精品論文雙立柱式巷道堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)

1、雙立柱式巷道堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要 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、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，并設(shè)計(jì)一種

2、帶柔性裝置的堆垛機(jī)安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。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： 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)；堆垛機(jī)；安全機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì) The Design of two pillar typeof Narrow-Aisle Stacker Crane Abstract Automation three-dimensional storehouse is that thing flows important composition part, it is to stock and take out voluntari

3、ly under not directly carrying out the condition of artificial intervention the system that thing flows out . it is the high-tech outcome of modern industrial social development, for raise productivity and reduction cost have important meaning. In recent years, along with the unceasing raising of en

4、terprise production and management, more and more enterprises know that thing flows out reasonability and the improvement of system, is very important for the development of enterprise . Stacker cranes is automation three-dimensional storehouse in most important take heavy crane pile up equipment, i

5、t 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. This paper has discussed the focal point of design scheme and article of the two pillar

6、 stacker crane of universal use in modern most enterprises in detail put , in thirdly parts: elevator Gou , walk organization and fork telescoping mechanism design , design a kind of tape the cranes safe organization of flexible installation design scheme. first, put forward the overall design schem

7、e of every organization; secondly, for every organization analyse by force condition calculate , then estimation beginning take value, check nuclear, final definite every reality again worth. Keyword: automation three-dimensional storehouse; stacker cranes; safe organization; design目 錄摘 要IThe Design

8、 of two pillar typeIIAbstractII第一章 緒論11.1 研究背景及內(nèi)容11.1.1 研究背景及意義11.1.2 研究的內(nèi)容11.2 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述21.2.1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成和形式21.2.2 巷道堆垛機(jī)的特點(diǎn)21.3 堆垛機(jī)所受載荷的簡(jiǎn)化方法2第二章 堆垛機(jī)門(mén)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算52.1 框架的彎矩和撓度52.1.1 由于水平載荷產(chǎn)生的彎距62.1.2 由行走車(chē)輪的反力產(chǎn)生的彎距92.1.3 有叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩102.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算校核102.2.1 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：102.2.2 各部分的彎矩112.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力12第三章 堆垛機(jī)伸

9、縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算133.1 伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度13下叉的受力分析計(jì)算:143.1.2 中叉的受力分析計(jì)算153.1.3 前叉的設(shè)計(jì)分析計(jì)算173.2 貨叉各參數(shù)的選擇183.3 貨叉內(nèi)部零件的選取與校核183.3.1 軸承4的選取校核183.3.2 齒輪5的選取校核193.3.3 鏈輪7、鏈條的選取校核223.4 貨叉伸縮裝置中的電機(jī)、減速器的選取23第四章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算244.1 堆垛機(jī)走行輪的設(shè)計(jì)計(jì)算244.2 走行裝置的電機(jī)、減速器的選取25第五章 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算265.1 升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算265.2 升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速器的選取265.3 制動(dòng)器的制動(dòng)

10、容量的設(shè)計(jì)27第六章 堆垛機(jī)的安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28結(jié) 論29致 謝30參考文獻(xiàn)31附錄32雙立柱式巷道堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)第一章 緒論近年來(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。1.1 研究背景及內(nèi)容 研究背景及意義自動(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、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

11、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。 研究的內(nèi)容在堆垛機(jī)設(shè)計(jì)中將做以下工作：（1） 堆垛機(jī)的門(mén)架的設(shè)計(jì)計(jì)算；（2） 堆垛機(jī)的貨叉伸縮

12、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)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 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成和形式 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)機(jī)構(gòu)組成：（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） 行走機(jī)構(gòu)有電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、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導(dǎo)軌導(dǎo)行。下部裝有水平導(dǎo)輪沿貨架下部的水平導(dǎo)規(guī)導(dǎo)行。行走機(jī)構(gòu)的工作速度依據(jù)巷道長(zhǎng)度和物料出入庫(kù)頻率而定，正常工作速度控制

13、在50100m/min，最高可達(dá)到180m/min,設(shè)計(jì)時(shí)選取90m/min.（3） 貨叉伸縮機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)的取放物料裝置，它有前叉、中間叉、固定叉、驅(qū)動(dòng)齒輪等組成。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20m/min. 巷道堆垛機(jī)的特點(diǎn) 由于使用場(chǎng)合的限制，巷道堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能方面有以下特點(diǎn)：1） 整機(jī)結(jié)構(gòu)高而窄，其寬度一般不超過(guò)儲(chǔ)料單元的寬度，因此限制了整機(jī)布置和結(jié)構(gòu)選型。2） 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。3） 采用專門(mén)的取料裝置，常用多節(jié)伸縮貨叉或貨板機(jī)構(gòu)。4） 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。5） 配

14、備可靠的安全裝置，控制系統(tǒng)應(yīng)具有一系列連鎖保護(hù)措施。1.3 堆垛機(jī)所受載荷的簡(jiǎn)化方法 堆垛機(jī)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，其剛結(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(jiǎn)化的基本方法作一說(shuō)明。 1）起重重量P 實(shí)際起重重量包括吊具重量和額定重量之和，用S表示。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P=

15、 S 式中，稱為沖擊系數(shù)，與堆垛機(jī)分類有關(guān)：1類 =1. 1 2類 =1.25 3類 =1.4 4類 =1.62）水平載荷S 堆垛機(jī)沿水平方向加減速行走或旋轉(zhuǎn)時(shí)，必然存在與其加速度有關(guān)的水平慣性力。即S=S 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(lái)確定。 水平行走時(shí) =0.0005v； 旋轉(zhuǎn)時(shí) =0.0004v.3）風(fēng)力載荷S 風(fēng)力載荷S為風(fēng)壓力q與受風(fēng)面積的乘機(jī)，即S=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)起吊沖擊載荷S 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

16、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S的不同組合： A 正常工作狀態(tài)：M（S+S+ S） B 特殊工作狀態(tài)：M（S+ S+ S）+ S C 起吊工作狀態(tài)：S+ S+ S D 停止：S+ S 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)： 1類M=1.0； 2類M=1.05； 3類M=1.1；4類M=1.20第二章 堆垛機(jī)門(mén)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算門(mén)架是堆垛機(jī)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(shí)也沒(méi)有）的貨合。升降臺(tái)沿立柱升降，同時(shí)靠地上和頂上的導(dǎo)軌保持走行穩(wěn)

17、定和支持貨叉伸出進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)的翻轉(zhuǎn)彎矩。在門(mén)架上安裝有卷?yè)P(yáng)、走行等機(jī)械裝置，以及配置有電氣控制開(kāi)關(guān)、控制裝置、配線等。下部支承式的集中放在門(mén)架下部。 由于走行起動(dòng)、停止及加減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力，門(mén)架在通道的縱向發(fā)生撓曲，整個(gè)門(mén)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(zhǎng)著的伸縮叉的前端的撓度增大。 柱端振動(dòng)：和貨叉前端的撓度一超過(guò)極限，就成為堆垛機(jī)自動(dòng)定位的障礙，所以門(mén)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和撓度小的適當(dāng)剛度。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選取雙立柱下部支承式門(mén)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。2.1 框架的彎矩和撓度堆垛機(jī)的矩形門(mén)架是超靜定結(jié)構(gòu)。這里按角變位移法解如下：

18、堆垛機(jī)門(mén)架的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)： Q上梁及附件重量 Q貨臺(tái)、貨物、附件及搭乘人員的總重量 Q電氣控制盤(pán)的重量 Q卷?yè)P(yáng)裝置的重量 q 柱的單位長(zhǎng)度的平均重量 作用在門(mén)架上的慣性力：H=（/g）Q及 qh/g (:減速度，g =9.8米 /秒) hh下梁中心線分別到Q Q的中心高度 l立柱的中心距I立柱AB、DC的斷面慣性距上梁與下梁端部的偏轉(zhuǎn)角 R因構(gòu)件兩端變位產(chǎn)生的彎距 E：縱彈性模量 C由構(gòu)件的中間載荷在杠端產(chǎn)生的彎距，稱為載荷項(xiàng)。K= I/ h立柱的剛度 K=I/l 上下梁的剛度 n=K/ K剛度比 M彎距 由于水平載荷產(chǎn)生的彎距作出作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解： 圖1 列出角變位移方程： M=2

19、EK（2+-3R）M=2EK（2+-3R）M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+-3R）+C M=2EK（2+-3R）-CM=2EK（2+）M=2EK（2+）其中載荷項(xiàng)：C=（1/h）H h(h-h)+Hh( h- h)+q h/12gC=（1/h）H h(h-h)+Hh( h- h)+q h/12g有節(jié)點(diǎn)的彎距平衡方程式：M+ M=0 M +M=0M+ M=0 M+ M=0由隔離體靜力平衡方程式：M +M+ M +M+H h +H h+ Hh+ q h/2g=0+=4 R+（n/6EK）(C- C-H h-H h- Hh-q h/2g)有上面各式，可先求出、 R再帶入可求出上下

20、梁內(nèi)力M M、M 、M； 、立柱內(nèi)力M = -M、M= - M M= - M、 M= - M圖2 列出角變位移方程式： M=2EK（2+-3R）-C M=2EK（2+-3R）+CM=2EK(2+)M=2EK(2+)M=2EK（2+-3R）M=2EK（2+-3R）M=2EK(2+)M=2EK(2+)固端彎距（載荷項(xiàng)）C=（1/h）Hh(h-h)+ q h/12gC=（1/h）Hh(h-h)+ q h/12gC =C=C=C=C=C有節(jié)點(diǎn)的彎距平衡方程式：M+ M=0 M+ M=0M+M=0 M+ M=0有隔離體靜力平衡方程式：M+ M+M+ M+ Hh +q h/2g+=4R+(n/6EK)(

21、C -C- Hh -q h/2g)=0 解上面各式，可先求出、R。再求出上下梁及立柱的內(nèi)力有水平載荷產(chǎn)生的彎距，可由圖1 圖2疊加得出：M= M+ M M= M+ MM= M+ M M= M+ M又有節(jié)點(diǎn)方程式可得M= -M M= -M M= -M M= -M門(mén)架立柱端部的線變位 ：=+=h(R+R) 由行走車(chē)輪的反力產(chǎn)生的彎距受力分析圖如下：列出角變位移方程式：M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+）M=2EK（2+）+CM=2EK（2+）-C固端彎距：C=V =n(2+n)C/2EK (n+1)(n+3) = -nc/2E

22、K(n+1)(n+3)= - = - M=1/(n+1)(n+3)(2n+3)M=1/(n+1)(n+3)(n)M=1/(n+1)(n+3)n(n+2)在此，M= - M M= - M M= - M M= - MV：走行車(chē)輪的反力，按1/2（堆垛機(jī)總重量+載重）求出。 有叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩由于貨叉作業(yè)，在門(mén)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(huì)在貨叉伸出的情況下走行，所以可以認(rèn)為最大彎矩為M和M合成的彎矩。 2.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算校核 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：上下梁（槽鋼200*90*8，I=8360厘米） 柱（290*7.9矩形鋼管44角鋼

23、，I=19014厘米） l=3m h=20m h=18m h=2m h=1m a=0.5mQ=350kg Q=2300kg Q=400kg Q=400kgq=0.85kg/cm /g=0.1 H=0.1Q堆垛機(jī)總重量（自重+載重）=8000kg載重增加25%作為試驗(yàn)載荷，為1500*（1+25%）=1875kg根據(jù)的討論，關(guān)于載荷的補(bǔ)加系數(shù)，對(duì)堆垛機(jī)的沖擊系數(shù)=1.4，作業(yè)系數(shù)M*=1.1。則載荷組合為M*（S+S+S）。 各部分的彎矩n=K/K=Ih/Il=2.73固端彎矩：C=24.9Nm C=28.6 NmC=57.4 Nm C=34.5 NmR=R+R=0.0018+0.00075=0

24、.00255走行停止時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的立柱上端的線變位： =17800.00255=4.54cm(注：值容許范圍一般在2.55cm,符合要求)由水平載荷產(chǎn)生的各部分的彎矩：M=M*（M+M）=1.1（186.5+76.5）=289.4 Nm M= M*(M+M)=1.1(170.7+73.4)=266.1 NmM= M*(M+M)=1.1(178.2+73.4)=276.8 Nm M= M*(M+M)=1.1(176.2+75)=276.3 Nm 由走行輪的反力產(chǎn)生的各部分的彎矩:V=M*(8000-2300-2300)/2=4906kg固端彎矩: C=490645=220. 8Nm因此:M=87.

25、4 Nm M=28.2 Nm M=133.4 Nm最大彎矩:M= -289.4+87.4= -201 Nm M= -266.1+28.2= -237.9 Nm M=266.1-28.2=237.9 Nm M=276.8+28.2=305.0 Nm M= -276.8-28.2= -305.0 Nm M= -276.3-87.4= -363.7 Nm M=276.3+133.4=409.7 Nm M=289.4-133.4=156.0 Nm 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力 上下梁的斷面系數(shù)Z=498 cm,柱的斷面系數(shù)Z=789cm則:= -2560N/cm = -3010N/cm =4780 N/cm =

26、613 N/cm = -3870 N/cm = -4610 N/cm =8230 N/cm =2870 N/cm隨著堆垛機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng),這些應(yīng)力交變出現(xiàn),在下梁A和D點(diǎn)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12500 N/cm.故能滿足上述彎曲應(yīng)力條件.第三章 堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 貨叉是堆垛機(jī)中最主要的部分, 所設(shè)計(jì)的貨叉,是三節(jié)伸縮式貨叉,即由上叉、中叉、下叉以及導(dǎo)向滾子等構(gòu)成的貨叉. 它主要由電機(jī)、減速器、鏈輪、鏈條、齒輪、齒條、下叉、中叉、上叉、軸承等組成.如圖所示.下叉1側(cè)面裝有軸承4并固定在載貨臺(tái)的臺(tái)架上

27、,中叉2的下板與工字行導(dǎo)軌相連,上叉4的頂板與立板相連,在立板上裝有軸承4.貨叉電機(jī)通過(guò)鏈輪鏈條帶動(dòng)齒輪5旋轉(zhuǎn),齒輪帶動(dòng)齒條及中叉2運(yùn)動(dòng),同時(shí)中叉2中的鏈輪7通過(guò)鏈條帶動(dòng)上叉3沿著中叉2中的工字行導(dǎo)軌運(yùn)行.中叉可在齒輪、齒條或鏈輪、鏈條的驅(qū)動(dòng)下從中叉的中點(diǎn),向前或向后移動(dòng)大約自身長(zhǎng)度的一半,上叉可從中叉的中點(diǎn),向前或向后伸出比自身稍長(zhǎng)的長(zhǎng)度.3.1 伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度所設(shè)計(jì)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(shí)叉前端的擾度控制在最小,作為設(shè)計(jì)的目標(biāo).貨叉各參數(shù)如下:W: 載荷I ,I, I: 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)下叉的受力分析計(jì)算:如圖

28、,假設(shè)l為不變形部分的長(zhǎng)度. P=W l/b ,ax l時(shí)的彎矩為M= - P(x-a)i=i-dx= i- +(x-a)-(1)= ix-dx= ix-+(x-a)-(2)當(dāng)x= i時(shí), =0i= -( i+b)-(3)將(3)代入(1),x=l時(shí)c點(diǎn)的傾角與為t= - = -l 中叉的受力分析計(jì)算圖a: 因載荷W的作用,在b間產(chǎn)生反力P,P,設(shè)點(diǎn)的傾角為i,擾度為 M= Px=x = -= -i= -+i-(4)= -+ ix+-(5) 因x=b時(shí), =0, =0 則i=-(6)將(6)代入(4),求x=b時(shí)的傾斜角i= - = -圖b: 把b段作為剛性,c點(diǎn)作為固定端考慮,并設(shè)由于W在中

29、叉產(chǎn)生的反力為P和P,而由這些反力作用在叉子前端產(chǎn)生的擾度為和,則 M= - P(x-d)+ PxP=W P=W= -dx= - Px- P(x-d)在x=l時(shí) = -(e+d) l-e(l-d)其次i= -dx= -當(dāng)x=l時(shí), i= -e(l-d)+(e+d)l所以 = i(l-l) 前叉的設(shè)計(jì)分析計(jì)算載荷W在d區(qū)間產(chǎn)生的反力有P, P，在E點(diǎn)的傾斜角為i，擾度為,受力分析如下：則 M=x = -= - i= -+i-(7) = -+ix+-(8)當(dāng)x=d時(shí), =0, =0 , i=-(9)將（9）代入（7），當(dāng)x=d時(shí) i= - = -(l-l) 因此，設(shè)載貨臺(tái)和立柱為剛性時(shí)，伸縮貨叉工

30、作的總擾度為 =+（注）當(dāng)托盤(pán)貨架進(jìn)深為110厘米時(shí)，值應(yīng)控制在1015毫米。 3.2 貨叉各參數(shù)的選擇a=65cm b=40cm c=20cm d=40cm e=15cml=100cm l=60cm l=75cm l=120cm故可取上叉、下叉、中叉長(zhǎng)為：L= l=25=110cm L=b+c+d+25=110cm L= l-c+ 25=110cm上叉為板狀，并取其寬也為110cm，厚度取10cm,其余數(shù)據(jù)見(jiàn)裝配圖上標(biāo)注。因各數(shù)據(jù)取值都較大，故能滿足條件。 3.3 貨叉內(nèi)部零件的選取與校核 軸承4的選取校核設(shè)計(jì)選取貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的工作速度為10m/min則每各軸承所承受的壓力為F=150010

31、/4=3750N轉(zhuǎn)速為n=10000r/d (r/min), 取C=110 則 d=C=110 d=16.2mm取d=20mm, 則n=10000/20=159.2r/min 查表7-2-52，選擇深溝球軸承，代號(hào)為6404其基本參數(shù)為：d=20mm D=72mm B=19mm c=31.0KN c=15.2KN 徑向載荷 F=150010/4=3750N 軸向載荷F=0N F/ F=0<e=0.26 查表得x=1 y=0 P=x F+y F= F=3750N又查表得：f=1.1 f=1 f=0.485 f=2.29 f=1C= P=3750=19.4KN<31.0KN= c軸承的

32、額定靜載荷P=0.6 F+0.5 F=2250<3750N因P< F 故取 P= F=3.75KN<15.2KN 滿足軸承的壽命L=()=()=22446h因L>>h=6000h 故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。 齒輪5的選取校核1. 選取齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度HB=217255，平均硬度為236 2. 初步計(jì)算傳動(dòng)尺寸 為軟齒面開(kāi)式傳動(dòng)d= （1）轉(zhuǎn)矩T=9.55P/n=162.43d Nmm （2）設(shè)計(jì)時(shí)，因V值未知，K不能確定，故可初選K=1.4 （3）取齒寬系數(shù)=1.1（4）取彈性系數(shù)Z=189.8 （5）初選螺旋角=12，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z=

33、2.46 （6）初選Z=23，齒條Z=則得重合度（1/ Z+1/ Z）cos=1.7取軸面重合度=0.318Ztg=1.77取重合度系數(shù)Z=0.765（7）取螺旋角系數(shù)Z=0.99（8）許用接觸應(yīng)力由式= 取接觸疲勞極限應(yīng)力為=595MPa 齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N=60naL=1.08 取壽命系數(shù)Z=1.06 取安全系數(shù)S=1.0 則=630.7 Mpa （9）齒輪的分度圓直徑d,初算為u=Z/Z= 故 則d=130mm3. 確定傳動(dòng)尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù)取使用系數(shù)K=1.0因V=取動(dòng)載系數(shù)K=1.15取齒向載荷分布系數(shù)K=1.11取齒間載荷分配系數(shù)K=1.2故K= K K K K=1.5

34、3 （2）對(duì)修正d=133.9mm （3）確定模數(shù)m=dcos/Z=5.69 取m=6 （4）故d=141mm 并取b=50mm 4. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度=式中各參數(shù)：（1）各值同前（2）因當(dāng)量系數(shù)Z=Z/cos12=23.5 故取齒形系數(shù)Y=2.64，應(yīng)力修正系數(shù)Y=1.58（3）取重合度系數(shù)Y（4）取螺旋角系數(shù)Y（5）許用彎曲應(yīng)力 取彎曲疲勞極限應(yīng)力 取壽命系數(shù)Y， 取安全系數(shù)S 故 =1.0 則 =4.29MPa176MPa= 故能滿足齒根彎曲疲勞極限。 設(shè)計(jì)合理。 鏈輪、鏈條的選取校核 設(shè)軸徑d=80mm，鏈傳動(dòng)比i=1 鏈速n=V=159.2r/minP=0.11. 選擇鏈輪齒數(shù)：

35、初步確定Z=212. 定鏈的節(jié)距 取K，齒數(shù)系數(shù)K，多排鏈系數(shù)K 所需傳遞功率為 由此，可選取滿足條件的08A鏈，P=12.7mm 3. 定鏈長(zhǎng)、中心距 初定中心距a=40p，則鏈節(jié)數(shù) L=101節(jié) 鏈長(zhǎng)L=LP/1000=10112.7/1000=1.28m 中心距a=508mm 中心距調(diào)整量 實(shí)際中心距4 求作用在軸上的力 工作拉力F=1000P/V=1500N 作用在軸上的壓力F=1.2F=1800N軸徑 取d=16mm 取輪徑D=80mm 計(jì)算結(jié)果總匯：鏈條規(guī)格：08A單排鏈，101節(jié)，長(zhǎng)1.28米大小輪齒數(shù)都為21，中心距壓軸力F，軸徑d=16mm，輪徑D=80 mm。3.4 貨叉伸

36、縮裝置中的電機(jī)、減速器的選取 齒輪5的轉(zhuǎn)速為 可取齒輪5與減速器的外端接口傳動(dòng)比i=3. 且齒輪傳動(dòng)所需功率為P=FV=（1500+2300） 則可選擇電機(jī)型號(hào)為Y250M-6，額定功率為37KW 轉(zhuǎn)速為980r/min，效率為90.8%，且90.8%>8KW 安裝型式選取B3，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為250M65。 為此，減速器的傳動(dòng)比為i=980/23.78 則選取減速器型號(hào)為ZLY（低速級(jí)中心距）180。第四章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算首先，堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)型式設(shè)計(jì)成“下部支承下部驅(qū)動(dòng)型”，該型式的走行裝置安裝在下梁上，通過(guò)減速裝置驅(qū)動(dòng)走行輪，走行輪支承堆垛機(jī)的全部重量，在單軌上走行。4.1

37、堆垛機(jī)走行輪的設(shè)計(jì)計(jì)算走行輪有主動(dòng)輪與從動(dòng)輪各1個(gè)，由于堆垛機(jī)在操作貨叉時(shí)的反作用力會(huì)對(duì)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(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)輪的末端齒輪采用輪軸直接連接的驅(qū)動(dòng)方式。走行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） 且K=（kg/cm）式中，P允許載重量（kg） D車(chē)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） k許用應(yīng)力（球墨鑄鐵的許用應(yīng)力為50）（kg/cm）首先確定B=6.4cm，r=0.2cm, k=50 kg/cm, v=90m/min則 K

38、=36.4（kg/cm） P=()/4=(350+2300+400+400+0.85+350)/4=7200/4=1800kg則代入上式可得：D=8.2cm，則車(chē)輪的軸徑為d=11.2mm取d =50mm,車(chē)輪直徑可適當(dāng)取大為D=100mm則走行輪的轉(zhuǎn)速為n=901000/100=287r/min軸上的軸承選取型號(hào)為61810，基本尺寸為：d=50mm, D=65mm, B=7mm.4.2 走行裝置的電機(jī)、減速器的選取 走行裝置在額定速度下必需的功率為：P=（KW） 其中，式中，走行阻力 d走行輪軸的直徑 摩擦系數(shù) f滾動(dòng)摩擦系數(shù) Q堆垛機(jī)的總重量由此，求得P=則可選取電機(jī)型號(hào)為Y200L1-

39、2，轉(zhuǎn)速為2950r/min,額定功率為30KW，效率為90%，且3090%=27，可選。安裝型式選取B3，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為200L55。為此，減速器的傳動(dòng)比為i=2950/287=10.28，則可選取減速器標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為ZLY（低速級(jí)中心距）200。 第五章 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 升降機(jī)構(gòu)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(dòng)裝置一般裝在下部。卷筒為帶溝的圓筒，鋼絲繩在溝內(nèi)纏繞的方向與纏入溝內(nèi)的鋼絲繩方向之間的角度不超過(guò)4度。 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈：電機(jī)-聯(lián)軸器-減速器-卷筒-鋼絲繩-貨臺(tái)。5.1 升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算定滑輪的軸徑與輪徑的設(shè)計(jì)計(jì)算：則對(duì)

40、定滑輪n=100020/3.14d, p=(1500+2300)10/4=9500N則 mm選取滑輪的軸徑d=50mm，輪徑D=100mm則滑輪的轉(zhuǎn)速n=127.39r/min選取卷筒的直徑為D=200mm,卷筒的軸徑取為d=85mm則卷筒的轉(zhuǎn)速n= nD/ D=63.7r/min每根鋼絲繩所承受的拉力為F=(1500+2300)10/4=9500N=9.5KN則手選鋼絲繩為第二組619（a）類。選取鋼絲繩公稱直徑為6mm，公稱抗拉強(qiáng)度為1570MPa鋼芯鋼絲繩的最小破斷拉力為20.10KN>9.5KN,滿足要求。5.2 升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速器的選取將載荷W+貨臺(tái)的自重G以速度v米/分提升

41、時(shí)的功率為：=KW由此，選取電機(jī)型號(hào)為Y315S-10，額定功率為55KW，效率為92%，轉(zhuǎn)速為590r/min,選取安裝型式為B3，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為315S75。則減速器的傳動(dòng)比為i=590/63.7=9.25減速器的型號(hào)為ZLY（低速級(jí)中心距）180。5.3 制動(dòng)器的制動(dòng)容量的設(shè)計(jì) 在堆垛機(jī)上使用的制動(dòng)器，在走行裝置上作走行減速與停止之用。在升降方面用來(lái)使運(yùn)動(dòng)中的載荷減速并在停止后保持安全，必須有足夠的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一般規(guī)定，提升裝置的制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)為相當(dāng)于額定載重量的貨物被吊起時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩值的1.5倍以上，但一般在走行方面的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩值為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的100%即可。 第六章 堆垛機(jī)的安全機(jī)

42、構(gòu)的設(shè)計(jì) 堆垛機(jī)的立柱高度高達(dá)20米，載貨臺(tái)升降速度也達(dá)到20米/分，而載貨臺(tái)是沿堆垛機(jī)立柱的升降導(dǎo)軌上下運(yùn)行的承載結(jié)構(gòu)，上有貨叉機(jī)構(gòu)、司機(jī)室等，其升降運(yùn)行靠卷筒系統(tǒng)。為了保證堆垛機(jī)正常工作，確保載貨臺(tái)上人員、貨物的安全，載貨臺(tái)都必須裝有安全機(jī)構(gòu)。巷道堆垛機(jī)安全機(jī)構(gòu)的作用是：當(dāng)載貨臺(tái)發(fā)生斷繩事件時(shí)，能自動(dòng)可靠的將載貨臺(tái)停止，避免發(fā)生溜車(chē)或墜車(chē)事故。因此，對(duì)這種安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是靈敏度高、作用可靠、沖擊小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。本文設(shè)計(jì)一種帶柔性裝置的堆垛機(jī)夾軌機(jī)構(gòu)。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：在楔快結(jié)構(gòu)中加入滾珠，它在夾軌塊和固定塊之間的關(guān)滑槽內(nèi)滾動(dòng)，還需滾珠盒用于固定滾珠軸，它與固定塊之間的相對(duì)位置由調(diào)節(jié)

43、螺栓調(diào)整并用聯(lián)接彈簧相連。當(dāng)斷繩時(shí)，兩夾軌塊上移，并和立柱導(dǎo)軌兩面吸合，同時(shí)又和固定塊接觸并行成楔塊作用，在楔塊作用下壓緊導(dǎo)軌，產(chǎn)生摩擦阻力使載貨臺(tái)停止下降。加入滾珠后，夾軌作用后壓力達(dá)到最大時(shí)，夾軌塊連同載貨臺(tái)以恒壓值在導(dǎo)軌上平面滑動(dòng)一個(gè)位移而停止，因而載貨臺(tái)沖擊明顯減少，導(dǎo)軌上的局部擠壓力和磨損情況大大改善。具體尺寸詳見(jiàn)安全機(jī)構(gòu)裝配圖。 結(jié) 論本次“雙立柱巷道堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)”屬于工程制圖設(shè)計(jì)，從門(mén)架設(shè)計(jì)以及幾個(gè)主要重點(diǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)著手，分析了堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。論文首先從堆垛機(jī)的特點(diǎn)及組成形式開(kāi)始，接著分析門(mén)架的受力情況及推導(dǎo)出門(mén)架的彎矩及撓度關(guān)系式，再設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，最終設(shè)計(jì)出了滿足承

44、受重載，高而窄的雙立柱門(mén)架；詳細(xì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)了貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先分析貨叉的受力圖，并推導(dǎo)出彎矩?fù)隙裙?，設(shè)計(jì)出貨叉的外部結(jié)構(gòu)尺寸，接著又設(shè)計(jì)校核了貨叉內(nèi)部零件的尺寸，最終設(shè)計(jì)出了滿足條件、靈活、適用、簡(jiǎn)捷、方便的貨叉結(jié)構(gòu)，并選取出適宜的電機(jī)、減速器；介紹了堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并確定了尺寸及電機(jī)、減速器的選?。蛔詈?，設(shè)計(jì)出了一種體積小、靈敏度高、動(dòng)作可靠、帶柔性裝置的堆垛機(jī)安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，并給出詳細(xì)尺寸及夾軌原理。本次設(shè)計(jì)，囊括了大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的方方面面，是我在以后的學(xué)習(xí)工作之前，對(duì)各個(gè)學(xué)科課程的一次深入的綜合性的練習(xí)，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，

45、并為以后的工作學(xué)習(xí)打下良好的堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)是對(duì)四年以來(lái)學(xué)習(xí)的總結(jié)，并鍛煉了總體設(shè)計(jì)的能力。由于本人能力有限，以及時(shí)間上的倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中難免有考慮不周與設(shè)計(jì)不正確的地方，希望各位老師能夠給予諒解，并提出您的寶貴建議，我將不勝感激！ 致 謝 能順利完成本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，首先與我的導(dǎo)師賈寶賢老師的悉心教導(dǎo)分不開(kāi)的，在此，我先向賈老師致以我深深的謝意！本次論文設(shè)計(jì)從論文的選題、撰寫(xiě)、修改直到打印完成自始自終都是在賈老師的悉心指導(dǎo)和勉勵(lì)下完成的。賈老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使我受益非淺；賈老師一絲不茍的鉆研精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，執(zhí)著忘我的工作作風(fēng)，獨(dú)樹(shù)一幟的思維方式，無(wú)時(shí)無(wú)刻不

46、在影響著我，讓我終身難忘。他的言傳身教，將永遠(yuǎn)指導(dǎo)著我今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝機(jī)械教研室的諸位老師，在進(jìn)行畢業(yè)論文工作中所給予的幫助，他們的不倦教誨和點(diǎn)撥是我今日點(diǎn)滴知識(shí)的來(lái)源。感謝圖書(shū)館、資料室、微機(jī)室的各位老師的關(guān)心和幫助，。還要感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助，他們的啟發(fā)和友愛(ài)互助的精神給予我論文寫(xiě)作極大的幫助。最后，再次向他們表示忠心的感謝！參考文獻(xiàn) 1日吉國(guó)宏，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)，北京：中國(guó)鐵道出版社，1979。2楊長(zhǎng)暌，起重機(jī)械，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982。3濮良貴，機(jī)械零件，北京：高等教育出版社，1982。4劉昌祺，物流配送中心設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。5程育仁、繆龍秀、侯炳麟，疲勞強(qiáng)度，北京：中國(guó)鐵道出版社，1990。6劉品、劉麗華、柳河、袁正友，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000。7劉鴻文，材料力學(xué)，北京：高等