單立柱巷道式堆垛機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)說明書

1、 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 巷道式堆垛機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 余 威 學(xué)生學(xué)號(hào)： 201210601197 院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)：2012級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師：陳新德 講師 二一六年六月攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 摘 要摘 要本文詳細(xì)論述了普遍應(yīng)用在現(xiàn)代大中型企業(yè)中的單立柱有軌巷道式堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)方案。文中對(duì)堆垛機(jī)的分類，特點(diǎn)及其構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)的敘述。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫中最重要的起重堆垛設(shè)備，是隨著立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)。它能夠在自動(dòng)化立體倉庫的巷道中來回穿梭運(yùn)行，將放置在巷道口的貨物存入指定的貨格，或者從貨格中取出貨物運(yùn)送到巷口。設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要

2、包括：堆垛機(jī)的機(jī)架、升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)以及安全機(jī)構(gòu)。文章在確定堆垛機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案的前提下，再對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，最后進(jìn)行必要的相關(guān)校核并最終確定各個(gè)的機(jī)構(gòu)實(shí)際取值。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用多種起重機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，特別是運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的方法，在計(jì)算機(jī)上將堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙CAD化，大大提高了設(shè)計(jì)的效率，節(jié)省時(shí)間。關(guān)鍵詞： 自動(dòng)化立體倉庫；堆垛機(jī)；升降機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；貨叉伸縮機(jī)構(gòu)；安全機(jī)構(gòu) I1攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 ABSTERCTABSTERCTThis article has discussed the design of the single-pill

3、ar type of Narrow-Aisle Stacker Crane which has been universally used in modern most enterprises in detail. This article described the kinds of stakers, features and the structure in detail. Stacker cranes is the most important part of the automation three-dimensional storehouse among the take heavy

4、 crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf; or opposite take out the goods transit in goods shelf go to tunnel mouth. The design focus mainly include: The stacker's rack, wal

5、k organization, fork telescoping mechanism and safe organization. Under the premise of overall design scheme of stacking crane, then for organization analyze by force condition calculate. Finally, check nuclear necessarily and definite every numerical.This Graduation Design use many kinds of Modern

6、Designs of the crane, especially to use the method of Computer-aided design(CAD),Stackers will be the design drawings of the CAD on the computer, which greatly improve the efficiency of the design and saving time.Keywords: Automation three-dimensional storehouse Stacker Crane Movement organization W

7、alk organization Fork telescoping mechanism Safe organizationII1攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目 錄 目 錄摘 要IABSTRACTII1 引言11.1 研究背景及意義11.2 研究的內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路21.2.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容21.2.2設(shè)計(jì)要求21.3 研究的發(fā)展趨勢31.4 堆垛機(jī)所受載荷的簡化方法32 堆垛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案52.1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)組成52.2 單立柱有軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn)62.3 堆垛機(jī)的控制裝置63堆垛機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算93.1 堆垛機(jī)的機(jī)架結(jié)構(gòu)93.1 機(jī)架立柱的尺寸設(shè)計(jì)93.2 機(jī)架的上、下橫梁設(shè)計(jì)

8、104堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算124.1 堆垛機(jī)伸縮貨叉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124.1 貨叉?zhèn)鲃?dòng)裝置的總體選型124.2 貨叉?zhèn)鲃?dòng)鏈輪，鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算124.3 堆垛機(jī)貨叉靜度和擾度的計(jì)算135堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算165.1 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)165.1.1 驅(qū)動(dòng)方式的選取165.1.2 車輪的的設(shè)計(jì)165.1.3 電動(dòng)機(jī)的選取165.1.4 減速器的選取175.1.5 制動(dòng)器的選取175.2 軌道的設(shè)計(jì)175.3 行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選取185.4 堆垛機(jī)行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算185.5 行走機(jī)構(gòu)減速器的選取195.6 行走機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器的選擇196 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)216.1 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的整

9、體設(shè)計(jì)216.1.1 柔性件的選取216.1.2 卷筒的選取216.1.3 電動(dòng)機(jī)的選取216.1.4減速器的選取226.1.5 制動(dòng)器的選取246.2 升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算256.1.1 鋼絲繩的計(jì)算256.1.2 卷筒的相關(guān)尺寸計(jì)算256.2升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置的選取266.2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇266.2.2 減速器的選擇277 堆垛機(jī)維修與保養(yǎng)及其操作規(guī)程287.1 日常維護(hù)287.2 檢查內(nèi)容287.3 修理287.4 適用范圍 287.5管理內(nèi)容287.5.1操作規(guī)程287.5.2 安全操作規(guī)程 30參考文獻(xiàn)32結(jié)論33致謝34攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 引言攀枝

10、花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 引言1 引言隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢的加強(qiáng)，各國面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這種大形勢之下，現(xiàn)代物流作為工業(yè)化進(jìn)程中最為經(jīng)濟(jì)合理的綜合服務(wù)模式和管理技術(shù)已被越來越多的企業(yè)所重視。隨著全球物流事業(yè)的快速發(fā)展，物流系統(tǒng)的進(jìn)一步改善和合理性對(duì)優(yōu)化資源配置、提高企業(yè)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本起著至關(guān)重要的作用。因此，自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)也越來越受到青睞。其核心設(shè)備巷道堆垛起重機(jī)則是代表自動(dòng)化立體倉庫的標(biāo)志，對(duì)立體倉庫的出入庫效率有重要影響。自動(dòng)化倉庫是現(xiàn)代物流中的重要組成部分，它是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)存取物料的系統(tǒng)，是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展

11、的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要的意義。在20世紀(jì)70年代初期，我國開始研究采用有軌巷道式堆垛機(jī)（簡稱堆垛機(jī)）的立體倉庫。1980年我國第一座自動(dòng)化倉庫在北京汽車制造廠投產(chǎn)，從此自動(dòng)化倉庫在我國得到了迅速發(fā)展。本文從堆垛機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)入手，著重就堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的研究。巷道式堆垛機(jī)是立體倉庫的核心物流設(shè)備，是隨著自動(dòng)化立體倉庫出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)，它是倉庫中使用最廣泛的物料搬運(yùn)設(shè)備，也是物流倉庫系統(tǒng)中的最重要設(shè)備，其用途是在自動(dòng)化立體倉庫的貨架巷道上來回穿梭運(yùn)行，講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)到巷道口。早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車上懸掛一

12、個(gè)門梁，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)來搬運(yùn)貨物，通常稱之為橋式堆垛機(jī)。1960年左右在美國出現(xiàn)了巷道式堆垛機(jī)，這種堆垛機(jī)在地面的導(dǎo)軌上行走，利用貨架上部的導(dǎo)軌防止傾斜，或者相反，在上部導(dǎo)軌上行走，利用地面導(dǎo)軌防止傾斜。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展，堆垛機(jī)的應(yīng)用越來越廣，技術(shù)性能越來越好，高度也越來越高，到1970年代實(shí)現(xiàn)了有貨架支撐的高度為40米的堆垛機(jī)。堆垛機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高，目前堆垛機(jī)水平運(yùn)行速度也不斷提高，最高達(dá)到200m/min（小載重量的堆垛機(jī)已經(jīng)達(dá)到300m/min），起升速度達(dá)到50m/min。1.1 研究背景及意義自動(dòng)化立體倉庫作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重

13、要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)。它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下由巷道堆垛機(jī)實(shí)現(xiàn)貨物的存儲(chǔ)和取出，整個(gè)過程由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和自動(dòng)控制系統(tǒng)完成。自動(dòng)化立體倉庫最早誕生在美國，進(jìn)入20世紀(jì)80年代，在世界發(fā)展迅速，使用范圍涉及幾乎所有行業(yè)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)步入了一個(gè)加速發(fā)展的階段。50年代，出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式起重機(jī)立體倉庫。此后，自動(dòng)化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成專門學(xué)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(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化倉庫最多的國家。自動(dòng)化倉庫技術(shù)的研究對(duì)優(yōu)化資源配置、提高企業(yè)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本有著非常重要的意義。堆垛機(jī)

14、是自動(dòng)化立體倉庫中最重要的其重堆垛設(shè)備，它能夠在倉庫巷道中來回穿梭運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存入貨格，或者從貨格里取出貨物運(yùn)送到巷道口。我國于1973年開始研制，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國目前已建成300多座立體倉庫。目前我過的自動(dòng)化倉庫技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。但同世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，存在著一定的差距。總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，查找不足，勇于創(chuàng)新，不斷交流改進(jìn)，相信我們在該項(xiàng)技術(shù)的研究上一定回取得突破性的進(jìn)展。1980年，我國在汽車、化工、電子、煙草等行業(yè)的應(yīng)用逐年增長。其中，最具代表性的是我國龍頭企業(yè)海爾集團(tuán)國際物流的立體倉庫，該倉庫高22米，擁有18056個(gè)標(biāo)

15、準(zhǔn)托盤位，包括原材料和產(chǎn)品兩大自動(dòng)化物流系統(tǒng)，全部實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代物流的自動(dòng)化和智能化。近幾年，我國計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的飛速發(fā)展，為我國自動(dòng)化立體倉庫發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。自動(dòng)化立體倉庫不僅具有節(jié)約和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高物流效率、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、減少流動(dòng)資金等優(yōu)勢，而且在溝通物流信息、銜接產(chǎn)需、保證生產(chǎn)均勻、合理利用資源、進(jìn)行科學(xué)儲(chǔ)備與生產(chǎn)經(jīng)營決策方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用，使人們可以真正享受到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用與企業(yè)物流管理的益處。 1.2 研究的內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路1.2.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）堆垛機(jī)的機(jī)架的設(shè)計(jì)計(jì)算；（2）堆垛機(jī)的貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)

16、的設(shè)計(jì)計(jì)算；（5）堆垛機(jī)的安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.2.2設(shè)計(jì)要求為使堆垛機(jī)能夠準(zhǔn)確、快速、安全、自動(dòng)搬運(yùn)貨物出入庫 ，必須滿足以下設(shè)計(jì)要求：(1)具備三維運(yùn)動(dòng)功能，即堆垛機(jī)沿巷道來回水平運(yùn)動(dòng)、載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)、貨叉沿貨架方向伸縮運(yùn)動(dòng)；(2)滿足一定的定位精度 ，重復(fù)定位精度誤差不能超過10mm；(3)具備安全保護(hù)措施；(4)在滿足強(qiáng)度、剛度和可靠性的前提下，盡量減小堆垛機(jī)各部的重量，以減小提升功率和行走時(shí)的摩擦阻力;(5)保護(hù)倉庫環(huán)境，避免貨物污染受損。1.3 研究的發(fā)展趨勢以品種多、數(shù)量少、頻率高供給方式下的物流環(huán)境為背景，對(duì)于自動(dòng)化立體倉庫的效能提出了越來越高的要求。早期的堆垛機(jī)，在橋式起重

17、機(jī)的起重小車上懸掛一個(gè)門柱，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)來搬運(yùn)貨物，通常稱之為橋式堆垛機(jī)。但通常由于立柱高度的限制，橋式堆垛機(jī)的作業(yè)高度不能太高，而巷道堆垛機(jī)沿貨架倉庫巷道內(nèi)的軌道運(yùn)行，使得作業(yè)高度提高。采用貨叉伸縮結(jié)構(gòu)，可以使巷道寬度變窄，提高自動(dòng)化立體倉庫的利用率，它適用于各種高度的高層貨架倉庫，可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)、全自動(dòng)和遠(yuǎn)距離高集中控制。日本大福公司于1999年在巷道堆垛機(jī)主體的高速化上下功夫，開發(fā)了AS21模式。AS21模式是以高效率動(dòng)作為基礎(chǔ)，在高效能化（縮短循環(huán)時(shí)間）方面引用的一個(gè)概念，使巷道堆垛機(jī)的高效能化技術(shù)得到了大幅度的提升。1.4 堆垛機(jī)所受載荷的簡化方法堆垛機(jī)

18、的機(jī)架有立柱、上下梁組成，整機(jī)結(jié)構(gòu)高而窄。堆垛機(jī)工作時(shí)，將受到載貨臺(tái)、貨物的鉛垂作用，行走、制動(dòng)和加減速的水平慣性力作用以及起吊時(shí)的沖擊載荷作用；某些特殊環(huán)境下，還要受到風(fēng)力的作用。堆垛機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，以上載荷將重復(fù)出現(xiàn)一次。因次，堆垛機(jī)所受的是交替變化的載荷。為了保證堆垛機(jī)安全可靠的工作，其鋼結(jié)構(gòu)部分的強(qiáng)度與剛度計(jì)算是必不可少的。在此，就堆垛機(jī)所受載荷簡化的基本方法作一一說明。1)起重重量PL 實(shí)際起重重量包括貨叉、附件重量和額定重量之和，用示。考慮到貨物正常起吊時(shí)的動(dòng)載沖擊作用，則設(shè)計(jì)起重重量= 式中，稱為沖擊系數(shù)，與堆垛機(jī)分類有關(guān)：(見表1-1)類 =1. 1 類 =1.25 類

19、=1.4 類 =1.6表1-1堆垛機(jī)分類 工作時(shí)間載荷 長中短輕中重2)水平載荷堆垛機(jī)沿水平方向加減速行走或制動(dòng)時(shí)，其自身質(zhì)量及起重質(zhì)量必然會(huì)產(chǎn)生與其加速度有關(guān)的水平慣性力。即= 式中，稱為動(dòng)載荷系數(shù)，由于加速度的不確定性，一般用額定速度v來確定。水平行走時(shí) =0.0005v3）風(fēng)力載荷風(fēng)力載荷SW為風(fēng)壓力q與受風(fēng)面積的乘機(jī)，即=qA堆垛機(jī)工作時(shí)，風(fēng)壓力 q=1742.7非工作狀態(tài)，風(fēng)壓力 q=148.1 式中，h為吊具高度，單位取mm4)起升沖擊載荷在正常情況下，起吊貨物的加速度可能很大，這時(shí)的沖擊載荷很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)另行考慮。5）載荷狀態(tài)堆垛機(jī)工作時(shí)，其承載能力是上述各種載荷與自重的不同組合

20、：A 正常工作狀態(tài)：M（+ +）B 特殊工作狀態(tài)：M（+ +）+ C 起升工作狀態(tài)： + + D 停止： + 以上各式中，M稱為作業(yè)系數(shù)，與堆垛機(jī)的分類有關(guān)：類M=1.0； 類M=1.05； 類M=1.1；類M=1.204 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 堆垛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案2 堆垛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案參考國內(nèi)外有關(guān)堆垛機(jī)廠家的分類和型號(hào)，結(jié)合堆垛機(jī)的具體工作環(huán)境，本次設(shè)計(jì)的單立柱有軌巷道式堆垛機(jī)主要用于起重量在0.5t1t之間，起升高度不大于9米的自動(dòng)化立體倉庫里，采用此設(shè)備便于實(shí)現(xiàn)倉庫的綜合機(jī)械化、自動(dòng)化。2.1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)組成堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)機(jī)構(gòu)組成，整體結(jié)構(gòu)如圖(2-1)

21、所示： 1.水平行走機(jī)構(gòu) 2,.下橫梁 3.伸縮機(jī)構(gòu) 4.立柱 5.拉升機(jī)構(gòu) 6.上橫梁圖2.1 單立柱堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)圖（1） 升降機(jī)構(gòu)有電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、鋼絲繩及防落安全裝置組成。升降機(jī)構(gòu)的工作速度一般控制在1525m/min，最高可達(dá)45m/min，設(shè)計(jì)時(shí)選取20m/min.(2)水平行走機(jī)構(gòu)有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器和行走輪組成。在其頂部設(shè)置導(dǎo)向輪沿固定在貨架上弦的上軌道導(dǎo)行。下軌道設(shè)置兩個(gè)行走輪沿敷設(shè)在地面上的單軌運(yùn)行。為防止堆垛機(jī)出現(xiàn)脫軌或側(cè)翻現(xiàn)象，在其車輪兩側(cè)裝有側(cè)面導(dǎo)向輪。行走機(jī)構(gòu)的工作速度依據(jù)巷道長度和物料出入庫頻率而定，正常工作速度控制在50100m/min，最

22、高可達(dá)到180m/min,設(shè)計(jì)時(shí)選取80m/min。本堆垛機(jī)將采用交流變頻調(diào)速方式。(在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中,變頻調(diào)速的性能最好,調(diào)速范圍大,穩(wěn)定性好,運(yùn)行效率高。貨叉伸縮機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)的取放物料裝置，它有上叉、下叉、鏈條等組成。貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的工作速度控制在15m/min，最高可達(dá)30m/min，設(shè)計(jì)時(shí)選取10m/min。2.2 單立柱有軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn)由于使用場合的限制，本單立柱巷道式堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能方面具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）由于機(jī)架采用單立柱結(jié)構(gòu)，整機(jī)重量小，結(jié)構(gòu)緊湊，作業(yè)時(shí)，駕駛員的視野較好，但由于載貨臺(tái)和貨物對(duì)單立柱的幾何力矩作用可能會(huì)造成立柱的扭曲和變形，使整機(jī)剛性較

23、差。（2）本堆垛機(jī)沿著巷道天地軌運(yùn)行,其作業(yè)具有三個(gè)方向動(dòng)作。水平行走為x-x方向，能把貨物送到任意一列；垂直升降為z-z方向，能把貨物提升到任意一層；貨叉伸縮為y-y方向，能存取貨物；（3）金屬結(jié)構(gòu)件除應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還要有較高的制造和安裝精度。（4）采用專門的叉取貨物的裝置，常用多節(jié)伸縮貨叉或貨板機(jī)構(gòu)。（5）各電氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)同時(shí)滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確的要求。（6）為保證人生和設(shè)備的安全，堆垛機(jī)必須配備有硬件及軟件的安全保護(hù)裝置， 控制系統(tǒng)應(yīng)具有一系列連鎖保護(hù)措施。此外，在電氣柜上設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)堆垛機(jī)出現(xiàn)故障或探測器發(fā)現(xiàn)異常情況發(fā)出報(bào)警。2.3 堆垛機(jī)的控制裝置自動(dòng)運(yùn)行的堆垛機(jī)控制系

24、統(tǒng)必須具有行走控制、升降控制、位置控制、速度控制、貨叉控制、安全保護(hù)功能、自我診斷故障的功能等多種控制功能。(1)位置功能位置控制就是確定堆垛機(jī)停止在作業(yè)位置的功能。自動(dòng)化立體倉庫一般都采用高層貨架結(jié)構(gòu)，以X、Y、Z坐標(biāo)表示貨架的行、列、段的方向，用三維坐標(biāo)表示貨物的位置。為了自動(dòng)確定位置，也就是為了在某一位置發(fā)出減速指令使堆垛機(jī)減速，在規(guī)定位置發(fā)出停機(jī)信號(hào)，就必須檢測現(xiàn)在的位置。本設(shè)計(jì)中位置的檢測可由在個(gè)坐標(biāo)軸上按一定的間隔裝設(shè)的傳感器來進(jìn)行檢測。(2 )速度控制速度控制包括對(duì)提高作業(yè)效率有關(guān)的高速度,防止貨物倒塌以及不致于使堆垛機(jī)發(fā)生沖擊的加速度和減速度,以及為便于高精度定位的最終穩(wěn)定微速

25、度等的速度控制。(3) 貨叉控制根據(jù)堆垛機(jī)出庫和入庫作業(yè),伸縮貨叉向左側(cè)或右側(cè)進(jìn)行叉取操作的順序控制功能。 (4)全保護(hù)裝置堆垛機(jī)的立柱高度達(dá)10米,載貨臺(tái)的升降速度也達(dá)到20m/min,而載貨臺(tái)是沿堆垛機(jī)立柱的導(dǎo)軌上下運(yùn)行的承載結(jié)構(gòu),上有貨叉機(jī)構(gòu)、駕駛室等。為了保證堆垛機(jī)正常工作,確保操作人員的人身和貨物的安全,其上必須配備完善的安全保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)中設(shè)置以下幾種保護(hù)裝置:1)貨叉上、下限自動(dòng)停止保護(hù)在堆垛機(jī)貨叉在進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)時(shí),不能超過導(dǎo)軌的上端和下端極限。因此可以在上下端各設(shè)置一個(gè)限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)該功能。2)載貨臺(tái)負(fù)荷限制在載貨臺(tái)超載時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào)并切斷起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力.當(dāng)載貨臺(tái)被托住,鋼絲

26、繩松弛時(shí),也會(huì)發(fā)出停止運(yùn)動(dòng)的報(bào)警信號(hào)并切斷動(dòng)力。因此可設(shè)置熱繼電器來作為檢測裝置,再安裝一個(gè)蜂鳴器作為警報(bào)提示。3)駕駛室的安全保護(hù)為確保駕駛室里操作人員的人身安全,駕駛室門安全與否非常重要。可設(shè)置一個(gè)限位開關(guān)來檢測為使堆垛機(jī)能夠在軌道上平穩(wěn)運(yùn)行，因此必須依靠車輪來實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)。4)速度轉(zhuǎn)換裝置當(dāng)堆垛機(jī)走到軌道的某一位置時(shí)應(yīng)以高、中、低速 的某一速度行進(jìn)時(shí),就需要通過速度裝換裝置來實(shí)現(xiàn)這一功能.本設(shè)計(jì)中可以設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)。5)貨叉保護(hù)裝置堆垛機(jī)在進(jìn)行工作過程中,為了確保當(dāng)貨叉伸縮到一定位置時(shí)就回自動(dòng)停止,可設(shè)置一個(gè)機(jī)械制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)該功能。6)載貨臺(tái)斷繩保護(hù)裝置當(dāng)鋼絲發(fā)生繩斷裂時(shí),能夠自動(dòng)可靠

27、的將載貨臺(tái)停止,避免溜車或墜車事故的發(fā)生.因此對(duì)這種安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要求是靈敏度高、作用可靠、沖擊小、結(jié)構(gòu)簡單.本設(shè)計(jì)中采取連桿凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這一功能要求。一旦鋼絲繩斷裂,彈簧通過連桿機(jī)構(gòu)使凸輪卡在升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌里阻止載貨臺(tái)墜落.正常工作時(shí),提桿平衡載貨臺(tái)及其上貨物的質(zhì)量,彈簧處于壓縮狀態(tài),凸輪與升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌分離。該裝置原理如圖2.2所示.圖2.2 斷繩保護(hù)裝置34 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 堆垛機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3 堆垛機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 堆垛機(jī)的機(jī)架結(jié)構(gòu)機(jī)架是堆垛機(jī)的主要承載構(gòu)件，主要由立柱和上、下橫梁聯(lián)接而成。通常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

28、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(shí)也沒有）。立柱上附加導(dǎo)軌，使載貨臺(tái)沿導(dǎo)軌上下升降，同時(shí)還能夠靠地上和頂上的導(dǎo)軌保持走行穩(wěn)定和支持貨叉伸出進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)的翻轉(zhuǎn)彎矩。在機(jī)架上安裝有升降、走行等機(jī)械裝置，以及配置有電氣控制開關(guān)、安全保護(hù)裝置等。下部支承式的集中放在機(jī)架的下部。由于載貨臺(tái)與貨物對(duì)單立柱的力矩作用，以及走行時(shí)起動(dòng)、制動(dòng)及加減速產(chǎn)生的水平慣性力的作用，對(duì)立柱會(huì)產(chǎn)生動(dòng)、靜方面的影響。機(jī)架在通道的縱向發(fā)生撓曲，整個(gè)機(jī)架成為振動(dòng)體，其柱端的振動(dòng)較大。同樣，在通道的直角方向，立柱由于貨叉作業(yè)時(shí)的彎矩作用而發(fā)生彎曲，使伸長的伸縮叉的前端的撓度增大。當(dāng)柱

29、端振動(dòng)和貨叉前端的撓度一超過極限，就成為堆垛機(jī)自動(dòng)定位的障礙，所以機(jī)架應(yīng)滿足足夠的強(qiáng)度和剛度要求。本次設(shè)計(jì)中采取立柱下部支承式，采用優(yōu)質(zhì)鋼材焊接而成牢固結(jié)構(gòu)。當(dāng)拼裝成型后必須調(diào)整立柱的垂直度，以補(bǔ)償在貨架頂部載貨時(shí)造成立柱的彈性變形。3.2 機(jī)架立柱的尺寸設(shè)計(jì)堆垛機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如下：Q載貨臺(tái)及其貨物質(zhì)量(1500kg)；q柱的單位長度的平均重量(60.6kg/m)；L立柱的高度(12m)；h載荷的離立柱的距離(1m)；E彈性模量，（依材料而定）；許用應(yīng)力；b截面長；h截面寬；堆垛機(jī)的立柱應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠?，因此，為解決該類問題，本設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來設(shè)計(jì)截面尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)，初取

30、橫截面的長、寬之比為b：h=1：2，初選截面為2907.9矩形鋼管(I=19014cm)作為立柱材料.堆垛機(jī)的受力分析如圖（3.1）所示。圖3.1 立柱受力分析圖如圖3.1所示，立柱可以簡化為簡支梁來計(jì)算，立柱的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：= 式（3.1）自重引起的彎矩 Mq=q=60.061099=5.96KN.m載荷Q引起的彎矩 =50KN.M因此立柱中央截面的總彎矩 M總= Mq+=5.95+50=55.95 KN.m抗彎截面系數(shù) W= = 式（3.2）將（3.2）式帶入（3.1）式得：=109mmh=2b218mm3.3 機(jī)架的上、下橫梁設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)初選槽鋼(高*腿長*腰厚)，截面面積=28

31、.83,單位長度重量=22.63kg/m, I=8360，q=22.637kg/m對(duì)其進(jìn)行剛度校核，上、下橫梁應(yīng)滿足剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則許用轉(zhuǎn)角；將上、下橫梁簡化為簡支梁進(jìn)行計(jì)算滿足剛度要求，因此最終確定選用槽鋼。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4 堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 堆垛機(jī)伸縮貨叉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)伸縮貨叉是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用了2層伸縮式機(jī)構(gòu)。主要由固定叉、上叉、鏈條、鏈輪等組成。1.下叉 2 .固定輪 3.張緊輪 4.驅(qū)動(dòng)輪 5.固定輪 6.鏈條圖4.1 貨叉結(jié)構(gòu)圖固定叉1側(cè)面裝軸承固定在載貨臺(tái)的臺(tái)架上，其上安裝有固定鏈輪2和原驅(qū)動(dòng)4，在電機(jī)的驅(qū)

32、動(dòng)下，帶動(dòng)電機(jī)上的驅(qū)動(dòng)鏈輪5使得上叉在鏈條傳動(dòng)下向前伸出，其中鏈條固定在上叉，行成閉合鏈條，帶動(dòng)上叉的伸縮運(yùn)動(dòng)。4.2 貨叉?zhèn)鲃?dòng)裝置的總體選型取運(yùn)行阻力系數(shù)W=0.85,于是 =WG=0.85×5000=8500N式中 G為運(yùn)作貨物重力取機(jī)構(gòu)的總效率=0.9.則剛運(yùn)行靜功率為=故選電機(jī)型號(hào)為EI801-4的電磁制動(dòng)三項(xiàng)異步電機(jī)，額定功率為0.55kw。轉(zhuǎn)速為390r/min。4.3 貨叉?zhèn)鲃?dòng)鏈輪，鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇鏈輪的齒數(shù)小鏈輪齒數(shù)，取21；大鏈輪齒數(shù),=121=21；在貨叉?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)中，增速或減速，所以上式中傳動(dòng)比為1 鏈輪選用40cr合金調(diào)質(zhì)剛為材料進(jìn)行制造，淬火溫度為85

33、0，以降低脆性。鏈輪結(jié)構(gòu)采用整體式，鏈輪齒型按GB1244-8規(guī)定制造。（2）選定鏈節(jié)數(shù)初選中心距=40p，則鏈節(jié)數(shù)為=80+21=101取=100節(jié)（3）確定鏈節(jié)距p工況系數(shù)=1,鏈輪齒數(shù)=0.92，多排鏈系數(shù)=1，所以鏈條的額定功率選擇鏈條型號(hào)為08A的單排鏈，抗拉載荷13.8KN，鏈節(jié)距p=12.7mm。中心距=40p=4012.7=500mm（4）確定中心距理論中心距a=（5）中心距減少量，取為91mm實(shí)際中心距=a-=501.65-91=401mm鏈輪的主要尺寸計(jì)算如下：分度圓直徑d=；齒頂圓直徑=p（0.54+cot）=12.7(0.54+cot)=91mm；齒根圓直徑=d-=85

34、-7.95=77.05mm,取77mm。4.4 堆垛機(jī)貨叉靜度和擾度的計(jì)算貨叉機(jī)構(gòu)的受理分析在允許范圍內(nèi)對(duì)計(jì)算工況適當(dāng)?shù)暮喕?，假設(shè)堆垛機(jī)在運(yùn)行過程中立柱不發(fā)生變形，根據(jù)貨叉的支撐結(jié)構(gòu)，如下圖：1. 下叉板 2 從動(dòng)鏈輪1（下叉） 3. 張緊輪 4. 電機(jī)（主動(dòng)輪） 5. 從動(dòng)輪26. 上叉板 圖4.2 貨叉結(jié)構(gòu)簡圖根據(jù)貨叉結(jié)構(gòu)簡圖，作貨叉受力分析圖，如下圖4.2 圖4.3 貨叉受力分析圖圖中a、b、c為額定間的尺寸分別為50cm、18cm、40cm，設(shè)、是材料的彈性模量,、分別為A、B、C的支反力，Q為貨物載荷。上叉板擾度計(jì)算貨叉在貨物的作用下在上叉板處和c處產(chǎn)生支反力，上叉板受力和變形如下圖

35、4.3所 圖4.4 上叉板受力圖虛線表示變形，由上土可知，上叉板的B、C支點(diǎn)及力轉(zhuǎn)角微分方程和擾度方程分別為 N N= &=當(dāng)=b時(shí)，=0，&=0，所以 =0.54 =1.86下叉板擾度計(jì)算 圖4.5 下叉板受力圖載荷Q在b段產(chǎn)生的作用反力為，在c點(diǎn)產(chǎn)生傾角，產(chǎn)生的擾度求得 =2941 N =10294 N =0.4 =2.5因此 =0.94 =4.36貨叉在叉取貨時(shí)的最大擾度一般規(guī)定不超過5mm，根據(jù)以上式子可知，貨叉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的擾度符合要求 攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì) 要滿足堆垛機(jī)能夠在自動(dòng)

36、化立體倉庫的貨架巷道里來回穿梭運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)貨物的存取要求，需要設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)。主要包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、行走車輪。5.1.1 驅(qū)動(dòng)方式的選取方案一：地面驅(qū)動(dòng)式行走機(jī)構(gòu)安裝在下橫梁上，行走軌道鋪設(shè)在地面上，堆垛機(jī)靠下部的車輪支承和驅(qū)動(dòng)，上部的導(dǎo)向輪用以防止堆垛機(jī)的傾倒或擺動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于：驅(qū)動(dòng)裝置由于裝在下橫梁上，容易保養(yǎng)維護(hù)，使用方便。起重范圍大，應(yīng)用比較廣泛，適合于各種高度的立體倉庫。方案二：上部驅(qū)動(dòng)式該驅(qū)動(dòng)方式又可分為懸掛式和支承式兩種結(jié)構(gòu)形式。行走機(jī)構(gòu)安裝在堆垛機(jī)門架的上部，在地面上也沒有導(dǎo)軌，使門架下部的導(dǎo)軌以一定的間隙夾持在導(dǎo)軌的兩側(cè)，從而防止堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的擺動(dòng)和傾

37、斜，其升降裝置也安裝在門架的上部。這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于：在設(shè)計(jì)機(jī)架（即：金屬結(jié)構(gòu)）時(shí)，可不考慮橫向的彎曲強(qiáng)度，鋼結(jié)構(gòu)的自重可以減輕，加減速時(shí)的慣性和擺動(dòng)小，穩(wěn)定靜止所需的時(shí)間就短。但是由于行走、升降等驅(qū)動(dòng)裝置都安裝在堆垛機(jī)上部，保養(yǎng)、檢查與維修必須在高空作業(yè)，既不方便也不安全，而且立體倉庫的屋頂要承擔(dān)堆垛機(jī)的全部移動(dòng)載荷重，從而增加了屋頂結(jié)構(gòu)和貨架的重量。綜合以上兩種方案的對(duì)比，結(jié)合設(shè)計(jì)題目的要求，本設(shè)計(jì)中的驅(qū)動(dòng)型式采用“下部支承地面驅(qū)動(dòng)型”。5.1.2 車輪的的設(shè)計(jì)為使堆垛機(jī)能夠在軌道上平穩(wěn)運(yùn)行，因此必須依靠車輪來實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)。通常，車輪的形式有帶輪緣和無輪緣兩種。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中將采用貨叉作

38、業(yè)，這樣將會(huì)產(chǎn)生啃軌現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)使車輪與軌道劇烈磨損，并且大大增加附加載荷，使堆垛機(jī)運(yùn)行扭擺。發(fā)出響聲，影響其正常工作，甚至出現(xiàn)開不動(dòng)和脫軌現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)中，在下軌道上設(shè)置圓柱形（無輪緣）車輪（設(shè)計(jì)2個(gè)行走輪），并在下軌道側(cè)面安裝2個(gè)側(cè)面導(dǎo)向輪。上軌道設(shè)置2個(gè)有輪緣車輪作為導(dǎo)向輪，從而保證堆垛機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。5.1.3 電動(dòng)機(jī)的選取本設(shè)計(jì)中，行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)確定選用允許有較大振動(dòng)和沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，過載能力大的YZR系列繞線型起重用三相異步電動(dòng)機(jī)5.1.4 減速器的選取從堆垛機(jī)本身的工作場合考慮，本設(shè)計(jì)最終確定選用展開式一級(jí)圓柱齒輪減速器5.1.5 制動(dòng)器的選取堆垛機(jī)在運(yùn)行過程中，為了滿

39、足能夠減速停車的要求，需要在運(yùn)行機(jī)構(gòu)中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)器以便控制制動(dòng)力矩的大小，從而實(shí)現(xiàn)其功能。同時(shí)考慮堆垛機(jī)能平穩(wěn)工作，本設(shè)計(jì)中確定選用盤式常開式制動(dòng)器。在走行方面的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩值的大小一般為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的100%即可。5.2 軌道的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用地面驅(qū)動(dòng)式，需要設(shè)計(jì)上、下軌道來支承起堆垛機(jī)的全部自重，并能使堆垛機(jī)在其上順利運(yùn)行。目前，常用的軌道主要有以下三種：起重機(jī)鋼軌、鐵路鋼軌和方鋼。綜合堆垛機(jī)的具體工作場合和性能要求（剛度強(qiáng)度的要求），并進(jìn)行市場調(diào)查進(jìn)行成本考慮，上軌道可采用工字鋼，其具有良好的抗彎強(qiáng)度，常選用含C、Mn較高的鋼材軋制而成（典型型材U71Mn）。下軌道可采用鐵路鋼軌中的輕軌，常

40、選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。其頂部做成凸?fàn)畹?，底部具有一定寬度，具有良好的抗彎?qiáng)度。本設(shè)計(jì)采用地面驅(qū)動(dòng)式（前面已作介紹，具體內(nèi)容見2.5.1），需要設(shè)計(jì)上、下軌道來支承起堆垛機(jī)的全部自重，并能使堆垛機(jī)在其上順利運(yùn)行。目前，常用的軌道主要有以下三種：起重機(jī)鋼軌、鐵路鋼軌和方鋼。綜合堆垛機(jī)的具體工作場合和性能要求（剛度強(qiáng)度的要求），并進(jìn)行市場調(diào)查進(jìn)行成本考慮，上軌道可采用工字鋼，其具有良好的抗彎強(qiáng)度，常選用含C、Mn較高的鋼材軋制而成（典型型材U71Mn）。下軌道可采用鐵路鋼軌中的輕軌，常選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。其頂部做成凸?fàn)畹?，底部具有一定寬度，具有良好的抗彎?qiáng)度。堆垛機(jī)

41、軌道安裝的好壞直接影響到堆垛機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。常用的安裝方法有：壓板固定法、鉤形螺桿固定、焊接和螺栓聯(lián)用固定。軌道的接頭采用焊接方式，其順序是由下而上，先軌底后軌腰、軌頭，逐層逐道進(jìn)行堆焊，最后修補(bǔ)周圍。焊接時(shí)應(yīng)注意以下問題：1）在施焊前，固定鋼軌接頭時(shí)，2根鋼軌端頭之間所留間隙是上寬下窄，以軌底間隙為準(zhǔn)，一般控制在1518mm之間。2）當(dāng)鋼軌端頭焊接完成后，應(yīng)采取熱處理來消除其應(yīng)力，可以用氣焊噴嘴圍繞軌頭、軌腰、軌底反復(fù)進(jìn)行加熱。5.3 行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選取行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)所需的功率為可按下式計(jì)算： （KW） 式（5.1）式中 行走阻力； v行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度； 行走機(jī)構(gòu)的總效率，一般可取0.8

42、5-0.95由上式可知，現(xiàn)須確定行走阻力的大小，可按下式計(jì)算： （N） 式（5.2）式中 堆垛機(jī)的額定起重量和自重之和； 軸承摩擦系數(shù)，查表選取0.1； f車輪滾動(dòng)阻力系數(shù)，查表選取0.3； D車輪直徑； d軸徑； 阻力摩擦系數(shù)，查表選取1.5；將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入式（5.2）中，算得：=20050 N，并將其結(jié)果帶入式（5.1），最后算得所需電動(dòng)機(jī)的功率P=29KW，因此選擇型號(hào)為YZR225M6，轉(zhuǎn)速為957r/min,額定功率為34KW，效率為90%且3490%=30.6，可選。安裝代號(hào)選取1M1003，國際基準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為160M。5.4 堆垛機(jī)行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算行走輪有主動(dòng)輪和從動(dòng)輪1個(gè)，采用輪

43、軸直接連接的驅(qū)動(dòng)方式。行走輪的允許載重量等各參數(shù)間有下列關(guān)系式：P=KD（B-2r）（kg） 式（5.3） K=（kg/cm） 式（5.4）式中，P允許載重量（kg）； D車輪的踏面直徑（cm）； B鋼軌寬（cm）； r鋼軌頭部的圓角半徑（cm）； K許用應(yīng)力系數(shù)（kg/cm）； v走行速度（m/min）； 許用應(yīng)力（球墨鑄鐵的許用應(yīng)力為50kg/cm,即5MPa）。首先確定B=6.4cm，r=0.2cm, k=50 kg/cm, v=80m/min則 K=36.3（kg/cm）P= 1500kg將以上數(shù)據(jù)帶入式（5.3），式（5.4）中算得：D=8.5cm行走輪的輪壓主要根據(jù)疲勞計(jì)算輪壓選取

44、，其計(jì)算公式為： = 式（5.5）式中，疲勞計(jì)算輪壓（N）； 工作時(shí)最大允許載重量（N）；正常工作時(shí)最小輪壓（N）；又根據(jù)車輪直徑的計(jì)算公式： 式（5.6）式中，轉(zhuǎn)速系數(shù)； 工作級(jí)別系數(shù)； 接觸應(yīng)力常數(shù)；首先確定 =6.0,=0.82,=1.25,l=30mm，代入式（5.5），式（5.6）中算得：D=350mm車輪的轉(zhuǎn)速為： =212.3r/min車輪的軸徑為d=14mm，為滿足選擇合適的軸承，取d=15mm軸上的軸承選取型號(hào)為6202，基本尺寸為：d=15mm，D=35mm，B=11mm5.5 行走機(jī)構(gòu)減速器的選取行走機(jī)構(gòu)中的減速器可根據(jù)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比從標(biāo)準(zhǔn)中選用。行走機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比由下式確定

45、： 式（5.7）式中 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速； 車輪的轉(zhuǎn)速；代入相關(guān)數(shù)據(jù)到式（5.7）中算得：=4.48可選取減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為ZDY160（低速級(jí)中心距為160）。5.6 行走機(jī)構(gòu)聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的具體規(guī)格根據(jù)載荷情況、計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。計(jì)算轉(zhuǎn)矩有下式確定： 式（5.8） =工作情況系數(shù)取2.3,則2.3289=664.7由設(shè)計(jì)手冊選取彈性柱銷聯(lián)軸器TL8。它的許用轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為3000r/min。攀枝花學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)為了使堆垛機(jī)上貨物的存取機(jī)構(gòu)做升降運(yùn)動(dòng)，需要設(shè)計(jì)一個(gè)升降機(jī)

46、構(gòu)，用以滿足該功能要求。起升機(jī)構(gòu)主要包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、卷筒、柔性件、導(dǎo)軌組成。起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過減速裝置使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使柔性件卷入卷筒，柔性件機(jī)通過架立柱頂部的定滑輪與載貨臺(tái)相連，因此柔性件牽引載貨臺(tái)上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定的貨格位置時(shí)，制動(dòng)器動(dòng)作，使載貨臺(tái)平穩(wěn)、準(zhǔn)確地停住。6.1.1 柔性件的選取在堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)里需要靠柔性件來來起吊貨物。目前，起重機(jī)常用的柔性件主要有鋼絲繩和鏈條。鋼絲繩與鏈條相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：強(qiáng)度高、承載能力大，彈性好，能承受較大的沖擊；自重較輕；工作可靠，在破斷以前，外面的鋼絲先斷裂和松散。因此容易發(fā)現(xiàn)和更換，安全可靠，及少驟然折斷；成本較低；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作平穩(wěn)、

47、無噪音等。綜上所述，通過分析比較，設(shè)計(jì)中確定選用鋼絲繩作為起升機(jī)構(gòu)的柔性件。6.1.2 卷筒的選取為了卷繞和容納鋼絲繩，通過對(duì)鋼絲繩的收放，需要設(shè)置卷筒裝置來實(shí)現(xiàn)該功能。在起重機(jī)械中，主要采用圓柱形的鋼絲繩卷筒。按鋼絲繩在卷筒卷繞層數(shù)的不同可有以下兩種備選方案。方案一：單層卷繞卷筒方案二：多層卷繞卷筒方案對(duì)比：單層卷繞卷筒表面通常切有螺旋形繩槽，鋼絲繩依次排列其內(nèi)，繩槽節(jié)距比鋼絲繩直徑稍大，繩槽半徑比鋼絲繩半徑梢大，這樣增了鋼絲繩與卷筒的接觸面積，防止卷繞過程中相鄰鋼絲繩間的相互摩擦。從而可以延長鋼絲繩的使用壽命。但當(dāng)起升重物量增加，需要較長的鋼絲繩時(shí)，卷筒的長度和直徑都將有所增加。多層卷繞卷

48、筒雖可以減少卷筒的長度，但由于鋼絲繩所受的擠壓力大，相互摩擦力大，使鋼絲繩的壽命降低。此外，如果卷筒卷速不變，由于鋼絲繩每層卷繞半徑不等，鋼絲繩的卷繞速度或作用卷筒上的外力矩就隨卷繞層數(shù)變化，運(yùn)轉(zhuǎn)起來不平穩(wěn)。綜上所述，結(jié)合堆垛機(jī)具體使用場合和性能要求，本設(shè)計(jì)中選擇單層卷繞圓柱形卷繞卷筒。6.1.3 電動(dòng)機(jī)的選取一般工廠里都有交流電網(wǎng)提供三相交流電，其成本低，啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速方便，機(jī)械活動(dòng)范圍廣，故選取電動(dòng)機(jī)作為起升機(jī)構(gòu)的原動(dòng)機(jī)。按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)不同可有以下兩種備選方案。方案一：繞線式異步電機(jī)方案二：鼠籠式異步電機(jī)方案對(duì)比 ：繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻可以調(diào)節(jié)，因此起動(dòng)電流不是很大，通常不會(huì)超

49、過額定電流的22.5倍，而且也便于調(diào)速。鼠籠式異步電機(jī)的構(gòu)造簡單，操縱方便，價(jià)格也較便宜，但起動(dòng)電流較大，達(dá)到額定電流的46倍，調(diào)速性能差，不能承受較頻繁的起動(dòng)，通常只用在起動(dòng)不頻繁、功率較小的工作機(jī)構(gòu)中。根據(jù)具體工作環(huán)境，堆垛機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載大，啟動(dòng)、制動(dòng)、換向頻繁，要求有較高的工作穩(wěn)定性。綜合以上兩種方案的對(duì)比，本設(shè)計(jì)中選用允許有較大振動(dòng)和沖擊，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，過載能力大的YZR系列繞線型起重用三相異步電動(dòng)機(jī)。6.1.4減速器的選取在電動(dòng)機(jī)和卷筒之間需要設(shè)計(jì)一個(gè)傳動(dòng)裝置用以傳遞運(yùn)動(dòng)和作用，并藉以改變運(yùn)動(dòng)的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩的大小。本設(shè)計(jì)中采用減速器作為起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。(1)傳動(dòng)方式的選擇起重

50、機(jī)械中常有以下三種備選方案。方案一：二級(jí)圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)如下： 圖6.1 二級(jí)圓柱齒輪減速器方案二：蝸輪減速器，其結(jié)構(gòu)如下： 1. 電動(dòng)機(jī) 2. 聯(lián)軸器 3. 減速器 4. 聯(lián)軸器 5.滾筒 6. 鏈 圖6.2 渦輪減速器結(jié)構(gòu)圖方案三：行星齒輪減速器方案對(duì)比：二級(jí)圓柱齒輪減速器效率高，功率范圍大，現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化，因而使用范圍普遍；蝸輪減速器雖然結(jié)構(gòu)尺寸小，傳動(dòng)比較大，重量輕，但效率低，壽命較短，在長期連續(xù)使用時(shí)就顯得不經(jīng)濟(jì)，一般只用于小型起重機(jī)；行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比也較大，但價(jià)格比較昂貴。綜上所述，從產(chǎn)品的成本、性能和具體使用場合考慮，本設(shè)計(jì)中選取二級(jí)圓柱齒輪減速器。(2)輸出（入）軸的配置根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊輸出（入）軸有以下四種備選方案。方案一：展開式，其結(jié)構(gòu)如下： 圖6.3 展開式結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對(duì)與軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭矩變形和軸