上懸掛一個(gè)門(mén)架（立柱），利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動(dòng)及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物，通常稱(chēng)之為橋式堆垛機(jī) 。 1960年左右在美國(guó)出現(xiàn)了巷道式堆垛機(jī)。這種堆垛機(jī)是在地面上的導(dǎo)軌行走，利用上部的導(dǎo)軌防止傾倒；或者相反，在上部導(dǎo)軌上行走，利用地面導(dǎo)軌防止傾倒。其后，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，堆垛機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)性能越來(lái)越好，高度也在不斷增加，到目前為止，堆垛機(jī)的高度可達(dá) 40m，事實(shí)上，如果不受倉(cāng)庫(kù)建筑和費(fèi)用的約束，堆垛機(jī)的高度可以不受限制。  有軌巷道式堆垛機(jī)替代橋式堆垛機(jī)主力地位的原因如下：與巷道堆垛機(jī)相比，自重很大，必須用比較堅(jiān)固的建筑結(jié)構(gòu)支持。為使堆垛機(jī)的大梁通過(guò)，在倉(cāng)庫(kù)頂部與貨架之間要有 很大的空間。堆垛機(jī)的通道寬度大，作業(yè)范圍要受大梁的跨度的限制。與巷道無(wú)軌堆垛機(jī)相比，有軌巷道堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)上有很大的不同。它采用鋼輪在鋼軌上運(yùn)行，而巷倒無(wú)軌堆垛機(jī)則采用輪胎，因此在輪壓不同時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的變形量；有軌堆垛機(jī)采用立柱，無(wú)軌堆垛機(jī)采用多級(jí)門(mén)架，當(dāng)門(mén)架伸出時(shí)，由于門(mén)架間的間隙，貨叉尖的水平和垂直位移會(huì)隨門(mén)架升降高度的變化而變化。凡此種種因素都對(duì)巷道無(wú)軌堆垛機(jī)的貨叉在垂直和水平方向上的定位精度產(chǎn)生影響。  軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn)  有軌巷道堆垛機(jī)的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來(lái)回運(yùn)行，將位于巷道口入庫(kù) 臺(tái)上的貨物存入貨位；或者將貨位內(nèi)的貨物取出送到巷道口的出庫(kù)臺(tái)上。  整體結(jié)構(gòu)高而窄。由于采用有軌巷道堆垛機(jī)的高架倉(cāng)庫(kù)貨架很高，而巷道很窄，堆垛機(jī)的寬度一般只與所搬運(yùn)的單元貨物的寬度相同。  結(jié)構(gòu)的剛度和精度要求高。堆垛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除需滿足強(qiáng)度要求外，結(jié)構(gòu)的靜剛度，動(dòng)剛度是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。制動(dòng)時(shí)，機(jī)架頂端水平位移一般要求不超過(guò) 20構(gòu)振動(dòng)衰減時(shí)間要短。載貨臺(tái)在立柱上的升降導(dǎo)軌的不垂直度一般要求不超過(guò)3 取物裝置復(fù)雜。堆垛機(jī)配備有特殊的取物裝置，常用的有伸縮貨叉，伸縮平板和可對(duì)物料箱或特殊形 狀貨物作業(yè)的機(jī)器手，工作時(shí)，能對(duì)兩側(cè)貨架作業(yè)，存取貨物。  堆垛機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)要同時(shí)滿足快速，平穩(wěn)和準(zhǔn)確三個(gè)方面的要求。即要求堆垛機(jī)的工作速度高，啟，制動(dòng)快，盡量縮短作業(yè)周期；還要求平穩(wěn)性好，啟，制動(dòng)要平穩(wěn)，以防貨物單元在載貨臺(tái)上發(fā)生滑移或使裝在托盤(pán)上的貨物發(fā)生倒塌，并減少結(jié)構(gòu)的動(dòng)載荷；同時(shí)要求具有較高的停車(chē)準(zhǔn)確性，能保證載貨臺(tái)停在指定的貨位，停車(chē)的精度在510 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述  垛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成和形式  堆垛機(jī)一般由升降機(jī)構(gòu)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)，載貨臺(tái)及取貨裝置組成。下面對(duì)本設(shè)計(jì)的雙立柱堆 垛機(jī)各機(jī)構(gòu)做出介紹。   運(yùn)行機(jī)構(gòu)  運(yùn)行機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般由電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，制動(dòng)器，減速器和行走車(chē)輪組成。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在位置的不同分為地面運(yùn)行式，上部運(yùn)行式，中間運(yùn)行式等，本處采用地面運(yùn)行式。這種方式用四個(gè)車(chē)輪，沿設(shè)在地面的單軌運(yùn)行。堆垛機(jī)的頂部有兩組水平輪沿固定在上橫梁的工字鋼導(dǎo)向，上橫梁用螺栓和立柱連在一起。下橫梁用槽鋼和鋼板拼焊，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主從動(dòng)車(chē)輪，電器柜等都裝在它的上面，下橫梁的兩側(cè)還裝有緩沖器，防止堆垛機(jī)在巷道兩端因失控而產(chǎn)生很大的碰撞力。如果堆垛機(jī)要走彎道，還可對(duì)導(dǎo)向軌道做 一些改進(jìn)，本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化這方面的要求不考慮。  升降機(jī)構(gòu)  升降機(jī)構(gòu)是使載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。一般由電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，減速器，滾筒或輪以及柔性件組成。常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈兩種。除一般的齒輪減速機(jī)外，由于需要比較大的速比，因而采用蝸輪蝸桿減速機(jī)和行星減速機(jī)。起重鏈傳動(dòng)裝置多數(shù)裝在上部，常配有平衡重塊，以減小提升功率。為使起重機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，常使用帶制動(dòng)器的電機(jī)。鋼絲繩通過(guò)上橫梁兩側(cè)的定滑輪與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪聯(lián)接。垂直升降的支撐部件為立柱，立柱為一抗扭曲的箱形結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)軌就裝在立柱的兩側(cè)，立柱上還裝有上下極限位置開(kāi) 關(guān)等部件。   貨叉機(jī)構(gòu)  貨叉機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，裝在堆垛機(jī)載貨臺(tái)上，可以橫向伸縮以便向兩側(cè)貨格送入或取出貨物。一般按叉子的數(shù)量分為單叉貨叉，雙叉貨叉和多叉貨叉。其中多叉貨叉多用在特長(zhǎng)貨物的堆垛。貨叉多采用三級(jí)直線差動(dòng)式伸縮貨叉，由上叉，中叉，下叉及起導(dǎo)向作用的滾針軸承等組成，以減少巷道的寬度，且使之具有足夠的伸縮行程。貨叉按結(jié)構(gòu)形式分有兩種：齒輪 鏈條方式。貨叉的伸縮原理是下叉安裝在載貨臺(tái)上，中叉在齒輪齒條或鏈輪鏈條的驅(qū)動(dòng)下，從下叉的重點(diǎn)向左或向右移動(dòng)約自身長(zhǎng)度的一半，上叉從中叉 的中點(diǎn)，向左或向右伸出比自身長(zhǎng)度一半稍長(zhǎng)的長(zhǎng)度。上叉由兩根滾子鏈或鋼絲繩驅(qū)動(dòng)，鏈條或鋼絲繩的一端固定在下叉或載貨臺(tái)上，而另一端固定在上叉上。  垛機(jī)的控制系統(tǒng)  本堆垛機(jī)控制系統(tǒng)用單片機(jī)控制。  究背景及意義  自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是物流中的重要組成部分，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 低成本有著重要意義。近年來(lái)，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體 倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重堆垛設(shè)備，它能夠在自動(dòng)化立體的巷道中來(lái)回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。  世界主要工業(yè)國(guó)家都把著眼點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高新技術(shù)上，更加注重實(shí)用性和安全性。在堆垛機(jī)方面，我們應(yīng)當(dāng)看到和世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出不足，打破傳統(tǒng)思路，推出新的外形和更高性能的堆垛機(jī)。  相信，通過(guò)我們的不斷努力，必能設(shè)計(jì)出高速、安全、可靠性能高的堆垛機(jī)，為增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力，為我國(guó)填補(bǔ)一分科技空白。  究的內(nèi)容  在堆垛機(jī)設(shè)計(jì)中將做以下工作： (1)堆 垛機(jī)的貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算； (2)堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算； (3)堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算； (4)堆垛機(jī)運(yùn)行控制  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 堆垛機(jī)貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算  貨叉連在絲杠螺母上，通過(guò)絲杠螺母的移動(dòng)帶動(dòng)貨叉的伸縮，同時(shí)通過(guò)機(jī)座連接絲杠螺母與滑塊，直線導(dǎo)軌副受力，起到力支撐的作用。  線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型  塊承受工作載荷工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本設(shè)計(jì)采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支撐形式。  圖 2塊受力分析  如圖 2示可得： 12 ， )( 111  所以 09563 541 02 ， 56354101 單個(gè) 滑塊所受的最大垂直方向載荷為 ：  2/4/2m a x (2其中，移動(dòng)部件的重量 12 ，代入上式得 到最大工作載荷 :  1  3m a x  根據(jù)工作載荷  1  3m a x ,初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 列的，起額定載荷  6。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 任務(wù)書(shū)規(guī)定倉(cāng)庫(kù)深為 200慮工作行程應(yīng)留有一定余量，按標(biāo)準(zhǔn)系列，選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為 460。  離壽命的計(jì)算  上述選取的 列 導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60作溫度不超過(guò)100 ，每跟導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度等級(jí)為 4 級(jí)，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù)為 f 、溫度系數(shù)為 f 、接觸系數(shù)為 f、精度系數(shù) f 、載荷系數(shù)為 f6。  距離壽命 ：  22556503m a x               (2     夠大，滿足設(shè)計(jì)需求。  珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型  大工作載荷  已知移動(dòng)部件總重量 13 ，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，6。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷 ：  （ 2 所以 。  大動(dòng)工作載荷  設(shè)工作臺(tái)最大快進(jìn)速度 m 000  ,初選絲杠導(dǎo)程 ，則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速  （ 2 所以 33  ， 取滾珠 絲杠的使用壽命 5000 ，代入  1000000/60 (2得絲杠壽命系數(shù) 300 取載荷系數(shù) f，滾道硬度為 60，取硬度系數(shù) f  6，  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (2求得最大動(dòng)載荷 662。  選型號(hào)    根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇 4005滾珠絲杠副 6，其 公稱(chēng)直徑為 40程為 5度等級(jí)取 5 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 18292N，大于足要求。  動(dòng)效率的計(jì)算     將公稱(chēng)直徑 0，導(dǎo)程 ,代入   oh r c t g (2得絲杠螺旋升角 。將摩擦角 10 代入   tg/                          (2得傳動(dòng)效率 。  度的驗(yàn)算  （ 1） 工作臺(tái)上滾珠絲杠副的支撐采用“單推 方式。絲杠的兩端各采用一對(duì)推力角接觸軸承，面對(duì)面組配，左、右支撐的中心距離約為 60 ，鋼的彈性模量 10000 ;滾珠直徑 絲杠底徑   6，  4/22                              (2絲杠截面積 222  2 94/ 。  絲杠在工作載荷 用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量          0  （ 2 （ 2） 根據(jù)公式   3/ （ 2 求得單圈滾珠數(shù) 40Z ；該型號(hào)絲杠滾珠的圈數(shù) 列數(shù)為 3 1，代入公式：  列數(shù)圈數(shù) 2 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 得滾珠總數(shù)量 120 Z。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力  (2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量   2 （ 2 因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載荷的 1/3，所以實(shí)際變形量可減小一半， 。  （ 3）  將以上算出的 1 和 2 代入  21 總                         （ 2 求得絲杠總變形量  3  0 總 。  絲杠的有效 行程為 1705 級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在 時(shí)行程偏差允許達(dá)到 23 m6，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。  桿穩(wěn)定性校核    計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷支撐系數(shù) 1由絲杠底徑   6，求得截面慣性矩  442 2 6 8 5 564/                      （ 2 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3；滾動(dòng)螺母至軸向固定處外的距離 a 取最大值 450入  22K （ 2 得臨界載荷  ,遠(yuǎn)大于工作載荷 ，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。  綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。  進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用                        （ 2                                 由于傳動(dòng)比 所以不需要減速箱。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量  已知：滾珠絲杠的公稱(chēng)直徑 0,總長(zhǎng) 50 ,導(dǎo)程 ,材料密度3/00785.0  ,移動(dòng)部件總重力 ,傳動(dòng)比 55.0i ,定位精度  滾珠絲杠 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：  22S                               (2滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2110.0 。  初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110五相混合式，由常州寶馬集團(tuán)公司生產(chǎn)，五 相驅(qū)動(dòng)時(shí)的步距角為 該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2/4 6。  則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：  22 /（ 2 算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (1)快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承 受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩1一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩0T。 因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，0以忽略不計(jì) 6。則有：   m 2 考慮傳動(dòng)鏈的總效率 ，計(jì)算空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上最大加速轉(zhuǎn)矩：   1602m a x a                       （ 2其中：                   m  1 63 6 0m a x m (2紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 式中空載最快移動(dòng)速度，指定為 2000mm/ 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，預(yù)選電動(dòng)機(jī)為 ；   脈沖當(dāng)量 ， 脈沖/004.0  。  設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止加速至 需時(shí)間 ，傳動(dòng) 鏈總效率  。則由式（ 2得：   a x  移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：   0 0  式中 導(dǎo)軌的摩擦因素，滾動(dòng)導(dǎo)軌取   傳動(dòng)鏈效率，取 速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：   9 3 a  (2)最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩2括三部分：一部分是折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩0T，0T，以忽略不計(jì) 6。則有：           2                               垂直方向承受最大工作負(fù)載情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：   0 0 (                 (2以  e qT e qT e q ,1ma x  進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定   紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)要考慮安全系數(shù)。取 4K , 則步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：       5 7  a x           （ 2 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 66?？梢?jiàn)，滿足要求。  進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核  (1)最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩校核   任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度m 000m a x f ，  60                         （ 2 求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 a x 。從 圖 2動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 a x，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 滿足要求。  圖 2動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線  (2)最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核   任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快空載移動(dòng)速度000m a x  ，求出其對(duì)應(yīng)運(yùn)行頻率 f 。在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 足要求。  (3) 最 快 空 載 移 動(dòng) 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 行 頻 率 校 核   與 快 速 空 載 移 動(dòng) 速 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 000m a x  對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率為 2500m  。 110動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá) 20000 6，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限。  (4)起動(dòng)頻率的計(jì)算   已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 24 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率 8006。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為：  558/1/               (2上式說(shuō)明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng) 頻率都必須小于1558 實(shí)際上，再采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選的更低，通常只有 100 綜上所述，所用 110進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算  貨叉機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)構(gòu)連接在絲杠螺母上，通過(guò)絲杠螺母的移動(dòng)帶動(dòng)貨叉機(jī)構(gòu)的升降。   珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型  大工作載荷  螺母受到垂直方向的載荷 NF z 。  已知 移 動(dòng)部件總重量 ，取顛覆力矩影響系數(shù)  ， 由（ 2得 滾珠絲杠副的最大工作載荷 ：  NF m 2 3  6  8 。  大動(dòng)工作載荷 計(jì)算    設(shè)工作臺(tái)最大快進(jìn)速度 m 000  ,初選絲杠導(dǎo)程 ，則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速  所以 33  ，取滾珠絲杠的使用壽命 0000 ，由 (2  絲杠壽命系數(shù) 200 取載荷系數(shù) f，滾道硬度為 60，取硬度系數(shù) f ，                             由 (2得最大動(dòng)載荷   選型號(hào)    根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠 導(dǎo)程，選擇 4005滾珠絲杠副 6，其 公稱(chēng)直徑為 40程為 5度等級(jí)取 5 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 18292N，大于足要求 。  動(dòng)效率的計(jì)算     將公稱(chēng)直徑 0，導(dǎo)程 ,代入  (2絲杠螺旋升角 。將摩擦角 10 代入 (2傳動(dòng)效率 。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 度的驗(yàn)算  (1)工作臺(tái)上滾珠絲杠副的支撐采用“單推 方式。絲杠的兩端各采用一對(duì)推力角接觸軸承，面對(duì)面組配，左、右支撐的中心距離約為 310 ，鋼的彈性模量 10000 ;滾珠直徑 絲杠底徑   6，由 (2得 絲杠截面積 222  2 94/ 。  由（ 2 絲杠在工作載荷  用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量 ：          1  (2)根據(jù)公式 （ 2求得單圈滾珠數(shù) 40Z ；該型號(hào)絲杠滾珠的圈數(shù) 列數(shù)為 31，代入公式： （ 2得滾珠總數(shù)量 120 Z。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力  0213/                        滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量   2 因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載荷的 1/3，所以實(shí)際變形量可減小一半， 。  (3) 將以上算出的 1 和 2 代入  21 總                           求得絲杠總變形量  0  1 總 。  絲杠的有效行程為 1260 5級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在 250 時(shí)行程偏差允許達(dá)到 55 m6，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。  桿穩(wěn)定性校核    計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷支撐系數(shù) 1由絲杠底徑   6， 由（ 2求得截面慣性矩 442 2 6 8 5 564/ 。                       壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 動(dòng)螺母至軸向固定處外的距離 a 取最大值 1300 (2臨界載荷  ,遠(yuǎn)大于工作載荷 ，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。  綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。  紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用  由 （ 2得 由于傳動(dòng)比 所以不需要減速箱。  進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型  算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量   已知：滾珠絲杠的公稱(chēng)直徑 0,總長(zhǎng) 300 ,導(dǎo)程 ,材料密度3/00785.0  ,移動(dòng)部件總重力 ,傳動(dòng)比 89.0i ，定位精度為  滾珠絲杠 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 由（ 2得：  滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 24.6 。  初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110五相混合式，由常州寶馬集團(tuán)公司生產(chǎn)，五 相驅(qū)動(dòng)時(shí)的步距角為  該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2/4 6。  則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由（ 2得：  22 /  算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (1)快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩1一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩部分是 移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩0T。 因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，0以忽略不計(jì) 6。則由（ 2（ 2 (2得 ：   a x  移動(dòng)部 件運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：   0 0 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 式中 導(dǎo)軌的摩擦因素，滾動(dòng)導(dǎo)軌取   傳動(dòng)鏈效率，取  (2得 快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：   2 5 a                      (2)最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)