【正文】 下橫梁由四塊鋼板焊接而成，鋼板選用公稱(chēng)厚度為 50mm 的熱軋鋼板。 C——— 軸承的額定動(dòng)載荷，單位 N 22 所以 3 36660 6 0 6 3 . 6 4 0 0 0( ) 2 . 4 8 11 0 1 0hnLCP ??? ? ? 故動(dòng)負(fù)荷 ? ?( ) 2. 48 1 15 42 38 26CC P N CP? ? ? ? ?，安全 （ 3）繩端固定裝置計(jì)算 根據(jù)鋼絲繩直徑為 6mm，選擇壓板固定裝置并將壓板的繩槽改用 40?? 梯形槽。 （壽命） 堆垛機(jī)工作時(shí)間按 8h/日， 300 日 /年， 1個(gè)工作循環(huán)為 100s，開(kāi)動(dòng)率為 ，壽命按 10 年計(jì)算，則 ? ? ? ?51 0 3 0 0 3 6 0 0 8 0 . 7 / 1 0 0 6 1 0? ? ? ? ? ? 循 環(huán) 16 第 3 章 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 起升機(jī)構(gòu)的總體選型 起重量 300pC kg? ，起升速度 v=，接電持續(xù)率 JC=25%，起升高度 H=8m 堆垛機(jī)工作級(jí)別根據(jù)堆垛機(jī)使用條件的兩個(gè)重要數(shù)據(jù) —— 載荷狀態(tài)和利用等級(jí)來(lái)劃分，是堆垛機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù)，現(xiàn)由設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)和堆垛機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況選定三個(gè)參數(shù)如下： 利用等級(jí) T4，載荷情況 L2，工作級(jí)別 M4 采用單聯(lián)滑輪組，此時(shí)： m=n m—— 滑輪組倍率 n—— 懸掛物品撓性件分支數(shù) 起升機(jī)構(gòu)以省力鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構(gòu)件，選取懸掛物品撓性件分支數(shù) n為 2，滑輪組倍率 m為 2 鋼絲繩最大靜拉力為 : m a x 0 30 0 1 15022 1 8QSNqa ? ?? ? ??? Q—— 起升載荷（ N），gCp，2/ pC—— 起升質(zhì)量，即起重量（ kg） qa—— 滑輪組分支數(shù) q—— 滑輪組倍率 a—— 滑輪組鋼絲繩卷入卷筒根數(shù) 0?—— 機(jī)構(gòu)總效率，取為 本機(jī)構(gòu)中 q=2,a=1 依據(jù)最大靜拉力選擇 67? 型的鋼絲繩，鋼絲強(qiáng)度極限MPai 1570?? 取選擇系數(shù) C= 鋼絲繩直徑為 m a x 0 . 0 9 9 1 5 0 2 3 . 8 4d C S m m? ? ? 取 mmd 6= 鋼絲繩的最小破斷拉力 0 KN? （纖維芯鋼絲繩），鋼絲繩的安全系數(shù)為0m a x1000 1 0 0 0 8 .3 4 5 .5 5 4 .51502Fn S ?? ? ? ?，滿足要求 17 取彎曲頻率系數(shù)12 ?h，卷筒的工作級(jí)別系數(shù)161 ?h，滑輪的工作級(jí)別系數(shù)181 ?， 卷筒最小直徑 mmdhhD d 96611621min ?????， 滑輪最小直徑 mmc 1081821min 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)量的卷筒直徑（即卷筒名義直徑） 140dD mm? ，則以鋼絲繩圈中心測(cè)量的卷筒直徑為 146mm 卷筒為標(biāo)準(zhǔn)槽形的卷筒，槽距 t=7mm，則總長(zhǎng) 2 8 10 00( 6) ( 6) 7 28 73. 14 14 6dqHL t m mD? ??? ? ? ? ? ?? 取 L=300mm，滿足要求 卷筒槽形的槽底半徑 R＝ 卷筒壁厚 0 . 0 2 ( 6 ~ 1 0 ) 0 . 0 2 1 4 0 ( 6 ~ 1 0 ) 8 . 8 ~ 1 2 . 8D? ? ? ? ? ? ? 取mm10? 卷筒強(qiáng)度計(jì)算： cpPFA ??? ?? max1/1 (31) 其中 max 1502FN? ， ?A ， mm10?? ， P=7mm 材料為鑄造碳鋼 ZG270— 500，則 M P ascp 1 3 522 7 02 ??? ?? /1 15020. 75 13 .4 13 510 7 cpM P a M P a??? ? ? ? ??，滿足要求 鑄鋼卷筒應(yīng)進(jìn)行退火處理，不得有裂紋，表面上不得有影響使用性能和有損外觀的顯著缺陷（如氣孔、疏松、夾渣等）。 nH 為堆垛機(jī)全高。 ③載貨臺(tái)升降性能 載貨臺(tái)的升降額定速度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，誤差應(yīng)小于 5%? ，在速度換檔時(shí)不能有強(qiáng)烈的振動(dòng)，并有良好的制動(dòng)性能，其停準(zhǔn)精度小于 10mm? 。此外，對(duì)組裝后的堆垛機(jī)框架必須嚴(yán)格檢查各種尺寸。 （ 3）為了防止堆垛機(jī)停止時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，必須采用緩沖器減振 緩沖器采用橡膠、 工程塑料或液壓方式。 對(duì)通用零部件的要求： （ 1）對(duì)鏈條鏈輪的要求 堆垛機(jī)載貨臺(tái)頻繁地上下運(yùn)動(dòng)主要是靠鏈輪和鏈條來(lái)完成的。溫度較低時(shí)相對(duì)濕度可以高一些 （ 2）堆垛機(jī)工作環(huán)境的污染等級(jí)應(yīng)在國(guó)家規(guī)定范圍之內(nèi)。堆垛機(jī)設(shè)計(jì)重量是整機(jī)總質(zhì)量中，除去潤(rùn)滑劑的堆垛機(jī)質(zhì)量。 10mm，以及噪音要求等。改進(jìn)貨叉結(jié)構(gòu)，合理選材，提高工藝手段，是減少貨叉下?lián)隙龋ＷC堆垛機(jī)工作性能的重要措施。 （ 2）堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)。 電氣傳動(dòng)設(shè)備采用變頻調(diào)速，具有較好的調(diào)速性能。一般允許誤 差為 30 一 40 mm，檢測(cè)元件采用對(duì)射或反射式光電傳感器。安裝在傳動(dòng)軸軸端的齒輪通過(guò)中叉齒條板把動(dòng)力傳遞給中叉，使 中叉以一定的速度相對(duì)于下叉運(yùn)動(dòng)，而安裝在中叉連接板上的雙嚙合齒輪以中叉速度與中叉一起運(yùn)動(dòng)，雙嚙合齒輪下面與下叉齒條板上的齒條嚙合，上面與上叉齒條板上的齒條嚙合，下叉齒條板不動(dòng)，那么上叉齒條板則以二倍于中叉的速度向前運(yùn)動(dòng)。 貨叉的伸縮可以采用齒輪齒條傳動(dòng)或者鏈輪鏈條傳動(dòng)，本設(shè)計(jì)采用齒輪齒條傳動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)關(guān)系清晰等優(yōu)點(diǎn)。 由于驅(qū)動(dòng)裝置裝在堆垛機(jī)下下部，容易維修保養(yǎng)。卷筒為與減速器配合的自制卷筒，通過(guò)齒輪連接盤(pán)與減速器的低速軸齒輪軸端相連。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)。 (3)具備安全保護(hù)措施 。 6 第二，論述本設(shè)計(jì)采用的方法、原理及可行性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算。 (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。 ① 直線運(yùn)行型堆垛機(jī) 直線運(yùn)行型堆垛機(jī)只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，不能自行轉(zhuǎn)換巷道。 ① 懸掛型有軌巷道堆垛機(jī) 懸掛型有軌巷道堆垛機(jī)懸掛在巷道上方的軌道上運(yùn)行，其運(yùn)行機(jī)構(gòu)安裝在堆垛機(jī)門(mén)架的上部。立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌。 另外，為了更好的模擬貨物在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)各倉(cāng)儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)的物流過(guò)程，研究提高物流效率以及堆垛機(jī)性能和作業(yè)效率方法，許多物流研究中心業(yè)紛紛建立起來(lái)。堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，可大大提高倉(cāng)庫(kù)的面積和空間利用率，是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的主要 設(shè)備，是代表立體倉(cāng)庫(kù)特征的標(biāo)志。其主要途徑是變單層庫(kù)房為多層庫(kù)或立體庫(kù) 。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。我國(guó)自 70 年代以來(lái)多層庫(kù)有了較快的發(fā)展 ， 立體庫(kù)也有一定的發(fā)展。堆垛機(jī)的功能是堆垛機(jī)接受計(jì)算機(jī)指令后，能在高層貨架巷道中來(lái)回穿梭，把貨物從巷道口出人庫(kù)貨臺(tái)搬運(yùn)到指定的貨位中，或者把需要的貨物從倉(cāng)庫(kù)中搬運(yùn)到巷道口出人庫(kù)貨臺(tái)，再配以相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)、輸送設(shè)備通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)出人庫(kù)。山東大學(xué)現(xiàn)代物流控制實(shí)驗(yàn)中心是目前我國(guó)第一個(gè)現(xiàn)代的物流控制實(shí)驗(yàn)室，在物流調(diào)度、物流控制、機(jī)械手揀選控制和機(jī)器視覺(jué)的綜合研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面目前處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。整機(jī)重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對(duì)較低，但剛性稍差。在地面鋪設(shè)導(dǎo)軌，使門(mén)架下部的導(dǎo)向輪以一定的間隙夾在導(dǎo)軌的兩側(cè) ，從而防止堆垛機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生擺動(dòng)和傾剎。只能通過(guò)其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道，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。 (5) 配備可靠的安全裝置，控制系統(tǒng)應(yīng)具有一系列連鎖保護(hù)措。 第三，堆垛機(jī)的工作方式及貨物識(shí)別控制原理。(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 。斷電時(shí)，磁拉力消失，制動(dòng)器在彈簧作用下又重新上閘，使電動(dòng)機(jī)很快地停住。此卷筒的特點(diǎn)是卷筒軸不受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩，為封閉式傳動(dòng)，不易受外界環(huán)境干擾。 堆垛機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì) 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。 貨叉裝置采用二級(jí)直線式伸縮貨叉，叉體體積小、剛性大，且具有超載保護(hù)功能。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)反向時(shí)中叉與上叉則反方向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨叉的雙向存取貨物。 （ 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。 控制設(shè)備采用可編程序控制器，具有可靠性高 ，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)較多，例如起升高度、下降深度、整機(jī)全長(zhǎng)、最低貨位極限高度等。 （ 4）堆垛機(jī)的噪音。這就要求電機(jī)減速機(jī)的可靠性非常高。輪壓是一個(gè)車(chē)輪傳遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。 13 （ 3）堆垛機(jī)工作環(huán)境的污染等級(jí)應(yīng)在國(guó)家規(guī)定范圍之內(nèi)。為此要求采用短節(jié)距精密滾子鏈。要求緩沖器能承受堆垛機(jī)以 70％的額定載荷運(yùn)行速度的撞擊。要求導(dǎo)軌之間平行度誤差小于 6mm。 ④動(dòng)載荷試驗(yàn) 在堆垛機(jī)調(diào)試過(guò)程中，必須進(jìn)行動(dòng)載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)載荷為 nG ， nG 時(shí)堆垛機(jī)的額定起重量。 ⑦堆垛機(jī)的無(wú)故障率 S 為了確保自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的正常運(yùn)行，要求堆垛機(jī)的無(wú)故障率大于 97％。 選擇以繩槽底測(cè)量的直徑為 220mm 的標(biāo)準(zhǔn)滑輪。雙頭螺柱的直徑 M6 已知卷筒長(zhǎng)度計(jì)算中采用的附加圈數(shù) 0 2Z? ，繩索與卷筒繩槽間的摩擦系數(shù) ? 。上橫梁也由四塊鋼板焊接而成，鋼板選用公稱(chēng)厚度為 20mm 的熱軋鋼板。立柱鋼板選用公稱(chēng)厚度為 25mm 的熱軋鋼板，法蘭盤(pán)鋼板也選用公稱(chēng)厚度為 25mm 的熱軋鋼板，螺栓選用 M30 高強(qiáng)度螺栓。右軸承的外座圈固定，內(nèi)座圈與軸一同旋轉(zhuǎn)，應(yīng)按照額定動(dòng)負(fù)荷來(lái)選擇 ① .左端軸承 軸承的額定靜負(fù)荷 0 0 0C nP? (33) 式中 0C —— 額定靜負(fù)荷 0P —— 當(dāng)量靜負(fù)荷 0n —— 安全系數(shù)，取 0 ? 選用調(diào)心球軸承，型號(hào)為 1205，軸承的額定靜負(fù)荷 0 3300CN? ，左軸承的當(dāng)量靜負(fù)荷 0 1 .1 1 6 0 2 1 7 6 2dAP f R N? ? ? ? 式中 ? — — 動(dòng)負(fù)荷系數(shù) 選取 0 0 01 . 0 4 1 7 6 2 1 8 3 2n P N C? ? ? ?，安全 ② .右端軸承 令右端軸承也采用 1205，其額定動(dòng)載荷動(dòng)負(fù)荷 ? ? 12021C ? 右軸承的徑向負(fù)荷 1 .1 1 4 0 2 1 5 4 2r d BF f R N? ? ? ? 軸向負(fù)荷 0aF? 設(shè)軸承工作時(shí)數(shù) 4000hLh? ，查得 1205 軸承的 e=，令 0arF eF ??，故x=1， y=，當(dāng)量動(dòng)載荷 1 1 5 4 2 2 . 4 0 1 5 4 2raP x F y F N? ? ? ? ? ? ? 6 310 ()60h CL nP? (34) 式中 hL ——— 軸承的壽命，單位為 h n——— 軸承內(nèi)外圈的相對(duì)轉(zhuǎn)速， r/min。 在設(shè)計(jì)貨叉時(shí)，為防止特殊載荷條件下貨物傾倒，貨叉尺寸應(yīng)比相應(yīng)原設(shè)計(jì)尺寸增加。在載貨臺(tái)升到立柱上限位置時(shí)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)提升高度不大于 10m 時(shí)，其靜剛度值應(yīng)小于 /2021nH ；當(dāng)提升高度大于 10m 時(shí)，其靜剛度值應(yīng)小于 /1500nH 。 ②堆垛機(jī)的運(yùn)行性能 堆垛機(jī)運(yùn)行的額定速度應(yīng)符合設(shè)計(jì)值，誤差應(yīng)小于 10mm? 。 在制造中必須嚴(yán)格要求按照標(biāo)準(zhǔn)制造堆垛機(jī)的每一個(gè)零部件。鋼絲繩強(qiáng)度許用安全系數(shù)不得小于 6。焊接不得有明顯缺陷，重要構(gòu)件的主要受力部件的焊縫質(zhì)量等級(jí)不得低于 GB/T3323—— 1987 中的 ? 級(jí)。在 40 攝氏度的溫度條件下，相對(duì) 濕度不超過(guò) 50％。堆垛機(jī)總重量是堆垛機(jī)各部分質(zhì)量的總和（包括機(jī)上電源裝置、信號(hào)傳輸裝置、控制柜、平衡重和潤(rùn)滑劑在內(nèi)）。由于堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的運(yùn)輸設(shè)備、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和綜合性能要求都非常嚴(yán)格，如無(wú)故障率應(yīng)大于 97%，停準(zhǔn)精度177。因結(jié)構(gòu)型式、材料及加工熱處理工藝 12 的限制，同等狀況下，目前國(guó)內(nèi)立體堆垛機(jī)的貨叉下?lián)隙纫葒?guó)外大 20%~30%。這三項(xiàng)參數(shù)的高低，直接關(guān)系到出入庫(kù)頻率的高低。 堆垛機(jī)電控部分的設(shè)計(jì) 巷道式堆垛起重機(jī)電氣設(shè)備主要包括電氣傳動(dòng)和控制設(shè)備。在貨物進(jìn)入載貨臺(tái)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到貨物超過(guò)設(shè)定高度、長(zhǎng)度或?qū)挾葧r(shí)，堆垛機(jī)便停止運(yùn)行并報(bào)警。 整個(gè)貨叉的傳動(dòng)原理是，電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、