柔性制造系統(tǒng)立體倉庫系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計

自動化立體倉庫是物流中的重要組成部分，它是在不直接進行人工干預的情況下自動地存儲和取出物流的系統(tǒng).它是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義.近年來，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認識到物流系統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)的發(fā)展非常重要.堆垛機是自動化立體倉庫中最重要的起重堆垛設(shè)備，它能夠在自動化立體的巷道中來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口.本文詳細論述了依據(jù)在學校實驗室自動化立體倉庫的設(shè)計方案，對其中的貨架、堆垛機和出入平臺進行設(shè)計.文章的重點放在堆垛機的三個部件：升降機構(gòu)、行走機構(gòu)、貨叉伸縮機構(gòu)的設(shè)計上.首先，提出各個機構(gòu)的總體設(shè)計方案；其次，對各個機構(gòu)的受力情況進行了分析并計算，然后估算初取值，再進行校核，最后確定各個實際值.本次設(shè)計的有軌堆垛機性能良好、動作靈活、操作方便、故障率低、維護簡單方便，滿足了生產(chǎn)的需要.關(guān)鍵詞：自動化立體倉庫；貨架；堆垛機；出入平臺ABSTRACTAutomationthree-dimensionalstorehouseisthatthingflowsimportantcompositionpart,itistostockandtakeoutvoluntarilyundernotdirectlycarryingouttheconditionofartificialinterventionthesystemthatthingflowsout.itisthehigh-techoutcomeofmodernindustrialsocialdevelopment,forraiseproductivityandreductioncosthaveimportantmeaning.Inrecentyears,alongwiththeunceasingraisingofenterpriseproductionandmanagement,moreandmoreenterprisesknowthatthingflowsoutreasonabilityandtheimprovementofsystem,isveryimportantforthedevelopmentofenterprise.Stackercranesisautomationthree-dimensionalstorehouseinmostimportanttakeheavycranepileupequipment,itcaninthetunnelofautomationcubeintheshuttleoperationofroundtrip,willlocateintunnelthegoodsofmouthstockgoodsshelf;oroppositetakeoutthegoodstransitingoodsshelfgototunnelmouth.ThispaperdescribeslaboratorybasedintheschooldesignplanRS,inthirdlyparts:elevatorGou,walkorganizationandforktelescopingmechanismdesign,designakindoftapethecranessafeorganizationofflexibleinstallationdesignscheme.first,putforwardtheoveralldesignschemeofeveryorganization;secondly,foreveryorganizationanalysebyforceconditioncalculate,thenestimationbeginningtakevalue,checknuclear,finaldefiniteeveryrealityagainworth.Thedesignofthecranerailworksoutingoodcondition,actionandflexible,convenientoperation,lowfailurerate,maintenance,simpleandconvenienttomeettheproductionneeds.Keyword:automationthree-dimensionalstorehouse；shelf；stackercranes；AccessplatformTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"1.1研究背景及內(nèi)容 11.2立體倉庫的基本組成 1\o"CurrentDocument"1.2立體倉庫的優(yōu)越性 2\o"CurrentDocument"1.3研究意義 2\o"CurrentDocument"第2章貨架的設(shè)計 3\o"CurrentDocument"2.1立體倉庫貨架設(shè)計原則 3\o"CurrentDocument"2.3貨架的確定 42.4出入平臺的類型選擇 5\o"CurrentDocument"2.5出入平臺的確定 5\o"CurrentDocument"第3章堆垛機的相關(guān)知識和升降機構(gòu)設(shè)計 7\o"CurrentDocument"3.1堆垛機的簡介 7\o"CurrentDocument"3.2堆垛機的發(fā)展 7\o"CurrentDocument"3.3有軌巷道式堆垛機 73.3.1有軌巷道式堆垛機的特點 73.3.2有軌巷道式堆垛機的類型 8\o"CurrentDocument"3.4堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計綜述 93.4.1堆垛機結(jié)構(gòu)的組成和形式 9\o"CurrentDocument"3.5堆垛機升降機構(gòu)的設(shè)計計算 103.5.1升降機構(gòu)零部件的設(shè)計計算 113.5.2升降機構(gòu)的電機減速器的選取 123.5.3制動器的制動容量的設(shè)計 12\o"CurrentDocument"第4章堆垛機門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 13\o"CurrentDocument"4.1框架的彎矩和撓度 134.1.1有叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩 14\o"CurrentDocument"4.2設(shè)計數(shù)據(jù)計算校核 144.2.1各部分的彎矩 154.2.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力 16\o"CurrentDocument"第5章堆垛機伸縮貨叉機構(gòu)的設(shè)計 17\o"CurrentDocument"5.1伸縮貨叉的擾度與強度 175.1.1下叉的受力分析 185.1.2中叉的受力分析 185.1.3上叉的設(shè)計分析 205.2貨叉各參數(shù)的選擇 20\o"CurrentDocument"5.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核 215.3.1軸承的選取校核 215.3.2鏈輪、鏈條的選取校核 22\o"CurrentDocument"第6章堆垛機行走機構(gòu)的設(shè)計計算 23\o"CurrentDocument"6.1堆垛機走行輪的設(shè)計 246.2走行裝置的電機、減速器的選取 256.2.1驗算運行速度和實際所需功率 256.2.2驗算起動時間 256.2.3起動工況下校核減速器功率 26\o"CurrentDocument"6.3選擇制動器 27\o"CurrentDocument"6.4選擇聯(lián)軸器 27\o"CurrentDocument"第7章結(jié)論與展望 29\o"CurrentDocument"7.1結(jié)論 29\o"CurrentDocument"7.2不足之處與未來展望 29\o"CurrentDocument"參考文獻 30\o"CurrentDocument"致謝 31第1章緒論高層貨架倉庫簡稱高架倉庫.一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運設(shè)備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫.由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”.1.1研究背景及內(nèi)容自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個重要組成部分，它具有節(jié)約用地、減輕勞動強度、消除差錯、提高倉儲自動化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲運損耗、有效地減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點。與廠級計算機管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自動化立體倉庫更是當今CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）及FMS（柔性制造系統(tǒng)）必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.1.1自動化立體倉庫的簡介和發(fā)展立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果.50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術(shù)，建立了第一座計算機控制的立體倉庫.此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科.60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一.我國對立體倉庫及其物料搬運設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機（機械部北京起重運輸機械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫（高15米，機械部起重所負責），該庫1980年投入運行.到目前為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座.立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視.自動化高架倉庫應(yīng)用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè).在我國，自動化高架倉庫應(yīng)用的行業(yè)主要有機械、冶金、化工、航空航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機場、港口等.1.2立體倉庫的基本組成自動化立體庫基本由以下部分組成：1、貨架貨架的設(shè)計是立體倉庫設(shè)計的一項重要內(nèi)容，它直接影響到立體倉庫面積和空間的利用率.貨架形式：貨架的形式有很多，而用在自動化立體倉庫的貨架一般有：橫梁式貨架、牛腿式貨架、流動式貨架等.設(shè)計時，可根據(jù)貨物單元的外形尺寸、重量及其它相關(guān)因素來合理選取.②貨格的尺寸：貨格的尺寸取決于貨物單元與貨架立柱、橫梁（牛腿）之間的間隙大小，同對，在一定程度上也受到貨架結(jié)構(gòu)型式及其它因素的影響.2、 堆垛機堆垛機是整個自動化立體倉庫的核心設(shè)備，通過手動操作、半自動操作或全自動操作實現(xiàn)把貨物從一處搬運到另一處.它由機架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機構(gòu)、提升機構(gòu)、載貨臺、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成.堆垛機形式的確定：堆垛機形式多種多樣，包括單軌巷道式堆垛機、雙軌巷道式堆垛機、轉(zhuǎn)巷道式堆株機、單立柱型堆垛機、雙立柱型堆垛機等等.堆垛機速度的確定：根據(jù)倉庫的流量要求，計算出堆垛機的水平速度、提升速度及貨叉速度.其它參數(shù)及配置：據(jù)倉庫現(xiàn)場情況及用戶的要求選定堆垛機的定位方式、通訊方式等.堆垛機的配置可高可低，視具體情況而定.3、 輸送系統(tǒng)根據(jù)物流圖，合理選擇輸送機的類型，包括：出入平臺、輥道輸送機、鏈條輸送機、皮帶輸送機、升降移載機、提升機等.同時，還要根據(jù)倉庫的瞬時流量合理確定輸送系統(tǒng)的速度.4、 其它輔助設(shè)備根據(jù)倉庫的工藝流程及用戶的一些特殊要求，可適當增加一些輔助設(shè)備，包括:手持終端、叉車、平衡吊等.5、 初步設(shè)計控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（WMS）的各功能模塊根據(jù)倉庫的工藝流程及用戶的要求，合理設(shè)計控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（WMS）.控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)一般采用模塊化設(shè)計，便于升級和維護.1.2立體倉庫的優(yōu)越性自動化立體倉庫其優(yōu)越性是多方面的，對于企業(yè)來說，可從以下幾個方面得到體現(xiàn)：1、 提高空間利用率2、 便于形成先進的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平3、 加快貨物的存取節(jié)奏，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率4、 減少庫存資金積壓5、 現(xiàn)代化企業(yè)的標志1.3研究意義自動化立體倉庫是物流中的重要組成部分，它是在不直接進行人工干預的情況下自動地存儲和取出物流的系統(tǒng).它是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義.近年來，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認識到物流系統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)的發(fā)展非常重要.堆垛機是自動化立體倉庫中最重要的起重堆垛設(shè)備，它能夠在自動化立體的巷道中來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口.世界主要工業(yè)國家都把著眼點放在開發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高新技術(shù)上，更加注重實用性和安全性.在堆垛機方面，我們應(yīng)當看到和世界發(fā)達國家的差距，總結(jié)經(jīng)驗，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.相信，通過我們的不斷努力，必能設(shè)計出高速、安全、可靠性能高的堆垛機，為增強我國綜合國力，為我國填補一分科技空白.第2章貨架的設(shè)計2.1立體倉庫貨架設(shè)計原則現(xiàn)代物流的發(fā)展，是立體倉庫的出現(xiàn)與發(fā)展的前提，是與工業(yè)、科技發(fā)展相適應(yīng)的?，F(xiàn)代化大生產(chǎn)，越來越促使工業(yè)生產(chǎn)社會化、專業(yè)化、集中化。生產(chǎn)的高度機械化，自動化必然要求物資的供應(yīng)分發(fā)及時、迅速、準確。這就促使立體倉庫技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并已成為工廠設(shè)計中高科技的一個象征。對于空間的規(guī)劃，首先必須先分類，了解各空間的使用方向，接著進行評估其在各方面的權(quán)重取舍，評估有了權(quán)重之比較后再行設(shè)計布置。倘若保管空間已受限而無法進行規(guī)劃設(shè)計變更，則就要尋求以何種方法來把現(xiàn)成的保管空間之利用率發(fā)揮到極限。這就對貨架提出了更高的要求?，F(xiàn)代化倉庫的出現(xiàn)，帶動著貨架的發(fā)展。主要設(shè)計原則好的自動化立體倉庫貨架系統(tǒng)一般都遵循以下幾個原則：1、 系統(tǒng)高性能、低造價（高性價比）；2、 盡量使用簡單合適的設(shè)備，使用設(shè)備最少，簡化整個物流系統(tǒng)；3、 物品處理次數(shù)最少，整體運行效率最高；4、 充分考慮人員和系統(tǒng)的安全；5、 無人化程度高，盡量減少人工干預；6、 滿足國家和行業(yè)有關(guān)標準，盡量采用標準的零部件和系統(tǒng)；7、 操作、維護簡單、方便；8、 降低使用和維護成本；9、 系統(tǒng)集成商較高的服務(wù)質(zhì)量；10、 靈活性高，系統(tǒng)易于改進、擴充和升級。此外，還有降低能耗、環(huán)保等方面的要求。在具體特定的場合下，以上原則有些可能是互相影響的，甚至互相制約的。為了做出最好的設(shè)計，設(shè)計人員必須具有扎實的理論基礎(chǔ)、豐富的實際經(jīng)驗和對買方要求的深入了解，并做出取舍，對相關(guān)的原則進行修正和補充。2.2立體倉庫貨架設(shè)計的要點貨架結(jié)構(gòu)應(yīng)按上列荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計.在設(shè)計整體式立體倉庫貨架的結(jié)構(gòu)時，尤其注意下列兩種最不利的荷載的組合：風載起作用時的全庫空載狀態(tài)下的受力；水平地震作用時全庫滿載下的受力.另外，對倉庫貨物分配狀態(tài)要充分給予考慮，即倉庫一側(cè)滿載，另一側(cè)空載狀態(tài)時，倉庫基礎(chǔ)的受力分析盡管存在著倉庫的貨物分配存放理論；盡管在倉庫的使用說明中已規(guī)定貨物在倉庫中的分配存放盡可能的均勻，但在設(shè)計計算時我們必須考慮最壞的可能.貨架型式的選擇也是整體式自動倉庫很關(guān)鍵的問題.貨架按其結(jié)構(gòu)型式分為整體式焊接貨架和組裝式貨架.按標準規(guī)定，組裝式貨架的立柱最大垂直偏差不應(yīng)大于全高的1/120，而庫架合一整體式貨架立柱的垂直偏差不得大于全高的1/1000，垂直絕對偏差值不得大于10mm，因此可以看出，整體式貨架的加工和安裝精度要比組合貨架要高.整體式自動倉庫的貨架型式選擇主要取決于各種荷載的計算，取決于倉庫的外型尺寸.由于組裝式貨架在安裝施工中具有較大的不確定性，所以在整體式倉庫的設(shè)計上經(jīng)常采用的是整體式焊接貨架.整體式焊接貨架的立柱選材也有方管、矩型管、槽鋼等材料，根據(jù)型材本身的特性和指標，選擇方管為佳.對于較高的倉庫，立柱選擇變截面和壁厚不一的業(yè)績也是常見的.整體式焊接貨架的焊接要在工裝上進行，工裝要進行驗證，貨架片在進入現(xiàn)場后，也要在工裝上進行組裝，以保證各種精度.整體式立體倉庫貨架的思路主要體現(xiàn)在貨架的受力分析和計算，整體式立體倉庫貨架的設(shè)計思路主要體現(xiàn)在以下幾個方面.整體式立體倉庫貨架設(shè)計體現(xiàn)在：1、 受力恒荷載：貨架本身結(jié)構(gòu)的自重與C型鋼和房架、檁條、屋面板、墻板的重量的結(jié)合就叫受力恒荷載，能承受都少重量是一個貨架存在的意義，這也是貨架最主要的功能.2、 受力活荷載：活荷載主要是要放在貨架上的貨物和托盤的總重量，不包括貨架的重量，受力活荷載還包括對屋面的雪或者雨水的承載.3、 豎向沖擊荷載：指機器或者人在存放貨物時對貨架產(chǎn)生的沖擊載荷.4、 風載：風的強度對貨架是有一定影響的，同時也是整體式立體倉庫貨架受力計算的重點.倉庫在風載作用下的安全性是一項重要的指標.5、 抗震裂度：整體式立體倉庫貨架的抗震烈度按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》嚴格執(zhí)行，一般取抗震裂度設(shè)防等級為7級.2.3貨架的確定立體倉庫貨架分類：1、 立體倉庫貨架按高度劃分:低層（貨架高度5M以下）沖層（貨架高度5?12M）/高層（貨架高度12M以上）；2、 立體倉庫貨架按規(guī)模劃分：小型（庫容量2000個托盤以下）/中型（庫容量2000?5000個托盤）/大型（庫容量5000個托盤以上）；3、 立體倉庫貨架按形式劃分：自動化有軌倉庫/無軌倉庫（窄通道三向堆垛叉車）.本設(shè)計是實驗室立體倉庫貨架設(shè)計，屬小型有軌倉庫，本設(shè)計用的是冷軋板金折彎，牛腿式可調(diào)組合結(jié)構(gòu)（冷軋板厚度不小于2mm），有雙排5層x10列，單倉庫凈空不小于460mmx460mmx400mm,每一單元承載重量不小于35Kg，外形尺寸（6.7x1.4x2.9）.采用CO2氣體保護焊接、立柱采用磨具拉伸成型，牛腿采用磨具沖壓成型.經(jīng)除油、酸洗、磷化、吹砂、打磨等8道預處理工序，表面環(huán)氧樹脂粉末靜電噴漆.貨架的外觀圖如下所示2.4出入平臺的類型選擇立體倉庫和外界的輸送線的銜接使用帶平移功能的出貨臺和入貨臺，立體倉庫堆垛機從貨架上取出貨物后放到出貨臺上，由出貨臺交換到輸送線上；同樣輸送線需要存放到貨架的貨物先要經(jīng)過貨臺交換，才能進入倉庫存儲.平移貨臺上有專用的漫反射傳感器，接入PLC通用I/O模塊，作為檢測信號.出入平臺的運動形式主要有以下幾種可行方案：方案一：輥筒式出入工作臺與輥筒式輸送機的結(jié)構(gòu)類似，采用單鏈結(jié)構(gòu)驅(qū)動輥子轉(zhuǎn)動，并在底座安裝電機驅(qū)動工作臺運動.方案二：帶輪式出入工作臺在工作臺上安裝帶輪，利用帶輪與物件間的摩擦帶動物件運動，底座上安裝氣動馬達來驅(qū)動工作臺運動.2.5出入平臺的確定兩種方案對比比較：方案一輥筒式主要用于長距離的物料運送，且輥筒與物件間的摩擦較小，轉(zhuǎn)動時容易將物件甩出；方案二帶輪式輥筒與皮帶間有較大的摩擦力，在轉(zhuǎn)動時不易將物件甩出，且采用氣動馬達驅(qū)動工作臺轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉.故綜合各方面情況，選用方案二帶輪式轉(zhuǎn)動工作臺根據(jù)實驗室的實體形狀確定，由表面氧化鋁型材及不銹鋼烤漆機架為機架設(shè)計制造構(gòu)建成貨臺機架；綠色防滑皮帶，城邦交流電機驅(qū)動；貨臺上配漫反射光電傳感器；外形尺寸：700mmx520mmx750mm，承重.出入平臺外觀圖如下所示

第3章 堆垛機的相關(guān)知識和升降機構(gòu)設(shè)計3.1堆垛機的簡介堆垛機是一種安裝了起重設(shè)備的有軌或無軌小車.堆垛機上裝有電動機，帶動堆垛機移動和托盤的升降，一旦堆垛機找到需要的貨位，就可以將零件或貨箱自動推入或拉出貨架，堆垛機上有檢測橫向移動和起升高度的傳感器，辯認貨位的位置和高度，有時還可以閱讀貨箱內(nèi)零件的名稱以及其他有關(guān)零件信息.3.2堆垛機的發(fā)展自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流中的重要組成部分，它是在不直接進行人工處理的情況下自動存取物料的系統(tǒng)，是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義.在20世紀70年代初期，我國開始研究采用有軌巷道式堆垛機（簡稱堆垛機）的立體倉庫.1980年我國第一座自動化立體倉庫在北京汽車制造廠投產(chǎn)，從此自動化立體倉庫在我國得到了迅速發(fā)展.巷道堆垛機是自動化立體倉庫中的核心物流設(shè)備，是隨著自動化立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機，它是倉庫中使用最廣泛的物料搬運設(shè)備，也是物流倉儲系統(tǒng)的最重要設(shè)備，其用途是在自動化立體倉庫的貨架巷道間來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格，或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口.早期的堆垛機是在橋式起重機的起重小車上懸掛一個門架（立柱），利用貨叉在立柱上的上下運動及立柱的旋轉(zhuǎn)運動來搬運貨物，通常稱之為橋式堆垛機.1960年左右在美國出現(xiàn)了巷道式堆垛機.這種堆垛機是在地面上的導軌行走，利用上部的導軌防止傾倒；或者相反，在上部導軌上行走，利用地面導軌防止傾倒.其后，隨著計算機控制技術(shù)和自動化立體倉庫的發(fā)展，堆垛機的應(yīng)用越來越廣泛，技術(shù)性能越來越好，高度也在不斷增加，到目前為止，堆垛機的高度可達40m，事實上，如果不受倉庫建筑和費用的約束，堆垛機的高度可以不受限制.堆垛機的運行速度也不斷提高，目前堆垛機水平運行速度最高達200m/min（小載重量的堆垛機己達300m/min），起升速度高達120m/min，貨叉伸縮速度達50m/min.3.3有軌巷道式堆垛機3.3.1有軌巷道式堆垛機的特點有軌巷道堆垛機的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回運行，將位于巷道口入庫臺上的貨物存入貨位；或者將貨位內(nèi)的貨物取出送到巷道口的出庫臺上.整體結(jié)構(gòu)高而窄.由于采用有軌巷道堆垛機的高架倉庫貨架很高，而巷道很窄，堆垛機的寬度一般只與所搬運的單元貨物的寬度相同.結(jié)構(gòu)的剛度和精度要求高.堆垛機的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計除需滿足強度要求外，結(jié)構(gòu)的靜剛度，動剛度是一項非常重要的指標制動時，機架頂端水平位移一般要求不超過20mm，結(jié)構(gòu)振動衰減時間要短.載貨臺在立柱上的升降導軌的不垂直度一般要求不超過3-5mm.取物裝置復雜.堆垛機配備有特殊的取物裝置，常用的有伸縮貨叉，伸縮平板和可對物料箱或特殊形狀貨物作業(yè)的機器手，工作時，能對兩側(cè)貨架作業(yè)，存取貨物.堆垛機的電力拖動系統(tǒng)要同時滿足快速，平穩(wěn)和準確三個方面的要求.即要求堆垛機的工作速度高，啟，制動快，盡量縮短作業(yè)周期；還要求平穩(wěn)性好，啟，制動要平穩(wěn)，以防貨物單元在載貨臺上發(fā)生滑移或使裝在托盤上的貨物發(fā)生倒塌，并減少結(jié)構(gòu)的動載荷；同時要求具有較高的停車準確性，能保證載貨臺停在指定的貨位，停車的精度在5?10mm.安全要求高.特別是有升降司機室的堆垛機.有軌巷道式堆垛機替代橋式堆垛機主力地位的原因如下：與巷道堆垛機相比，自重很大，必須用比較堅固的建筑結(jié)構(gòu)支持.為使堆垛機的大梁通過，在倉庫頂部與貨架之間要有很大的空間.堆垛機的通道寬度大，作業(yè)范圍要受大梁的跨度的限制.與巷道無軌堆垛機相比，有軌巷道堆垛機在結(jié)構(gòu)上有很大的不同.它采用鋼輪在鋼軌上運行，而巷倒無軌堆垛機則采用輪胎，因此在輪壓不同時會產(chǎn)生不同的變形量；有軌堆垛機采用立柱，無軌堆垛機采用多級門架，當門架伸出時，由于門架間的間隙，貨叉尖的水平和垂直位移會隨門架升降高度的變化而變化.凡此種種因素都對巷道無軌堆垛機的貨叉在垂直和水平方向上的定位精度產(chǎn)生影響.3.3.2有軌巷道式堆垛機的類型有軌巷道堆垛機可按其結(jié)構(gòu)形式、支承方式和運行軌跡等進行分類，一般可分為以下幾種類型：按結(jié)構(gòu)形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機和單立柱有軌巷道堆垛機：雙立柱有軌巷道堆垛機雙立柱有軌巷道堆垛機由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個長方形的框架，一般稱為機架.立柱形式有方管和圓管兩種，方管可兼作起升導軌，圓管需要附加起升導軌.這種堆垛機的最大優(yōu)點就是強度和剛性都比較好，能快速起、制動，并且運行平穩(wěn).一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運行速度較高的立體倉庫中，其缺點是自重較大.圖3.1雙立柱有軌巷道堆垛機單立柱有軌巷道堆垛機單立柱有軌巷道堆垛機的機架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成.立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導軌.整機重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對較低，但剛性稍差.由于載貨臺和貨物對立柱有偏心作用，以及行走、制動時產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機在使用上有較大的局限性.不適于起重量大和水平運行速度高的堆垛機.單立柱堆垛機的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動，由電機減速機驅(qū)動卷筒轉(zhuǎn)動，通過鋼絲繩牽引載貨臺沿立柱或起升導軌作升降運動.對于鋼絲繩傳動，傳動和布置相對容易，但定位準確性稍差.其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示.圖3.2單立柱有軌巷道堆垛機按支承方式分類，有軌巷道堆垛機分為懸掛型和地面支承型.懸掛型有軌巷道堆垛機懸掛型有軌巷道堆垛機懸掛在巷道上方的軌道上運行，其運行機構(gòu)安裝在堆垛機門架的上部.在地面鋪設(shè)導軌，使門架下部的導向輪以一定的間隙夾在導軌的兩側(cè)，從而防止堆垛機運行時產(chǎn)生擺動和傾剎.懸掛式堆垛機有如下優(yōu)點:在設(shè)計門架時，可以不考慮橫向的彎曲強度，鋼結(jié)構(gòu)的自重可以減輕，加減速時的慣性擺動小，穩(wěn)定所需的時間短;其缺點是維修和檢查不方便.地面支承型有軌巷道堆垛機堆垛機的運行軌道鋪設(shè)在地面上，堆垛機用下部行走輪支承和驅(qū)動，上部導向輪用來防止堆垛機傾倒或擺動.和懸掛型有軌巷道堆垛機相比，這種堆垛機的立柱主要考慮軌道平面內(nèi)的彎曲強度，因此，需要加大立柱在行走方向截面的慣性矩.由于驅(qū)動裝置均裝在下橫梁上，容易保養(yǎng)和維修.按其運行軌跡形式不同，分為直線運行型堆垛機和曲線運行型堆垛機.直線運行型堆垛機直線運行型堆垛機只能在巷道內(nèi)直線軌道上運行，不能自行轉(zhuǎn)換巷道.只能通過其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道，直線運行型堆垛機可以實現(xiàn)高速運行，能夠滿足出入庫頻率較高的立體倉庫作業(yè)，應(yīng)用最為廣泛.曲線運行型堆垛機曲線運行型堆垛機行走輪與下橫梁是通過垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運行，不通過其他輸送設(shè)備便可以從一個巷道自行轉(zhuǎn)移到另一個巷道.曲線運行型堆垛機在使用上有局限性，只適用于出入庫頻率較低的立體倉庫.本文研究的堆垛機是結(jié)構(gòu)形式為單立柱，支承方式為地面支承型，并且其運行軌跡為直線型巷道堆垛機.3.4堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計綜述3.4.1堆垛機結(jié)構(gòu)的組成和形式堆垛機一般由升降機構(gòu)，運行機構(gòu)，載貨臺及取貨裝置組成.下面對本設(shè)計的堆垛機各機構(gòu)做出介紹.運行機構(gòu)運行機構(gòu)是堆垛機水平運動的驅(qū)動機構(gòu).一般由電動機，聯(lián)軸器，制動器，減速器和行走車輪組成.按運行機構(gòu)所在位置的不同分為地面運行式，上部運行式，中間運行式等，本處采用地面運行式.這種方式用四個車輪，沿設(shè)在地面的單軌運行.堆垛機的頂部有兩組水平輪沿固定在上橫梁的工字鋼導向，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)動機構(gòu)，主從動車輪，電器柜等都裝在它的上面，下橫梁的兩側(cè)還裝有緩沖器，防止堆垛機在巷道兩端因失控而產(chǎn)生很大的碰撞力.如果堆垛機要走彎道，還可對導向軌道做一些改進，本設(shè)計簡化這方面的要求不考慮.升降機構(gòu)升降機構(gòu)是使載貨臺垂直運動的機構(gòu).一般由電動機，制動器，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外，由于需要比較大的速比，因而采用蝸輪蝸桿減速機和行星減速機.起重鏈傳動裝置多數(shù)裝在上部，常配有平衡重塊，以減小提升功率.為使起重機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，常使用帶制動器的電機.鏈條通過立柱上的齒輪與載貨臺上的固定聯(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)，而導軌就裝在立柱的兩側(cè)，立柱上還裝有上下極限位置開關(guān)等部件.貨叉機構(gòu)貨叉機構(gòu)是堆垛機存取貨物的執(zhí)行機構(gòu)，裝在堆垛機載貨臺上，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貨物的堆垛.貨叉多采用三級直線差動式伸縮貨叉，由上叉，中叉，下叉及起導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-齒條方式和鏈輪-鏈條方式.貨叉的伸縮原理是下叉安裝在載貨臺上，中叉在齒輪齒條或鏈輪鏈條的驅(qū)動下，從下叉的重點向左或向右移動約自身長度的一半，上叉從中叉的中點，向左或向右伸出比自身長度一半稍長的長度.上叉由兩根滾子鏈或鋼絲繩驅(qū)動，鏈條或鋼絲繩的一端固定在下叉或載貨臺上，而另一端固定在上叉上.3.5堆垛機升降機構(gòu)的設(shè)計計算堆垛機的升降機構(gòu)一般有卷揚式和鏈條牽引式，卷揚式采用鋼絲繩卷筒裝置結(jié)構(gòu)，用鋼絲繩作柔性件，質(zhì)量輕，工作安全，噪聲小，其傳動裝置一般裝在下部。但由于起升高度低，不采用卷揚式起升機構(gòu)，而是使用鏈條牽引式起升機構(gòu).行走輪和驅(qū)動輪減速電機之間多采用繞性傳動，方便驅(qū)動電機布置，減少機身寬度，以適應(yīng)在狹窄巷道內(nèi)作業(yè).升降機構(gòu)的設(shè)計傳動鏈：電機-聯(lián)軸器-減速器-鏈條-貨臺.其運動簡圖如下所示3.5.1升降機構(gòu)零部件的設(shè)計計算(1)確定鏈輪齒數(shù)z1,z2.傳動比假定鏈速v=3?8m/s,并參考i=3，由表7-12,表7-11選取小鏈輪齒數(shù)z1=23;大鏈輪齒數(shù)z2=iz1=3X23=69.確定鏈條節(jié)距p.由式式中:小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz得,Kz=1.23;多排鏈系數(shù)Kp(按雙排鏈考慮)，得,Kp=1.7;工作情況系數(shù)KA,得,KA=1.0.根據(jù)PC=4.66kW,n1=970r/min選定鏈號為10A,節(jié)距p=15.875mm.驗算鏈速v.由式知，鏈速合適;傳動采用油浴潤滑.確定中心距a和鏈條節(jié)數(shù)Lp.初選中心距a0:取a0=40p=635mm.確定鏈條節(jié)數(shù)Lp:取鏈節(jié)數(shù)Lp=126.計算實際中心距a:考慮安裝垂度，取a=625mm.計算壓軸力FQ.并考慮鏈的工作情況系數(shù)KA=1.3,得鏈的實際拉力F得壓軸力FQFQ=1.3F=1.3X1669.5=2170.4N鏈輪的材料及熱處理.鏈輪材料選用45鋼，經(jīng)熱處理后硬度為40?50HRC3.5.2升降機構(gòu)的電機減速器的選取將載荷W+貨臺的自重G以速度v米/分提升時的功率為：L=W+G)u=(350+1°°°)x18=405KWg 6120n 6120x0.98 ^由此，選取電機型號為Y132S-4，額定功率為5.5KW，效率為85%，轉(zhuǎn)速為1440r/min,選取安裝型式為B3，國際標準機座號為132M38.則減速器的傳動比為i=25減速器的型號為WUD30DD-B14.1ZBA90B4B020.3.5.3制動器的制動容量的設(shè)計在堆垛機上使用的制動器，在走行裝置上作走行減速與停止之用.在升降方面用來使運動中的載荷減速并在停止后保持安全，必須有足夠的制動轉(zhuǎn)矩.一般規(guī)定，提升裝置的制動器的制動轉(zhuǎn)矩應(yīng)為相當于額定載重量的貨物被吊起時的最大轉(zhuǎn)矩值的1.5倍以上，但一般在走行方面的制動轉(zhuǎn)矩值為電機額定轉(zhuǎn)矩的100%即可.第4章堆垛機門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算門架是堆垛機的主要結(jié)構(gòu)物，有單柱式和矩形框架式.按支承方式，又可分為安裝在貨架上的上部支承式和安裝在地面上的下部支承式.不論哪種型式都帶有伸縮貨叉和人工駕駛室（有時也沒有）的貨合.升降臺沿立柱升降，同時靠地上和頂上的導軌保持走行穩(wěn)定和支持貨叉伸出進行裝卸作業(yè)時的翻轉(zhuǎn)彎矩.在門架上安裝有升降、走行等機械裝置，以及配置有電氣控制開關(guān)、控制裝置、配線等.下部支承式的集中放在門架下部.由于走行起動、停止及加減速時產(chǎn)生的慣性力，門架在通道的縱向發(fā)生撓曲，整個門架成為振動體，其柱端的振動較大.同樣，在通道的直角方向，立柱由于貨叉作業(yè)時的彎矩作用而發(fā)生彎曲，使伸長著的伸縮叉的前端的撓度增大.柱端振動：和貨叉前端的撓度一超過極限，就成為堆垛機自動定位的障礙，所以門架應(yīng)具有足夠的強度和撓度小的適當剛度.本次畢業(yè)設(shè)計選取單柱下部支承式門架進行結(jié)構(gòu)計算.4.1框架的彎矩和撓度堆垛機的矩形門架是超靜定結(jié)構(gòu).這里按角變位移法解如下：堆垛機門架的設(shè)計計算參數(shù)：Q1一上梁及附件重量Q2一貨臺、貨物、附件及搭乘人員的總重量Q3一電氣控制盤的重量Q4—鏈傳動裝置的重量q一柱的單位長度的平均重量作用在門架上的慣性力：Hi=（P/g）Qi及qhiP/g（P:減速度，g=9.8米/秒2）h1?h4一下梁中心線分別到Qi-Q4的中心高度l一立柱的中心距11—立柱AB、DC的斷面慣性距0—上梁與下梁端部的偏轉(zhuǎn)角R一因構(gòu)件兩端變位產(chǎn)生的彎距 E:縱彈性模量C一由構(gòu)件的中間載荷在杠端產(chǎn)生的彎距，稱為載荷項.Ki=11/h一立柱的剛度K=I/l—上下梁的剛度n=K/K一剛度比 M一彎距作出作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解：

圖2-14.1.1有叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩由于貨叉作業(yè)，在門架上及與走行方向成直角的方向增加了彎矩，產(chǎn)生了擾度.但是，此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會在貨叉伸出的情況下走行，所以可以認為最大彎矩為Mi和M2合成的彎矩.4.2設(shè)計數(shù)據(jù)計算校核

圖2-2上下梁（槽鋼360*320*16,1=8360厘米4）柱（400*13矩形鋼管44角鋼，1=19014厘米4）l=3mhi=20mh2=18mh3=2mh4=1m a=0.5mQ1=350kgQ2=2300kgQ3=400kgQ4=400kgq=0.85kg/cm °/g=0.1 H/=0.1Q/堆垛機總重量（自重+載重）=8000kg載重增加25%作為試驗載荷，為1500*（1+25%）=1875kg1，關(guān)于載荷的補加系數(shù)，查閱資料對堆垛機的沖擊系數(shù)*=1.4,作業(yè)系數(shù)M*=1.校核合格.1，4.2.1各部分的彎矩n=K/K1=Ih1/111=2.73固端彎矩：Cab=24.9Nm CBA=28.6NmCCD=57.4Nm Cdc=34.5NmR=R'+R"=0.0018+0.00075=0.00255走行停止時產(chǎn)生振動的立柱上端的線變位：5=1780x0.00255=4.54cm（注：5值容許范圍一般在2.5—5cm,符合要求）由水平載荷產(chǎn)生的各部分的彎矩：MAQ1二M*(M'AD+M"AD)=1.1x(186.5+76.5)=289.4NmMbci=M*(M'bc+M"bc)=1.1x(170.7+73.4)=266.1NmMcbi=M*(M'cb+M”cb)=1.1x(178.2+73.4)=276.8NmMDA1=M*(M'DA+M"DA)=1.1x(176.2+75)=276.3Nm由走行輪的反力產(chǎn)生的各部分的彎矩：V=M*(8000-2300-W乂2300)/2=4906kg固端彎矩：C=4906x45=220.8Nm因此：Mab2=87.4Nm MBA2=28.2Nm MDA2=133.4Nm最大彎矩:Mab=-289.4+87.4=-201NmMBA=-266.1+28.2=-237.9NmMbc=266.1-28.2=237.9NmMcb=276.8+28.2=305.0NmMcd=-276.8-28.2=-305.0NmMdc=-276.3-87.4=-363.7NmMDA=276.3+133.4=409.7NmMAD=289.4-133.4=156.0Nm4.2.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力上下梁的斷面系數(shù)Z=498cm3，柱的斷面系數(shù)Z1=789cm3則：°AB=-2560N/cm2°BA=-3010N/cm2°bc=4780N/cm2°CB=613N/cm2°cd=-3870N/cm2°dc=-4610N/cm2°DA=8230N/cm2°ac=2870N/cm2隨著堆垛機往復運動，這些應(yīng)力交變出現(xiàn)，在下梁A和D點產(chǎn)生最大應(yīng)力振幅.如用應(yīng)力比法，則K=-2870/8230=-0.35,按切口分類為a,可查出疲勞許用應(yīng)力為12500N/cm2.故能滿足上述彎曲應(yīng)力條件.第5章堆垛機伸縮貨叉機構(gòu)的設(shè)計貨叉是堆垛機中最主要的部分，主要體現(xiàn)在：1、為了盡可能的合理利用立體倉庫貨架.自動化伸縮機構(gòu)在滿足剛度要求前提下，應(yīng)盡可能降低自身高度，機構(gòu)也不宜復雜龐大；2、為使貨物在立體貨位上擺放整齊，穩(wěn)定可靠，貨叉伸出行程應(yīng)大于物品周轉(zhuǎn)貨箱的長度；3、為使堆垛機存物取貨動作靈活可靠，貨叉伸縮機構(gòu)應(yīng)盡可能減小摩擦阻力和機構(gòu)運動間隙；4、根據(jù)巷道堆垛機的工作空間限制，為使貨叉結(jié)構(gòu)緊湊，盡可能降低造價，伸縮貨叉的原動機應(yīng)重量輕、體積小，行程短，滿足貨叉雙向伸縮工作行程的要求.根據(jù)上述要求，堆垛機的伸縮貨叉必須采用一種能使原動機動作行程倍增的雙向驅(qū)動直線運動機構(gòu)，為此，在本方案中選擇了齒輪齒條組成的直線差動機構(gòu)，所設(shè)計的貨叉,是三節(jié)伸縮式貨叉，即由上叉、中叉、下叉以及導向滾子等構(gòu)成的貨叉.它主要由電機、減速器、鏈輪、鏈條、下叉、中叉、上叉、等組成.運動簡圖如下所示5?1伸縮貨叉的擾度與強度圖5-1所設(shè)計的貨叉是指貨叉插入貨架中的部分，應(yīng)以厚度盡量薄，同時叉前端的擾度控制在最小，作為設(shè)計的目標.，貨叉各參數(shù)如下：W：載荷、I1,1,2I3:分別為下叉中叉上叉的重力方向的慣性矩、E:材料的縱彈性系數(shù)5.1.1下叉的受力分析如圖a,假設(shè)L為不變形部分的長度.AB-V1r一 a一b-l_J 1x- l —11"■ 2圖5-2Pi=Wl2/b,a<x<lo時的彎矩為Pbx—i——M='o-P1(x-a)5.1.2中叉的受力分析因載荷W的作用，在b間產(chǎn)生反力Pi,P2,設(shè)點的設(shè)點的傾角為i2,擾度為52一 !F—F?1Fa.b7~-l_2x- lJ -Wl2 d25MWl2xM=P1x=~bx dx2=*"=-E【2bd5i=dx=Wlx2——2——-2EI2b+i0 (4)Wlx3——2——5=—6EI2b+

i0x+50 (5)因x=b時，5=0,5o=0則Wlbi0=夜 —⑹將⑹代入(4),求x=b時的傾斜角Wlb Wlbi=_3EI2 5=_3EI2x12把b段作為剛性,C點作為固定端考慮，并設(shè)由于W在中叉產(chǎn)生的反力為P3和P4而由這些反力作用在叉子前端產(chǎn)生的擾度為53和54，則M=-P3(x-d)+P4xe (e+d)P3=dWP4=dWL"M 1JJ 5=-00EI2dx2=-6EI2:P4x3-P3(x-d)3]W在x=11W在x=11時53=-叩jx—0EI2dx=_2EI2dx[-e(x-d)2+(e+d)x2]Wi4=-2EI2dx[-e(11-d)2+(e+d)12][(e+d)113-e(l1-d)2]W其次i4=當x=l1時,所以54=i4X(13-11)5.1.3上叉的設(shè)計分析載荷W在d區(qū)間產(chǎn)生的反力有P3,P4，在E點的傾斜角為i5，擾度為55，受力分析如下：圖5-3eW d25 MeWx則M=節(jié)x 次=-El3=-EI3dd5i=dx=eWx2可+io 5二eWx3-6EI3d+i0x+5o 當x=d時，5=0,5o=0eWd?_~6EI3（9）代入（7），當x=d時eWd阿3（9）代入（7），當x=d時eWd阿(l3-l1)eWdi6=-回 55=因此，設(shè)載貨臺和立柱為剛性時，伸縮貨叉工作的總擾度為N=51+52+53+54+55（注）當托盤貨架進深為120厘米時，V值應(yīng)控制在10~15毫米.5.2貨叉各參數(shù)的選擇a=65cmb=40cmc=20cmd=40cme=15cmlo=660cm li=420cm l2=500cm l3=700cm結(jié)合上節(jié)導出的公式故可取上叉、下叉、中叉長為：L1=10=2x5=700cm L2=b+c+d+2X5=700cm L3=13-c+2x5=700cm上叉為板狀，厚度取10cm,其余數(shù)據(jù)見裝配圖上標注.因各數(shù)據(jù)取值都較大，故能滿足條件.5.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核5.3.1軸承的選取校核設(shè)計選取貨叉伸縮機構(gòu)的工作速度為15m/min則每個軸承所承受的壓力為F=1500x15/4=5625N轉(zhuǎn)速為n=10000r/丸d(r/min),取C=110P：5625x10x3.14xd則 dmin=C食=11031000x10000x60dmin=16.2mm取d=20mm,則n=10000/20兀=159.2r/min查表7-2-52，選擇深溝球軸承，代號為6404其基本參數(shù)為：d=20mmD=72mmB=19mmcr=31.0KNc。「=15.2KN徑向載荷 Fr=1500x10/4=3750N軸向載荷F「=0N F「/Fr=0<e=0.26查表得x=1 y=0? Pr=xFr+yFa=F,=3750N又查表得：fd=1.1fT=1fn=0.485fh=2.29fm=1fjJd 2.29x1x1.1?C=fJT Pr=0-486x1x3750=19.4KN<31.0KN=cr軸承的額定靜載荷Por=0.6Fr+0.5Fa=2250<3750N因Por<Fr故取Por=Fr=3.75KN<15.2KN滿足106f?C106 1x2.02軸承的壽命Lh=60n(fp?P)3=60n(L5x0.225)3=22446h因Lh>>h=6000h故軸承壽命滿足條件.則軸承選取合適.5.3.2鏈輪、鏈條的選取校核設(shè)軸徑d=80mm，鏈傳動比i=1,鏈速n=Vx6。乂1000/兀d=159.2r/minP=0.1x1500x10x10/60=250w選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z=24定鏈的節(jié)距取K廣1.0，齒數(shù)系數(shù)Kz=0.87，多排鏈系數(shù)K廣1.0所需傳遞功率為KEP/七=1x0.87xOZE.0=0.22KW由此，可選取滿足條件的10A鏈，P=12.7mm定鏈長、中心距初定中心距a=40p，則鏈節(jié)數(shù)二也+ +A（W）2LPp2 a02兀=101節(jié)鏈長L=LPP/1000=101x12.7/1000=1.28m中心距pz+z z+zQ,z za=云％一亍）+吃一亍8（十"=508mm中心距調(diào)整量Aa^2P=2x12.7=25.4mm實際中心距a'=a-Aa=508一25.4=483mm求作用在軸上的力工作拉力F=1000P/V=1500N作用在軸上的壓力Fq=1.2F=1800N...軸徑d.=CP/n=110^2.5/159.2=13mm取d=16mm取輪徑D=80mm計算結(jié)果總匯：中叉與下叉之間用鏈條10A-1*200〈節(jié)〉，中叉與上叉之間的傳動用板式鏈LH0823*200＜節(jié)〉第6章堆垛機行走機構(gòu)的設(shè)計計算首先，堆垛機的驅(qū)動型式設(shè)計成“下部支承下部驅(qū)動型”，該型式的走行裝置安裝在下梁上，通過減速裝置驅(qū)動走行輪，走行輪支承堆垛機的全部重量，在單軌上走行水平運行機構(gòu)的設(shè)計的一般設(shè)計步驟：確定機架結(jié)構(gòu)的形式和水平行走機構(gòu)的傳動方式；計算各傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸；確定運行機構(gòu)的具體安裝位置.對運行機構(gòu)設(shè)計的基本要求是：機構(gòu)要緊湊，重量要輕，且能滿足要求；維修檢修方便，機構(gòu)布置合理.水平運行機構(gòu)具體布置的主要問題：因為下橫梁時主要的承載部件，機架的運行速度很高，而且在受載之后向下?lián)锨瑱C構(gòu)零部件的安裝可能不十分準確，所以如果單從保持機構(gòu)的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機、減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸.為了減少立柱的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)該使機構(gòu)零件盡量靠近立柱；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量.對于行走機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，使安裝運行機構(gòu)的平臺減小，占用巷道的空間最小，總之考慮到堆垛機的設(shè)計和制造方便.機構(gòu)的布置形式水平運行機構(gòu)由電機、減速機、車輪組、緩沖器等組成.它的布置形式多種多樣，但比較合理的驅(qū)動形式如圖1和圖2所示的兩種.圖1采用的是一般臥式減速器.圖2采用套裝式減速器，與車輪組安裝時較簡便，并能使運行機構(gòu)的總體布置緊湊.綜合考慮后，本次設(shè)計選用圖2驅(qū)動形式.CETZHflHHH6.1采用一般的臥式減速器 圖6.2采用套裝立式減速其運動簡圖如下所示6.1堆垛機走行輪的設(shè)計走行輪有主動輪與從動輪各1個，由于堆垛機在操作貨叉時的反作用力會對走行輪產(chǎn)生側(cè)壓，為了防止走行輪由于側(cè)壓脫軌與走行中的爬行現(xiàn)象，需安裝側(cè)面導輪驅(qū)動輪的末端齒輪采用輪軸直接連接的驅(qū)動方式.走行輪的允許載重量等各參數(shù)間有下列關(guān)系式：240kP'=KD'（B-2r）（kg）且K=240+v（kg/cm2）式中，P'-允許載重量（kg） D'一車輪的踏面直徑（cm）B一鋼軌寬（cm） r一鋼軌頭部的圓角半徑（cm）K一許用應(yīng)力系數(shù)（kg/cm2）v—走行速度（m/min）k一許用應(yīng)力（球墨鑄鐵的許用應(yīng)力為50）（kg/cm2）首先確定B=6.4cm，r=0.2cm,k=50kg/cm2,v=18m/min240k 240x50貝。 K=240+v=240+18=46.5（kg/cm2）P'=（Qi+Q2+Q3+Q4+2ql+Qi）/4=（350+2300+400+400+0.85x2000x2+350）/4=7200/4=1800kg則代入上式可得：D'=8.2cm，則車輪的軸徑為dmin=CP/n=11.2mm取d=30mm,車輪直徑可適當取大為D=160mm則走行輪的轉(zhuǎn)速為n=18x1000/兀100=55r/min軸上的軸承選取型號為61804，基本尺寸為：d=20mm,D=32mm,B=7mm.

6.2走行裝置的電機、減速器的選取走行裝置在額定速度下必需的功率為:^^ W=如-+f)x-P=612011(KW)其中，r2r式中，Wr一走行阻力d一走行輪軸的直徑H一摩擦系數(shù)f一滾動摩擦系數(shù)Q一堆垛機的總重量由此7200x(0.3x50/2+0.1)x18/50 =3.58KW由此求得p= 6120x0.9則可選取電機型號為Y160M2-8，轉(zhuǎn)速為720r/min，額定功率為5.5KW，效率為85%，且5.5x85%=4.67>3.58KW，可選安裝型式選取B3，國際標準機座號為160M42.車輪的轉(zhuǎn)數(shù)：nc=Vdc/(n?Dc)=18x1000/兀160=36r/min機構(gòu)傳動比：i.=n1/nc=720/36=20根據(jù)傳動比初選擇減速器型號為：ZDH106.2.1驗算運行速度和實際所需功率實際運行的速度：Vdc=18X3.929/3.78=18.7m/min誤差：e=(Vdc-Vdc)/Vdc=(18.7-18)/18X100%=3.89%<15%合適實際所需的電動機功率：Nj=Nj-Vdc/Vdc=3.58X18.7/18=3.7KW由于N‘j<Ne，故所選的電動機和減速器都合.6.2.2驗算起動時間起動時間:n1 「—「(Q+G)DTp=375(m-Mq-Mj)i /《2.1°式中n1=2890rpm滿載時運行靜阻力矩：M m(Q=Q)Mj(Q=Q)=加

720=3.9xO.9=205N?m空載運行時靜阻力矩：Mm(Q=0)Mj(Q=0)=0504=3.78x0.95=178N?m初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩:(GD2)ZL+(GD2)L=0.78N-m機構(gòu)總飛輪矩：(GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d=5.67+0.78=6.45N-m滿載起動時間：n1n1tq(Q=Q)=375(m?Mq-Mj)(Q+G)D2mc(GD2)+ c/ i/2?門0289037民2x289037民2x829-67.7)=8.91s空載啟動時間:2x1.15x6.45+20000x0.253.9x3.9x0.9tq(Q=0)=n1375(m?Mq一tq(Q=0)=n1375(m?Mq一Mj)_(Q+G)D2mc(GD2)+ c/ i/2?門020000x0.252x1.15x6.45+ 375(2x82.9一67.7)_ 3.9x3.9x0.952890=5.7s起動時間在允許范圍內(nèi).6.2.3起動工況下校核減速器功率起動工況下減速器傳遞的功率:七HcN=60n?m/Q+G v/ dc 式中Pd=Pj+Pg=Pj+g q(Q=Q)20000 249 x =720+1060x8.91=7746.2Nm/--運行機構(gòu)中，同一級傳動減速器的個數(shù),m/=1.720x249因此N=60x0.95x1=3.89KW所以減速器的［N］中級=4KW>N,故所選減速器功率合適.6.3選擇制動器由［1］中所述，取制動時間tz=5s按空載計算動力矩，令Q=0,得：1—<mMz=1—<mMz=nM/+ 1—j375?tzmc(GD2)iGD2

+—廠j門0式中M/)(P「Pm.mijDJj 2i/0(336—1344)x0.5x0.95= 2x12.5=-19