【正文】 垛機(jī)的技術(shù)參數(shù) .................................15第 堆垛機(jī)的技術(shù)要求 .................................16第 3 章 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................22第 起升機(jī)構(gòu)的總體選型 ...............................22第 卷筒的設(shè)計(jì) .......................................26 .......................................26 ...................................31第 4 章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)和機(jī)架的選型設(shè)計(jì) ...........35第 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì) .........................352 / 87第 堆垛機(jī)機(jī)架的選型設(shè)計(jì) .............................38第 5 章 堆垛機(jī)貨叉的設(shè)計(jì) .......................39第 貨叉?zhèn)鲃?dòng)裝置的總體選型 ...........................39第 貨叉?zhèn)鲃?dòng)齒輪、齒條的計(jì)算 .........................39第 貨叉?zhèn)鲃?dòng)鏈輪、鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................43第 制動(dòng)器的制動(dòng)容量的設(shè)計(jì) ...........................45第 6 章 堆垛機(jī)安全裝置 .........................47第 防撞保護(hù)裝置 .....................................48第 鋼絲繩斷繩保護(hù)裝置 ...............................48第 7 章 堆垛機(jī)電控部分設(shè)計(jì) .....................49第 電器控制系統(tǒng) .....................................50 ...................50 .............................52 .......................54第 電器傳動(dòng)系統(tǒng) .....................................55 .......................................55 .......................................56 .......................................60第 電控原理 .........................................60第 8 章 總 結(jié) ................................62參考文獻(xiàn) .....................................63翻 譯 .......................................64致 謝 .......................................831 / 87第 1章 緒論第 研究的背景與內(nèi)容隨著生產(chǎn)力的發(fā)展, 生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整, 客觀上要求作為工業(yè)企業(yè)物資供應(yīng)基地的物資倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行改建或擴(kuò)建。它具有空間利用率高、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理、實(shí)時(shí)自動(dòng)結(jié)算庫(kù)存貨物種類和數(shù)量、立體倉(cāng)庫(kù)信息庫(kù)可以和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行等許多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)加快物流速度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都有重要意義，已開(kāi)始應(yīng)用于汽車、電子、醫(yī)藥、煙草、建材、郵電等許多行業(yè)。目前，物流人才已經(jīng)被列為我國(guó) 12 大類緊缺人才之一，有報(bào)道稱“物流人才的需求已超過(guò) 600 萬(wàn)” 。一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高的立體倉(cāng)庫(kù)中，其缺點(diǎn)是自重較大。對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)，傳動(dòng)和布置相對(duì)容易，但定位準(zhǔn)確性稍差。和懸掛型有軌巷道堆垛機(jī)相比，這種堆垛機(jī)的立柱主要考慮軌道平面內(nèi)的彎曲強(qiáng)度，因此，需要加大立柱在行走方向截面的慣性矩。 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。載重量大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、操作方便、可維修性好的叉車、無(wú)人叉車、牽引車、托盤運(yùn)輸車、堆高車、堆垛機(jī)、碼垛機(jī)、管道輸送機(jī)、帶狀輸送機(jī)、自動(dòng)揀選機(jī)等先進(jìn)的裝卸搬運(yùn)機(jī)械設(shè)備將廣泛應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。3，結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固，使用維護(hù)方便，外形美觀。常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈兩種。單向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)只有半數(shù)花瓣參與工作，半數(shù)不承載；反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，亦是如此。本設(shè)計(jì)選用三合一減速器，把突緣電動(dòng)機(jī)、盤式制動(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。貨叉裝置是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，裝設(shè)在載貨臺(tái)上。中叉由中叉活動(dòng)導(dǎo)軌、中叉連接板、中叉齒條板組成，中叉活動(dòng)導(dǎo)軌支承在四個(gè)滾針軸承上，四個(gè)滾針軸承分別裝在下叉立板和下叉支承板上，中叉連接板則把中叉齒條板、中叉活動(dòng)導(dǎo)軌和雙嚙合齒輪連接起來(lái)，中叉齒條板下方焊接有齒條，通過(guò)傳動(dòng)軸上的齒輪傳遞動(dòng)力。本貨叉?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)除了電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和減速器安裝在貨叉左側(cè)以外，基本為對(duì)稱布置，左半部分相當(dāng)于左貨叉，右半部分相當(dāng)于右貨叉，這樣鏈輪鏈條傳動(dòng)布置于貨叉中間，從而提高系統(tǒng)的平穩(wěn)性。人庫(kù)時(shí)，必須檢測(cè)貨位中有無(wú)貨物，以避免發(fā)生事故。我國(guó)現(xiàn)階段立體倉(cāng)庫(kù)中，堆垛機(jī)技術(shù)參數(shù)的選用上，和世界先進(jìn)水平相比，存在著較大的差別。目前，國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的最低貨位極限高度普遍偏高。目前立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)際應(yīng)用表明，對(duì)于行走速度不超過(guò) 80米/秒的，還可以保證，超過(guò) 100米/秒以上的，一般難以保證。包括額定起重量、總起重量、堆垛機(jī)總重量、堆垛機(jī)設(shè)計(jì)重量和輪壓。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)越性必須通過(guò)堆垛機(jī)才能充分體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)車輪、齒輪、滑輪、卷筒和貨叉等重要零件的材質(zhì)必須保證。鏈條強(qiáng)度許用安全系數(shù)不得低于 6。（5）制造和組裝要求要求下橫要求堆垛機(jī)上橫梁的水平彎曲 ，K 為上橫梁1/0f?全長(zhǎng)。貨叉在承載額定載荷條件下，工作行程應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并且伸至最大行程時(shí)，貨叉下?lián)隙葢?yīng)小于 20mm。⑤靜載荷試驗(yàn)對(duì)堆垛機(jī)除了動(dòng)載荷試驗(yàn)外，還要進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。額定載荷等于起吊重力減去吊具重力。27 / 87圖 卷筒心軸的支點(diǎn)位置28 / 87圖 卷筒心軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖①.支座反力 1502()?????B?軸右輪轂支承處最大彎矩 ????軸左輪轂支承處最大彎矩 ..8A N??計(jì)算選用右輪轂支承處最大彎矩②.疲勞計(jì)算對(duì)于疲勞計(jì)算采用等效彎矩，選等效系數(shù) ，等效彎矩1.?? （）?????彎曲應(yīng)力 （） ..dMPa?軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán)軸的材料為 45號(hào)鋼 m=402=80㎜1d因?yàn)辇X寬系數(shù) ＝?所以齒輪齒寬 ???對(duì)于正常齒， ，ah?5c?齒頂高 2m齒根高 *()(0.)?齒頂圓直徑 876adh????齒根圓直徑 m選取與齒輪連接盤相配的減速器，其低速軸齒輪軸端的模數(shù)為2mm，齒數(shù)為4034 / 87（3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 （）??12aFSKTYbdm?????A齒形系數(shù) 內(nèi)齒輪 =應(yīng)力修正系數(shù) 內(nèi)齒輪 =重合度系數(shù) （）???????許用彎曲應(yīng)力 [σF]= （）limNxFY?彎曲疲勞極限 =460 N/limF2彎曲壽命系數(shù) 1NY尺寸系數(shù)Yx=1安全系數(shù) =則＝46011/= N/ （）??lim/NXFY?? 2m故 =2321100(601806) = N/ [ ]2?35 / 87第 4章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)和機(jī)架的選型設(shè)計(jì)第 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)起重量 ，Q=2943N，運(yùn)行速度 v=，JC=25%,堆垛機(jī)30pCkg?自重 m=5000kg，機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為 M4，比值 ?⑴.確定車輪直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由于機(jī)構(gòu)布置上的原因，堆垛機(jī)自重在四個(gè)車輪上的分布是不均勻的，假設(shè)不均勻系數(shù)為 ，則最大一個(gè)車輪由堆垛機(jī)自重36 / 87引起的輪壓為： ???起升載荷在四個(gè)車輪上的分布可以認(rèn)為是均勻的，于是每一只車輪由起升載荷產(chǎn)生的輪壓為： 1293764?從而可得車輪的最小輪壓（就是空載輪壓）： min10tRN最大輪壓為滿載輪壓，即： ax1546t??車輪的等效疲勞計(jì)算載荷為： （）maxin2215467015233cRN????采用帶平衡架及水平輪的車輪組，為了避免車輪在運(yùn)行時(shí)輪緣啃軌，車輪采用無(wú)輪緣圓柱車輪，為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向輪，車輪直徑 D=250mm，車輪允許輪壓為 ，滿足要求⑵.選擇電動(dòng)機(jī)取運(yùn)行阻力系數(shù) （滾動(dòng)軸承） ，于是：095.=ω （）()4fFGN??????G——運(yùn)行質(zhì)量的重力（N）取機(jī)構(gòu)的總效率 ，則運(yùn)行靜功率為： （）????選用機(jī)座號(hào)為 QS08的三合一減速器，其內(nèi)含電動(dòng)機(jī)是機(jī)座號(hào)為 112M的 YZR型繞線型電動(dòng)機(jī)，在 JC=25%時(shí)，額定功率為 ，同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2?75.=mkgJa37 / 87⑶.電動(dòng)機(jī)發(fā)熱驗(yàn)算穩(wěn)態(tài)功率 （）????G——穩(wěn)態(tài)載荷平均系數(shù)對(duì)巷道堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，CZ=600，對(duì)于 YZR—112型電動(dòng)機(jī)，CZ=600時(shí)的允許功率為 ，大于穩(wěn)態(tài)功率 ，?過(guò)⑷.驗(yàn)算減速器車輪的轉(zhuǎn)速 （）?????傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比為 .687i選用機(jī)座號(hào)為 QS08的三合一減速器的 IX檔，速比 i=，滿足要求⑸.驗(yàn)算制動(dòng)器減速度取為 ,??于是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為： 5.(49)53()/(102) .710268bfvTFDi Nmt ??? ?? （）機(jī)座號(hào)為 QS08的三合一減速器內(nèi)含的盤式制動(dòng)器制動(dòng)力矩為 200Nm，滿足要求⑹.主動(dòng)輪打滑驗(yàn)算堆垛機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用單個(gè)車輪為主動(dòng)輪，這樣主動(dòng)輪的輪壓 可取為tN總輪壓的四分之一38 / 87 （）()(305)????取粘著系數(shù) ，則粘著力為：1.= N??不打滑的條件為： （）tatDdvM00????上式右端 ，(35)29868N????D,d——車輪及其軸徑（mm）M——運(yùn)行的總質(zhì)量(kg)v——額定運(yùn)行速度(m/s)——起動(dòng)時(shí)間（s）at⑺.鋼軌的選擇選用型號(hào)為 P15的輕軌，頭寬 , 理論質(zhì)量 , 與車輪相匹配第 堆垛機(jī)機(jī)架的選型設(shè)計(jì)天軌選用型號(hào)為 30a的熱軋工字鋼，高度為 300mm，與堆垛機(jī)上部的導(dǎo)向輪相匹配。載貨臺(tái)立板選用公稱厚度為 20mm的熱軋鋼板。47 / 87第 6章 堆垛機(jī)安全裝置堆垛機(jī)的安全裝置內(nèi)容如下表所示：項(xiàng)目 安全對(duì)策防止超程 在行走和提升運(yùn)動(dòng)兩端設(shè)置 LS裝置48 / 87防止重復(fù)取貨 在取貨前自動(dòng)檢查是否有貨檢測(cè)貨物傾倒 用 LS檢查超過(guò)規(guī)定尺寸的貨物保證正確停止位置 在允許范圍內(nèi)自動(dòng)平穩(wěn)移動(dòng)修正貨叉動(dòng)作的連鎖 行走中貨叉禁止動(dòng)作，貨叉動(dòng)作時(shí)禁止行走，兩者互鎖貨叉極限停止 用 LS 擋塊防止超程異常對(duì)策 異常發(fā)生時(shí)，禁止堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)，且發(fā)出報(bào)警聲操作安全性 對(duì)每條路線改變 SW鍵，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和手動(dòng)互鎖鋼絲繩安全率保證 取安全系數(shù)大于 10 倍以上LS——微動(dòng)開(kāi)關(guān)SW——開(kāi)關(guān)眾所周知，自動(dòng)化機(jī)械如果不按設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)將會(huì)發(fā)生設(shè)備和人身事故，其后果是不堪設(shè)想的。第 7章 堆垛機(jī)電控部分設(shè)計(jì)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由傳動(dòng)工作機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)的電源裝置及電氣傳動(dòng)控制裝置組成。交流電動(dòng)機(jī)，特別是籠型異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維修方便，故應(yīng)用非常廣泛。微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、功能強(qiáng)、內(nèi)存容量大，多微型計(jì)算機(jī)可以協(xié)51 / 87同工作，因此可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速計(jì)算和控制、故障自診斷與保護(hù)、數(shù)據(jù)通信與處理，使數(shù)字控制的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的整體性能顯著提高。它既可取代繼電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯順序控制，又使電氣傳動(dòng)向大型多功能方向發(fā)展。輸入接口接受輸入設(shè)備(如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等)的控制信號(hào)。(4)輸入/輸出擴(kuò)展接口 I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元(即主機(jī))聯(lián)接在一起。變化了的輸入信號(hào)狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段被讀入。⑥.運(yùn)動(dòng)控制:通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊進(jìn)行單軸或多軸控制，如用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等控制。變速電動(dòng)機(jī)常用速比為1/2和1/4。高速向低速的過(guò)渡方式視主電動(dòng)機(jī)類型不同而異。⑶.渦流制動(dòng)器閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)由繞線電動(dòng)機(jī)和與之同軸固定的渦流制動(dòng)器組成。變頻調(diào)速是目前比較高檔的堆垛機(jī)的首選調(diào)速方案。整流電路和直流中間電路起直流電壓源的作用，而電壓源輸出的直流電壓在逆變電路中被轉(zhuǎn)換為具有所需頻率的交流電壓。(2)按照開(kāi)關(guān)方式分類。這種控制方式主要用于低噪音型的變頻器，也將是今后變頻器的