【正文】 圖 6 貨叉機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 這種結(jié)構(gòu)的貨叉工作原理是電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)齒輪齒條嚙合傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)中叉運(yùn)動(dòng)，安裝在 中叉上的雙嚙合齒輪同時(shí)與上下叉嚙合，而下叉是固定的，從而驅(qū)動(dòng)上叉存取貨 [8,9]。 堆垛機(jī)貨叉的設(shè)計(jì)思路 貨叉機(jī)構(gòu)是有軌巷道堆垛機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)，貨叉機(jī)構(gòu)安裝在載貨臺(tái)上，能夠雙向伸出，以便向貨格存取貨物。 堆垛機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)思路 上橫梁是由四塊鋼板焊接而成的箱形結(jié)構(gòu)，其與立柱間通過(guò)焊接聯(lián)結(jié)在一起。本設(shè)計(jì)選用三合一減速器，把突緣電動(dòng)機(jī)、盤(pán)式制動(dòng)器和減速器做成整體，選用標(biāo)準(zhǔn)件，提高了系統(tǒng)的可靠性。 減速器選用 JZQ型減速器，它是特為起重機(jī)設(shè)計(jì)制造的低硬度齒面的減速器，制造工藝較容易，有很多中小型廠均有現(xiàn)成產(chǎn)品供貨。 聯(lián)軸器選用梅花形彈性聯(lián)軸器，此聯(lián)軸器是由帶突爪的形狀相同的兩個(gè)半聯(lián)軸器和梅花 第 7 頁(yè) 共 25 頁(yè) 形彈性元件組成，將梅花形彈性元件置于兩個(gè)半聯(lián)軸器的突爪之間以實(shí)現(xiàn)聯(lián)結(jié)。 在堆垛機(jī)特殊的工作環(huán)境下，為了使起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，本設(shè)計(jì)使用帶制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)。 有軌巷道堆垛機(jī)總功能 沿 Y 方向的分功能 沿 Z 方向的分功能 沿 X 方向的分功能 第 6 頁(yè) 共 25 頁(yè) 圖 5 有軌雙立柱巷道式堆垛機(jī) 的結(jié)構(gòu)圖 輪 系 18.駕駛室 （二）、 堆垛機(jī)各個(gè)部分的方案選擇 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的選擇 巷道式堆垛起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)是使載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，主要由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒或鏈輪以及相應(yīng)的柔性件組成。 另外，為保證機(jī)器及人員的安全，應(yīng)有一些輔助安全保護(hù)功能： 運(yùn)動(dòng)防護(hù)功能是有軌巷道堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)中重要的安全功能，該功能部件由安裝于地軌終端的機(jī)械緩沖裝置構(gòu)成。鋼絲繩與載貨臺(tái)相連接，與上橫梁的鏈輪組 成封閉結(jié)構(gòu)。 有軌巷道堆垛機(jī)總功能可分解為沿 X方向的運(yùn)動(dòng)的分功能、沿 Y方向的運(yùn)動(dòng)的分功能和 第 5 頁(yè) 共 25 頁(yè) 沿 Z方向的運(yùn)動(dòng)分功 能，如圖 4所示： 圖 4 有軌巷道堆垛機(jī)總功能 沿 X方向的水平運(yùn)動(dòng)的分功能主要由有軌巷道堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)來(lái)完成，行走機(jī)構(gòu)主要有電機(jī)、主動(dòng)行走輪、被動(dòng)行走輪、行走輪軸、軸承等主要零部件組成。因?yàn)椴坏珗?chǎng)地要受到轉(zhuǎn)彎半徑的限制 ， 而且轉(zhuǎn)彎時(shí)速度特別慢 ， 不能滿足出人庫(kù)頻率高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè) [2]。直線運(yùn)行型堆垛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，能夠滿足出入庫(kù)頻率較高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè)，應(yīng)用最為廣泛。 圖 2 單立柱有軌巷道堆垛機(jī) （ 2）、 按運(yùn)行軌跡形式不同，分為直線運(yùn)行型堆垛機(jī)和曲線運(yùn)行型堆垛機(jī) 第 4 頁(yè) 共 25 頁(yè) 堆垛機(jī)水平驅(qū)動(dòng)裝置一般安裝在堆垛機(jī)下橫梁上 ， 通過(guò)電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng) ， 使堆垛機(jī)沿水平方向運(yùn)行，此種地面驅(qū)動(dòng)方式使用最為普遍。由于載貨臺(tái)和貨物對(duì)立柱有偏心作用，以及行走、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機(jī)在使用上有較大的局限性，不適于起重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。雙立柱堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu) ， 普遍采用鏈條 或鋼絲繩 傳動(dòng) ，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪 或鋼絲繩 轉(zhuǎn)動(dòng) ， 通過(guò)鏈條牽引載貨臺(tái)沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。 （ 1）、 按結(jié)構(gòu)形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)和單立柱有軌巷道堆垛機(jī) ①雙立柱有軌巷道 堆垛機(jī) 雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺(tái)組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形的框架，一般稱(chēng)為機(jī)架。 相關(guān)參數(shù) 堆垛機(jī)額定起重量 ： 300kg； 行走最大速度 ： ； 升降最大速度 ： ； 貨叉速度 ： ； 貨箱尺寸：長(zhǎng)寬高＝ 500 500 500mm； 注： 寬度方向?yàn)樨洸娌嫒》较?。主要?jiǎng)幼髅枋觯? 有軌巷道堆垛機(jī)在貨架巷道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可以分解為沿貨架巷道 軌道 行走運(yùn)動(dòng)、沿有軌巷道堆垛機(jī)立柱或立柱導(dǎo)軌的垂直起升運(yùn)動(dòng)和對(duì)出入庫(kù)站臺(tái)的貨物的存取運(yùn)動(dòng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單敘述為：在堆垛機(jī)的頂部和底部上分別裝有一組或兩組導(dǎo)向輪，夾持著天軌和地軌 (天軌安裝于貨架上， 地軌安裝在地面上 )，行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)與地軌接觸的行走輪，在天軌和地軌的約束下，堆垛機(jī)在巷道內(nèi)水平行走；系著鋼絲繩或鏈條的載貨臺(tái)，在起升電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下拉動(dòng)載貨臺(tái)使其沿立柱或者立柱兩側(cè)的導(dǎo)軌完成升降運(yùn)動(dòng)；貨叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)行程倍增機(jī)構(gòu)，使上叉完成左右存、取貨物運(yùn)動(dòng)。 二、 課題詳細(xì)方案設(shè)計(jì) （一）總體方案： 第 2 頁(yè) 共 25 頁(yè) 為使堆垛機(jī)能夠準(zhǔn)確 、 快速、安全、搬運(yùn)貨物出 入 庫(kù)，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(lái)回運(yùn)動(dòng)、載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)、貨叉沿貨架方向雙向伸縮 ； （ 2） 滿足一定的定位精度 ， 重復(fù)定位精度誤差不能超過(guò) 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)各部分的重量，以減小提升功率和行走時(shí)的摩擦阻力 ； （ 5） 保護(hù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境，避免貨物污染受損 [1]。立柱形式有方管和圓管兩種，方管可兼作起升導(dǎo)軌，圓管需要附加起升導(dǎo)軌。 其結(jié) 構(gòu)如圖 1所示。單立柱堆垛機(jī)的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動(dòng)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩牽引載貨臺(tái)沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。一般用兩個(gè)承重車(chē)輪 ， 沿鋪設(shè)在地面上的軌道（通常叫地軌）運(yùn)行。 ②曲線運(yùn)行型堆垛機(jī) 曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)行走輪與下橫梁是通過(guò)垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運(yùn)行，不通過(guò)其他輸送設(shè)備便可以從一個(gè)巷道自行轉(zhuǎn)移到另一個(gè)巷道。 綜 上所述各類(lèi)堆垛機(jī)的特點(diǎn)，雙立柱堆垛機(jī) 強(qiáng)度和剛性都比較好，能快速起、制動(dòng)，并且運(yùn)行平穩(wěn) ，且所設(shè)計(jì)的為 出入庫(kù)頻率較低的立體倉(cāng)庫(kù) ，故選用雙立柱、 U型軌道式堆垛機(jī)。電動(dòng)機(jī)裝在主動(dòng)行走輪上，驅(qū)動(dòng)有軌巷道堆垛機(jī)在地軌上運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)電源切斷時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠自動(dòng)制動(dòng)，使有軌巷道堆垛機(jī)停止在立體庫(kù)的巷道中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩傳動(dòng)帶動(dòng)載貨臺(tái)在立柱的導(dǎo)軌上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。該功能部件保護(hù)有軌巷道堆垛機(jī)在控制失去作用的條件下，將有軌巷道堆 垛機(jī)運(yùn)行的動(dòng)能吸收，避免有軌巷道堆垛機(jī)發(fā)生沖出軌道等惡性事故，終端防護(hù)緩沖堆垛機(jī)質(zhì)量和運(yùn)行速度有關(guān)，需要按照標(biāo)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有軌巷道準(zhǔn)選擇。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)柔性件使載貨臺(tái)升降。這種電動(dòng)機(jī)具有錐形轉(zhuǎn)子，通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在磁拉力作用下產(chǎn)生一定的軸向位移，使尾部的錐形盤(pán)式制動(dòng)器同時(shí)打開(kāi)。聯(lián)軸器工作時(shí)， 梅花瓣受壓。 鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端固定在機(jī)架的上橫梁上，鋼絲繩通過(guò)安裝在立柱上的定滑輪導(dǎo)向，帶動(dòng)安裝在載貨臺(tái)上的兩個(gè)動(dòng)滑輪使載貨臺(tái)升降。采用帶水平輪的車(chē)輪組，為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向 [6]。 立柱由角鋼和 鋼板焊接而成的箱式矩形斷面，具有抗扭、抗彎剛度大，重量輕，耐磨性好等特點(diǎn) [7]。 貨叉機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、減速器、鏈輪、鏈條、齒輪、齒條、下叉、中叉、上叉、 滾針 軸承等組成 。 堆垛機(jī)安全方案的確定 為了保護(hù)人身、設(shè)備和貨物的安全，堆垛機(jī)必須具有完善的安全保護(hù)措施： （ 1）堆垛機(jī)在行走、載貨臺(tái)升降和貨叉伸縮終端處都設(shè)有機(jī)械和電氣限位裝置。 （ 3）載貨臺(tái)上還設(shè)有檢測(cè)貨叉是否回位、貨叉上有無(wú)貨物和貨位中有無(wú)貨物的裝置。 三、 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 25 頁(yè) 提升 重量 CP=3000N， 司機(jī)室與載貨臺(tái)重量 C1=15000N， 起升速度 v=，起升高度H=5m。 本機(jī)構(gòu)中 q=2， a=1 依據(jù)最大靜拉力選擇 6 7 型的鋼絲繩，鋼絲強(qiáng)度極限 MPai 1570?? ， 取選擇系數(shù)C=。 卷筒最小直徑 mmdhhD d 96611621m in ????? 滑輪最小直徑 mmdhhD c 1 0 8611821m in ????? 設(shè)計(jì)采用齒輪連接盤(pán)式的單層卷繞單聯(lián)卷筒 ， 取以繩槽底測(cè)量的卷筒直