第2章物流系統(tǒng)設計

1、供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)物料物料輸送系統(tǒng)輸送系統(tǒng)加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)其中儲料裝置有兩種形式：料倉式、料斗式。前者需要人工將坯件按一定的方向擺放到倉內， 而后者只需將坯體倒入料斗，由料斗自動完向。a和b為自重式ch為外力作用式需要計算倉斗壁傾角、出口尺寸及排料能力7aa222a r c t a n hab其中是倉斗壁傾角，單位為度。是物料與倉斗壁的靜摩擦力，單位為度。對于矩形或者方形錐體料倉，棱角式中 h為倉斗垂直高度，單位mm a、b為倉的邊長，單位mmbd( 36 )bBd出口尺寸指有效出口截面積：倉斗出口的物料通過能力Q03600QAv式中 為物料堆積的密度 A為出料口面積 v為物料流速0料斗料斗出口

2、生產系統(tǒng)1N2N系統(tǒng)平均QQ結構設計結構設計 主要考慮坯件的特點，如幾何尺寸、性狀、重心位置等選擇合適的定向方法，進而確定料斗的形式。ad為滾動式輸料槽eh為滑動式輸料槽 坯件的非料斗定向坯件的非料斗定向a-c為直線往復運動式送料、隔料機構。d-e為擺動往復式送料、隔料機構。f-g為旋轉式送料、隔料機構。h為復合運動式送料、隔料機構。 輸送系統(tǒng)是物流系統(tǒng)的重要組成部分。它將生產系統(tǒng)中的各種設備、各個工序以及存儲倉庫之間有機地連接起來，并適時、適量地把物料送達指定位置。重力驅動式：依靠物料重力或人的推力實現(xiàn)物料輸送的輸送系統(tǒng)。用于輸送物料。動力驅動式：電動機提供動力實現(xiàn)物料傳輸?shù)妮斔拖到y(tǒng)。輸送系

3、統(tǒng)分類：（一）輸送帶設計（一）輸送帶設計1、輸送帶材料選擇、輸送帶材料選擇 橡膠帶橡膠帶:防滑性好、輸送可靠；適合于多種輸送系統(tǒng)。 塑料帶塑料帶:耐酸、油、堿；適合有腐蝕性的物料輸送。 繩心帶繩心帶:輸送帶強度高，能承受沖擊，壽命長；適合于高 速、爬坡或長距離的物料輸送。 鋼網(wǎng)帶鋼網(wǎng)帶:用于輸送高溫物料。2、輸送帶的接頭和強度計算、輸送帶的接頭和強度計算機械接頭：適合于橡膠帶、繩芯帶和塑料帶硫化接頭：適合于橡膠帶和塑料帶輸送帶的強度取決于帶的內部結構和接頭形式輸送帶的強度取決于帶的內部結構和接頭形式橡膠帶的強度條件：橡膠帶的強度條件：ddBiKSmaxB其中：其中：maxS是穩(wěn)定運行時帶內的最

4、大張力，單位是是穩(wěn)定運行時帶內的最大張力，單位是N是指帶寬，單位是是指帶寬，單位是cmi襯墊層數(shù)襯墊層數(shù)K是安全系數(shù)是安全系數(shù)d帶芯強度帶芯強度繩芯帶強度條件：繩芯帶強度條件：ddBKSmax注意：注意：為了防止帶產生疲勞損壞，應控制帶的轉速：為了防止帶產生疲勞損壞，應控制帶的轉速：53Lvnv輸送速度L周長（二）傳動系統(tǒng)設計（二）傳動系統(tǒng)設計1、電動機和減速器的選擇、電動機和減速器的選擇2、驅動滾筒牽引力計算、驅動滾筒牽引力計算電動機要起動力矩大。電動機要起動力矩大。減速器可選蝸輪減速器、行星擺線針輪減速器，減速器可選蝸輪減速器、行星擺線針輪減速器，也可選圓柱齒輪減速器。也可選圓柱齒輪減速器

5、。) 1(eFFFFscscsrp是輸送帶繞入端張力，單位是是輸送帶繞入端張力，單位是NsrF是輸送帶繞出端張力，單位是是輸送帶繞出端張力，單位是NscF輸送帶與滾筒的摩擦因數(shù)輸送帶與滾筒的摩擦因數(shù)輸送帶在滾筒上的包角輸送帶在滾筒上的包角（三）托輥設計（三）托輥設計（四）電動滾筒的選擇（四）電動滾筒的選擇設計原則是保證帶下設計原則是保證帶下垂量小于垂量小于2.5%托輥托輥間距。具體的數(shù)據(jù)可間距。具體的數(shù)據(jù)可以查相關的表格。以查相關的表格。電動滾筒已成為系列電動滾筒已成為系列產品，設計是可直接產品，設計是可直接查樣本來選。查樣本來選。（五）基本參數(shù)的確定（五）基本參數(shù)的確定1、輸送帶速度、輸送帶

6、速度2、輸送帶的寬度、輸送帶的寬度qvQ3600成件物料：成件物料：vAQD3600散裝物料：散裝物料：單位生產率，件單位生產率，件/minq散裝料堆積密度，散裝料堆積密度，t/m3物料在輸送帶的堆積面積，物料在輸送帶的堆積面積，m2DA輸送帶速度，輸送帶速度，m/sv 生產效率一定的條件下，提高帶速可減少單位長度負載，生產效率一定的條件下，提高帶速可減少單位長度負載，降低成本。但是帶速又不能太高，否則將破壞輸送平穩(wěn)度。降低成本。但是帶速又不能太高，否則將破壞輸送平穩(wěn)度。輸送成件物料：輸送成件物料：輸送散裝物料：輸送散裝物料：200 bB)5 . 03600( 1 . 1mmvKQB系數(shù)系數(shù)K

7、帶速帶速v散裝物料堆積密度散裝物料堆積密度帶寬帶寬BQ生產率生產率b件料寬度3、滾筒尺寸、滾筒尺寸1）滾筒直徑）滾筒直徑2）滾筒寬度）滾筒寬度BFRDs502125iD一般情況下一般情況下計算公式：計算公式：100iD硫化接頭硫化接頭輸送帶：輸送帶：機械接頭機械接頭輸送帶：輸送帶：mmBA)200100(Fs輸送帶張力B輸送帶寬度i織物襯層厚度4、電動機功率的計算、電動機功率的計算0PKP 1000)(0vFFPscsr其中：其中：K：功率備用系數(shù)：功率備用系數(shù),取取1.2從電動機至滾筒的傳動效率從電動機至滾筒的傳動效率輸送帶輸入、輸出端張力，輸送帶輸入、輸出端張力，NsrFscF 輸送帶速度

8、，輸送帶速度，m/svoP滾筒功率滾筒功率KW（六）輸送帶張力的計算（六）輸送帶張力的計算00wwFq LFq LscFF 1012FFF23cFF awFFFFF034gvqFwa22采用逐點計算法采用逐點計算法Fsc輸出端張力F0輸送帶自重產生的摩擦力Fw物料重量產生的摩擦力Fa裝料加速阻力運動阻力系數(shù)q0輸送帶自重在L上的均布載荷qw物料重量在L上的均布載荷v輸送帶速度41FFeawaFFFcceFc0w04w01) 1(FF1cFceFaFF) 1c (F）（所以：所以：awFFFFFcF0014)(C 是輸送帶彎曲段張力增大系數(shù)，可查表得到是輸送帶彎曲段張力增大系數(shù)，可查表得到而輸送

9、帶不打滑的條件：（一）輸送鏈條機構的選擇輸送鏈條的結構：片式套筒滾柱鏈、彎片鏈、叉形鏈、焊接鏈、可拆鏈、履帶鏈、齒形鏈等。常用片式鏈。（二）系統(tǒng)基本參數(shù)的確定1、鏈條的速度2、鏈輪齒數(shù)Z控制在8m/s以下根據(jù)鏈速有相應的限制，具體可以查表物料多數(shù)由鏈條上的附件帶動前進。（三）鏈條張力的計算（三）鏈條張力的計算00LqLqGzzsdrsjrsrFFFsdcsjcscFFF0223tZGvFjsdr其中：0223tZGvFjsdc是鏈輪節(jié)距是鏈輪節(jié)距0tvj鏈條平均速度鏈條平均速度zzLq空載邊、有載邊單位載荷和長度空載邊、有載邊單位載荷和長度00Lq計算重量計算重量G3、鏈條支撐導軌的設置、鏈條

10、支撐導軌的設置4、電動機功率的確定：同帶輸送系統(tǒng)的設計、電動機功率的確定：同帶輸送系統(tǒng)的設計保證鏈條進入、脫離軌道時中心線呈直線，避免張力保證鏈條進入、脫離軌道時中心線呈直線，避免張力突然變化引起抖動。突然變化引起抖動。Fsdr、Fsdc繞入端、繞出端動張力繞入端、繞出端動張力Fsjr、Fsjc繞入端、繞出端靜張力繞入端、繞出端靜張力（一）牽引構件的設計1、滑架的結構設計、滑架的結構設計提式滑架：結構簡單，適用于無特別要求的場合推式滑架：結構相對復雜，適合于多條輸送線組合的生產系統(tǒng)2、鏈條與鏈、鏈條與鏈輪設計輪設計鏈條設置成可拆卸鏈或雙鉸鏈（二）吊具的選擇考慮便于物料輸送，并保證輸送過程中不滑

11、落（三）轉向裝置的結構設計懸掛輸送系統(tǒng)在水平面內轉彎的位置需設置轉向裝置（四）驅動裝置和張緊裝置的設計此部分與鏈輸送裝置類似此部分與鏈輸送裝置類似,不同點是輸送線路長不同點是輸送線路長或線路復雜時，要設置多個驅動裝置，分段驅動。或線路復雜時，要設置多個驅動裝置，分段驅動。張緊裝置有墜重式、彈簧螺旋式和螺旋式張緊裝置有墜重式、彈簧螺旋式和螺旋式（一）一般標準1、管路系統(tǒng)圖符號標準、管路系統(tǒng)圖符號標準2、管路的分類、管路的分類（二）管材的選用（三）閥門的選用（四）泵的選用設計時根據(jù)物料特性、工作壓力和溫度，借助手冊和標準來選擇選用時應考慮各種泵的特點，同時兼顧輸送系統(tǒng)的工況，查找相關手冊。選擇步驟

12、：根據(jù)管材直徑、工作溫度及壓力、輸送物料性質，選取管材選擇管道的質材管材的規(guī)格和型號選取對應的管件、法蘭、墊片等（一）氣力輸送分類及應用1、稀相氣力輸送、稀相氣力輸送2、密相動壓氣力輸送、密相動壓氣力輸送3、密相靜壓氣力輸送、密相靜壓氣力輸送4、筒式氣力輸送、筒式氣力輸送輸送的氣流通常為速度為1240米/秒輸送的氣流通常為速度為815米/秒柱流氣力輸送，輸送的氣流通常為速度為0.22米/秒栓流氣力輸送的氣流壓力為0.150.3MPa利用空氣靜壓實現(xiàn)輸送設計時可根據(jù)物料的具體情況選擇輸送類型（二）設計計算的內容1）系統(tǒng)輸送能力計算）系統(tǒng)輸送能力計算2）輸送比計算）輸送比計算3）物料的懸浮速度計算

13、）物料的懸浮速度計算4）輸送氣流速度選取）輸送氣流速度選取5）壓力損失計算）壓力損失計算6）風量及氣源的功率計算）風量及氣源的功率計算（一）概述（一）AGV的主要設計內容自動導引小車主要由車架、蓄電池、充電裝置、電氣系統(tǒng)、自動導引小車主要由車架、蓄電池、充電裝置、電氣系統(tǒng)、驅動裝置、轉向裝置、自動認址和精確停位系統(tǒng)、移載機構、安驅動裝置、轉向裝置、自動認址和精確停位系統(tǒng)、移載機構、安全系統(tǒng)、通訊單元和自動導向系統(tǒng)等組成。全系統(tǒng)、通訊單元和自動導向系統(tǒng)等組成。1、自動導向系統(tǒng)設計、自動導向系統(tǒng)設計目前有7種導向方法： 地鏈牽引導向是早期采用的技術方法，它靠嵌入地下的鏈索或纜繩來引導。 電磁感應導

14、向，沿預定的運行路線埋設地下電纜，電纜在地下深3040 mm，上面覆蓋有環(huán)氧樹脂層，導線通以低頻正弦波信號，使導線周圍產生交變電磁場。在小車上的一對探頭可以感應出與小車運行偏差成比例的誤差信號，經放大處理后可驅動導向電機，由此帶動小車的轉向機構就可使AGV 沿預定的線路運行。 慣性導向 紅外線導向 激光導向 光學導向 示教型導向，當程控小車沿著要求的路徑行走一次，即記住行走路線。它實際上可學會新的行走路徑，并通知主控計算機它所學到的東西，主控計算機可通知其它的A GV關于這條新的路徑的信息。目前使用的自動導向系統(tǒng)主要是電磁式和光學式，目前使用的自動導向系統(tǒng)主要是電磁式和光學式，其中尤以電磁式更

15、為普遍。其中尤以電磁式更為普遍。983 2 45 6 71-導向感應線圈導向感應線圈 2-交流電壓放大器交流電壓放大器 3-整流器整流器 4-運算放大器運算放大器 5-功率放大器功率放大器 6-直流導向電動機直流導向電動機 7-減速器減速器 8-導向輪導向輪 9-埋在地下的導線埋在地下的導線 沿預定軌跡，在路下面鋪設一根金屬導線，沿預定軌跡，在路下面鋪設一根金屬導線，通以幾千至幾萬通以幾千至幾萬Hz的正弦交流電，該電流以導向的正弦交流電，該電流以導向線為圓心產生一個交變磁場，車體上裝有導向檢線為圓心產生一個交變磁場，車體上裝有導向檢測器，檢測出車體偏離導向線的程度，檢測出的測器，檢測出車體偏離

16、導向線的程度，檢測出的信號經放大整流等環(huán)節(jié)，控制導向電動機正、反信號經放大整流等環(huán)節(jié)，控制導向電動機正、反轉，達到導向的目的。轉，達到導向的目的。自動導向系統(tǒng)主要包括4個部分： 信號檢測器，即感應線圈 導向電源 交流電壓放大器 功率放大器2、自動認址和精確停位系統(tǒng)、自動認址和精確停位系統(tǒng)自動認址和精確停位系統(tǒng)的任務是使小車自動認址和精確停位系統(tǒng)的任務是使小車能夠將物料準確送到目的地。能夠將物料準確送到目的地。設計自動認址系統(tǒng)時，主要應考慮兩方面的內容： 如何將地址信息發(fā)出去 如何接收并且識別地址信息3、控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)根據(jù)搬運需要，車輪式行走機構可設計成三個輪子、四個輪子或六個輪子。為了適應

17、各種生產環(huán)境，車輪式行走機構還可以設計成不同的結構。（一）總體設計1、基本準則、基本準則2、確定物料單元和貨位尺寸、確定物料單元和貨位尺寸3、確定倉庫容量和總體尺寸、確定倉庫容量和總體尺寸L = NL XlB=NB X b+Bd+（150400） X nH=NH X hH/L=0.150.4B/L=0.41.2L、B、H-倉庫長、寬、高，單位均為mm；NL、NB、NH-長、寬、高方向上的貨位數(shù)，即NLNBNH=N，N為倉庫容量；l、 b、h-貨位長、寬、高，單位均為mm；Bd-堆垛機寬度，單位為mm；n-巷道數(shù)。4、總體布局、總體布局1）自動化倉庫和作業(yè)區(qū)的銜接方式）自動化倉庫和作業(yè)區(qū)的銜接方

18、式2）物料單元出、入貨）物料單元出、入貨架的形式架的形式（二）高層貨架設計強度計算（包括結構強度計算和焊接強度計算）；由物料單元載荷引起的貨位撓度；貨架立柱與水平支架的垂直度；支撐腳的位置精度和水平度。（三）巷道式堆垛機的設計整機結構高而窄；金屬結構除滿足強度要求外，還應具備足夠的剛度和精度；配備專門的取料裝置；電力拖動系統(tǒng)需同時滿足快速、平穩(wěn)和準確的要求；配備可靠的安全裝置，控制系統(tǒng)具有一系列連鎖保護措施。1、行走機構和升降機構的設計、行走機構和升降機構的設計分為地面行走式和上部支承行走式兩種。分為地面行走式和上部支承行走式兩種。1）行走機構的設計）行走機構的設計行走輪設計行走輪設計減速器設計減速器設計內置扭內置扭力桿簧力桿簧升降機構由電動機、制動器、減速器、卷筒或鏈升降機構由電動機、制動器、減速器、卷筒或鏈輪、柔性件，以及防落安全裝置組成。輪、柔性件，以及防落安全裝置組成