小型模具柔性制造系統(tǒng)立體倉(cāng)庫(kù)及巷式起重機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

1第一章概述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為小型模具柔性制造系統(tǒng)立體倉(cāng)庫(kù)及巷式起重機(jī)的設(shè)計(jì)。立體倉(cāng)庫(kù)及巷式起重機(jī)是這個(gè)小型模具柔性制造系統(tǒng)的一部分，首先要了解柔性制造系統(tǒng)，理解它的工作原理，進(jìn)而詳細(xì)研究巷式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)，組成，工作原理。1.1柔性制造系統(tǒng)以及起重機(jī)1.1.1柔性制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著社會(huì)進(jìn)步和和生活水平的提高，市場(chǎng)更加需要具有特色、符合客戶要求樣式和功能千差萬(wàn)別的個(gè)性化產(chǎn)品。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模的生產(chǎn)方式發(fā)生改變，要求對(duì)傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進(jìn)。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場(chǎng)對(duì)多品種小批量產(chǎn)品的需求，因此生產(chǎn)制造系統(tǒng)的柔性對(duì)系統(tǒng)的生存越來(lái)越重要。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力在很大成都上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置?！叭嵝浴笔窍鄬?duì)于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線旨在實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是神產(chǎn)率高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低，但價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費(fèi)投入與構(gòu)造一個(gè)新的生產(chǎn)線往往不相上下，剛性的大批量制造自動(dòng)化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)FMS。FMS目前尚無(wú)統(tǒng)一的定義，一般認(rèn)為柔性制造技術(shù)是一種能迅速相應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)品種的制造技術(shù)；柔性制造系統(tǒng)是由若干臺(tái)數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的，并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。一般定義可以用以下三個(gè)方面來(lái)概括:(1)FMS是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)系統(tǒng)；(2)系統(tǒng)采用半獨(dú)立的NC機(jī)床；(3)這些機(jī)床通過(guò)物料輸送系統(tǒng)連成一體。FMS的結(jié)構(gòu)如圖1所示。2FMS從20世紀(jì)60年代誕生至今已有40多年的歷史，它從探索階段走向?qū)嵱没蜕唐坊A段，并在80年代輝煌一時(shí)，成為機(jī)械制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，美、英、德、日等許多先進(jìn)國(guó)家的企業(yè)爭(zhēng)相創(chuàng)造出自己的FMS，其中不乏成功的例子。1994年初，世界各國(guó)已投人運(yùn)行的FMS約有3000多個(gè)，其中日本擁有2100多個(gè)，占世界首位。在現(xiàn)已運(yùn)行的FMS中,50%FMS由美國(guó)制造商提供，另外50%由日本和德國(guó)廠商提供。著名的FMS生產(chǎn)廠家有:法那克、日立精機(jī)、豐田公機(jī)、新瀉鐵工、山崎(日本)，公機(jī)、新瀉鐵工、山崎(日本),Ingersollmilling,Sundstung,Bendaw,Kearaey&Trecker,cincinnatiMilacron(美國(guó))，Werner&Kolb,Burkhandt&Weber,HullerHille,Scharman(德國(guó))等。我國(guó)第一套FMS于1986年10月在北京機(jī)床研究所投入運(yùn)行，用于加工伺服電機(jī)的零件。許多科研院所和大學(xué)都開展FMS的研究和開發(fā)，成功設(shè)計(jì)制造了許多FMS案例。通過(guò)近40年的努力和實(shí)踐，F(xiàn)MS技術(shù)已臻完善，進(jìn)人了實(shí)用化階段，并已形成高科技產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍進(jìn)步以及生產(chǎn)組織與管理方式的不斷更換，F(xiàn)MS作為一種生產(chǎn)手段正在向小型化、單元化、模塊化、集成化方向發(fā)展，單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高，重視人的因素，完善適應(yīng)先進(jìn)制造系統(tǒng)的組織管理體系，將人與FMS以及非FMS生產(chǎn)設(shè)備集成為企業(yè)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人一技術(shù)一組織的兼容和人機(jī)一體化。應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，如金屬切削FMS的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大，例如向適合于單件生產(chǎn)的FMS擴(kuò)展和向適合于大批量生產(chǎn)的FMS(即FML)擴(kuò)展。另一方面，F(xiàn)MS由最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個(gè)機(jī)械制造范圍發(fā)展，并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。1.1.2起重機(jī)簡(jiǎn)介起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械，又稱吊車。它主要用來(lái)吊運(yùn)成件物品，配備適當(dāng)?shù)蹙吆笠部傻踹\(yùn)散狀物料和液態(tài)物料。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是作間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)和正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔槔是臂架型起重機(jī)的雛形；14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)；19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)；到了19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)；20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。起重機(jī)通常按結(jié)構(gòu)分為臂架型起重機(jī)和橋架型起重機(jī)。臂架型起重機(jī)包括塔式起重機(jī)、門座起重機(jī)、浮游起重機(jī)、自行式起重機(jī)、由桅桿和臂架組成的桅桿起重機(jī)、沿墻壁運(yùn)行的壁行起重機(jī)和裝在船舶甲板上的甲板起重機(jī)等；橋架型起重機(jī)包括橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、運(yùn)載橋和纜索起重機(jī)等。起重機(jī)也可按用途、驅(qū)動(dòng)方式和機(jī)動(dòng)性等特點(diǎn)分類。臂架型起重機(jī)通過(guò)外伸的長(zhǎng)臂架，可將重物搬運(yùn)到離機(jī)座較遠(yuǎn)的地方，主要用于車、船的裝卸作業(yè)。臂架有可俯仰的傾斜式和不可俯仰的水平式兩種。傾斜臂架起重機(jī)的吊具懸掛在臂架頂端滑輪的下面，水平臂架起重機(jī)的臂架上有帶吊具的起重小車。3臂架型起重機(jī)一般可以回轉(zhuǎn)，通過(guò)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)和臂架的俯仰，或起重小車沿臂架的運(yùn)行，使重物在特定范圍內(nèi)移動(dòng)。這類起重機(jī)的起重能力以臂架最小幅度時(shí)的額定起重重量和額定起重力矩來(lái)表示。幅度是吊具離起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線的水平距離，起重力矩是起吊物品的重力與幅度的乘積。橋架型起重機(jī)具有水平橋架，能越過(guò)地面障礙物吊運(yùn)重物，或完成一定的工藝操作，它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造和冶金等部門的車間和室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)。橋式起重機(jī)在高架軌道上運(yùn)行，其他橋架型起重機(jī)則在地面軌道上運(yùn)行。起重小車沿橋架上的軌道運(yùn)行，通過(guò)橋架和起重小車的運(yùn)動(dòng)，可以獲得矩形的工作范圍。表征這類起重機(jī)的主要參數(shù)是額定起重量和跨度。起重機(jī)的型式很多，但其主要組成部分都包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及金屬結(jié)構(gòu)等。有的起重機(jī)還有完成一定工藝操作的專用工作裝置，如夾鉗起重機(jī)的夾鉗。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)最基本的工作機(jī)構(gòu)，大多由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過(guò)液壓系統(tǒng)升降重物的。吊掛系統(tǒng)一般由鋼絲繩、滑輪組和吊具組成，吊鉤是最常見的吊具。絞車可安置在起重小車上，也可安置在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)上或附近的地基上，通過(guò)收放鋼絲繩而升降4重物，有時(shí)可用電動(dòng)葫蘆或手動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。有些起重機(jī)還配有副起升機(jī)構(gòu)，用以吊運(yùn)較輕的物品或進(jìn)行輔助作業(yè)。運(yùn)行機(jī)構(gòu)是用以縱向水平運(yùn)移重物，或調(diào)整起重機(jī)工作位置的部件，一般由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成?，F(xiàn)代起重機(jī)中，兩側(cè)車輪通常由各自獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，也有采用由電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器組合成一體的“三合一”方式。起重小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成與起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)相似，用以橫向水平運(yùn)移重物或調(diào)整小車位置。大多數(shù)小車是自行式的，即本身帶驅(qū)動(dòng)裝置；有時(shí)為了減輕小車自重，也可采用鋼絲繩牽引式的，即把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在水平臂架或橋架的一端。變幅機(jī)構(gòu)只有在臂架型起重機(jī)上才配備。臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大。按性能要求可分為平衡變幅和非平衡變幅兩種；按作業(yè)要求又可分為工作性變幅和非工作性變幅兩種。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用以使臂架回轉(zhuǎn)的部件，由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)起重機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)支承裝置使起重機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分支持在非轉(zhuǎn)動(dòng)部分上。金屬結(jié)構(gòu)是指起重機(jī)的骨架。各種起重機(jī)有不同的結(jié)構(gòu)型式，主要承載件如橋架、臂架和門架可以是箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可以是腹板結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)構(gòu)的尺寸和重量占起重機(jī)外形尺寸和總重量的很大部分，要在保證強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度，即保證金屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞、不產(chǎn)生過(guò)度變形和振動(dòng)的條件下，盡量減輕結(jié)構(gòu)重量。多數(shù)起重機(jī)是用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，人力驅(qū)動(dòng)僅適用于起重量很小且搬運(yùn)距離不大的起重機(jī)。與普通電動(dòng)機(jī)比較，起重機(jī)專用電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)械強(qiáng)度高。交流繞線型電動(dòng)機(jī)用得最多。需要在很大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速時(shí)，也可采用直流電動(dòng)機(jī)。自行式起重機(jī)和浮游