【正文】 本次設計，囊括了大學四年所學知識的方方面面，是我在以后的學習工作 之前，對各個學科課程的一次深入的綜合性的練習，鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分 析問題、解決問題的能力，并為以后的工作學習打下良好的堅實的基礎。取微段 d x，如上圖所示，用 Q（ x, t） 表示剪切力， M(x, t)表示彎矩。 換算質(zhì)量系統(tǒng)與原來的多質(zhì)點系統(tǒng)具有相同振形和相同的頻率。 由 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 30 （ 427） 下橫梁彎曲撓度的最大值在中間位置 x= m 時有 : v()= 104m 由上式結(jié)果可知 : f 中點 = v() ≤ B/1000=4885/1000= 即 :堆垛機在調(diào)速以后以最大的加速度運行時，下橫梁的水平彎曲在控制范圍 之內(nèi)，不影響堆垛機的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 根據(jù)各零件的布置，將堆垛機簡化為三維與二維模型，并對模型進行撓度 計算和振動分析。柱端振幅一旦超過極限值將發(fā)生存取故障。 ： η ? ? = 39。由 [2]195 查得 的減速器 ,高速軸端為 d=32mm,l=58mm,故在靠電 機端從由表 [2]選聯(lián)器 ZLL2 （浮動軸端 d=40mm。 m Pp==20210 =40N Pmin=G 2 ) 1 2 ( c D κ + μ d = 2 ) 2 20210 ( + =720N M=2制動器臺數(shù) .兩套驅(qū)動裝置工作 Mz= ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? + ? + 2 2890 375 5 2890 2 1 2 2 = N =n1/nc=2890/764= 根據(jù)傳動比初選擇減速器型號為： ZDH10 驗算運行速度和實際所需功率 實際運行的速度： Vdc=240 誤差： ε =（ Vdc Vdc） / Vdc =（ 249240） /240 100%=%15%合適 實際所需的電動機功率： Nj=Nj按照運行靜阻力、運行速度計算機構(gòu)的靜功率。 — 允許載重量（ kg） D 39。它的布置形式多 種多樣，但比較合理的驅(qū)動形式如圖 1 和圖 2 所示的兩種。 DA +M DA )= (+75)= Nm 由走行輪的反力產(chǎn)生的各部分的彎矩 : V=M*(80002300ψ 2300)/2=4906kg 固端彎矩 : C=4906 45=220. 8Nm 因此 :M AB 2 = Nm M BA2 = Nm M DA2 = Nm 最大彎矩 :M AB = += 201 Nm M BA = += Nm M BC == Nm M CB =+= Nm M CD = = Nm M DC = = Nm M DA =+= Nm 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 16 M AD == Nm 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應力 上下梁的斷面系數(shù) Z=498 cm 3 ,柱的斷面系數(shù) Z 1 =789cm 3 則 :σ AB = 2560N/cm 2 BA σ = 3010N/cm 2 BC σ =4780 N/cm 2 CB σ =613 N/cm 2 CD σ = 3870 N/cm 2 DC σ = 4610 N/cm 2 DA σ =8230 N/cm 2 AC σ =2870 N/cm 2 隨著堆垛機往復運動 ,這些應力交變出現(xiàn) ,在下梁 A 和 D 點產(chǎn)生最大應力振 幅 .如用應力比法 ,則 K= 2870/8230= ,按切口分類為 a,可查出疲勞許用應力 為 12500 N/cm 2 .故能滿足上述彎曲應力條件。但是，此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會在貨叉伸出的情況下走行， 所以可以認為最大 彎矩為 M1和 M 2 合成的彎矩。 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 AB1 = M 39。 AB = M 39。 B 、 ? 39。 CD +M 39。 AB +M 39。 AD =2EK 1（ 2? 39。 CD =2EK 1（ 2? 39。 A 3R 39。這里按角變位移法解如下： 堆垛機門架的設計計算參數(shù)： Q1— 上梁及附件重量 Q 2 — 貨臺、貨物、附件及搭乘人員的總重量 Q 3 — 電氣控制盤的重量 Q 4 — 卷揚裝置的重量 q— 柱的單位長度的平均重量 作用在門架上的慣性力： H i =（ β /g） Q i 及 qh1 β /g ( β :減速度， g = 米 /秒 2 ) h1~h 4 — 下梁中心線分別到 Q1 ~ Q 4 的中心高度 l— 立柱的中心距 I 1— 立柱 AB、 DC 的斷面慣性距 θ — 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。上橫梁上總共有兩對導向輪組， 通過支架固定在上橫梁上，導向輪組夾在天軌兩端，防止小型有軌巷道堆垛機 傾倒，在每組導向輪中有一個偏心軸，用來微調(diào)導向輪之間的間距夾緊天軌。 由于走行起動、停止及加減速時產(chǎn)生的慣性力，門架在通道的縱向發(fā)生撓 曲，整個門架成為振動體，其柱端的振動較大。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結(jié)構(gòu)，截面性能好， 下橫梁上兩側(cè)的運行堆垛機由行走電機通過驅(qū)動軸輪軸孔在落地鏜銑床一次 裝夾加工完成 ，確保了主、被動輪軸線的平行，從而提高了整機運行平穩(wěn)性； 立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側(cè)一次焊接兩條扃鋼導軌 (材質(zhì) 16Mn)，導 軌表面進行硬化處理，耐磨性好?，F(xiàn)在，由于現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，特別是美國 羅克韋爾自動化的 Control Net 和 Device Net 技術，可將帶數(shù)字接口的變頻器集 成到網(wǎng)絡化的平臺中，通過 PLC、人機 界面 HIM，甚至與工廠信息管理層共享 實時數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)變頻器參數(shù)的在線監(jiān)控和優(yōu)化。近十多年來，隨 著 電力電子技術、微電子技術及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，變頻器己經(jīng)廣泛地用于 交流電動機的速度控制。 ③高頻變頻器在超精密加工和高性能機械區(qū)域中常常要用到高速電動機。矢量控制方式使對 異步電動機進行高性能的控制成為可能。 ②轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器轉(zhuǎn)差頻率控制方式是對 Ulf 控制的一種改進。由于這種控制方式對換流器件的開關速度有較高的要求，所用換流器件 只能使用具有較高開關速度的 IGBT 和 MOSFET 等半導體元器件，目前在大容 量變頻器中的利用仍然受到一定限制。按照逆變電路的開關方式對變頻器進行分類，則 變頻器可以分為 PAW 控制方式， PWM 控制方式和高載頻 PWM 控制方式三手 中。在電壓型變頻器中，由于能量回饋給直流中間 電路的電容，并使直流電壓上升，還需要有專用的放電電路，以防止換流器件 因電壓過高而被破壞。全數(shù)字控制方 式的軟件功能不但考慮到通用變頻器自身的內(nèi)在性能，而且還融入了大 量的實 用經(jīng)驗和技術、技巧，使得通用變頻器的 RAS 三性 (Reliability, Availability, Serviceability，可靠性、可使用性、可維修性 )功能得以充實。 1. 1. 3有軌巷道堆垛機的發(fā)展現(xiàn)狀及特點 隨著經(jīng)濟全球化步伐的口益加快和信息技術的快速發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)和消費 方式正發(fā)生著深刻的變化，物流在經(jīng)濟活動中的作用越來越受到企業(yè)的重視， 物流人才的需求也在口益增長。和懸掛型有軌巷道堆垛機相比，這種 堆垛 機的立柱主要考慮軌道平面內(nèi)的彎曲強度，因此，需要加大立柱在行走方向截 面的慣性矩。對于鋼絲繩傳動，傳動和布置相對容易， 但定位準確性稍差。一 般用在起升高度較高、起重量較大和水平運行速度較高的立體倉庫中，其缺點 是自重較大。 早期的堆垛機是在橋式起重機的起重小車上懸掛一個門架，利用貨叉在立 柱上的上下運 動及立柱的旋轉(zhuǎn)運動來搬運貨物，通常稱之為橋式堆垛機 [3]。1. 緒論 1 1. 緒論 近年來，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認識到物流系 統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)提高生產(chǎn)率、降低成本非常重要。 1960 年左右在美國出現(xiàn)了巷道堆垛機，這種堆垛機是在地面的導軌上行走，利 用貨架上部的導軌防止傾倒，或者相反，在上部導軌上行走，利用地面導軌防 止傾倒 [[4]隨著立體倉庫的發(fā)展，巷道堆垛機逐漸替代了橋式堆垛機。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 35 其結(jié)構(gòu)如圖 1. 1 所示。 其結(jié)構(gòu)如圖 1. 2 所示。由于驅(qū)動裝置均裝在下橫梁上，容易保養(yǎng)和維修。目前，物流人才已經(jīng)被列為我國 12 大類緊缺人 才之一，有報道稱“物流人才的需 求已超過 600 萬”。由于通用變頻器 具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動態(tài)響應快、運行效率高、功率因數(shù)高、操作 方便且便于同其他設備接口等一系列優(yōu)點，所以應用越來越廣泛，社會經(jīng)濟效 益十分顯著。 ②電流型變頻器。 ① PAM 控制 PAM 控制是 Pulse Amplitude Modulation(脈沖振幅調(diào)制 )控制 的簡稱，是一種在整流電路部分對輸出電壓 (電流 )的幅值進行控制，而在逆變 電路部分對輸出頻率進行控制的控制方式。但是，隨著電力電子技術的發(fā)展，具有 較高開關速度的換流元器件的容量將越來越大，所以預計采用這種控制方式的 變頻器也將越來越多。在采 用這種控制方式的變頻器中，電動機的實際速 度由安裝在電動機上的速度傳感 器和變頻器控制電路得到，而變頻器的輸出頻率則由電動機的實際轉(zhuǎn)速與所需 轉(zhuǎn)差頻率的和被自動設定。采用矢量控制方式的交流調(diào)速系統(tǒng)不 僅在調(diào)速范圍上可以與 直流電動機相匹敵，而且可以直接控制異步電動機產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩。 為了滿足這些高速電動機驅(qū)動的需要，出現(xiàn)了采用 PAM 控制方式的高速電動機 驅(qū)動用變頻器。同時由于電力半導體器件和微處理器的性能不斷提高， 作為交流變頻調(diào)速系統(tǒng)核心的變頻器的性能也得到了飛躍性的提高，并幾乎應 用擴展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領域。對于多電動機的同步控制、 協(xié)調(diào)控制、負載均衡分配和高速設備等應用場合，其關鍵參數(shù) PID 可以按具體 工況條件進行在線優(yōu)化，對于實現(xiàn)系統(tǒng)控制性能和水平的提高有重要意義。在焊接中采用了具有特殊裝置的自動焊接技 術，有效克服了整體結(jié)構(gòu)的變形；上橫梁焊于立柱之上，立柱與下橫梁通過法 蘭定位，用高強度螺栓連接，整個主體結(jié)構(gòu)具有重量輕、抗扭、抗彎、剛度大、 強度高等特點。同樣，在通道的直角方向，立 柱由于貨叉作業(yè)時的彎矩作用而發(fā)生彎曲，使伸長著的伸縮叉的前端的撓度增 大。 上橫梁法蘭盤焊接在上橫梁的下端，通過法蘭盤與立柱模塊聯(lián)結(jié)，主要用高強 度螺栓來固定。 K 1= I 1/ h 1— 立柱的剛度 K=I/l— 上下梁的剛度 n=K/ K 1— 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： 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 11 h3 h2 h1 l 2 B 1 C D B l D 1 C 4 h4 h1 圖 作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解 圖 列出角變位移方程 ： M 39。） M 39。 C +? 39。 A +? 39。 AD