【正文】 理論的理解，提高學生的操作能力，內 融機械、電氣、電子及計算機等技術于一體的綜合技術，在這種技術中，不同 領域和層次的知識與能力融會在一起。 ①懸掛型有軌巷道堆垛機 懸掛型有軌巷道堆垛機懸 掛在巷道上方的軌道上運行，其運行機構安裝在 堆垛機門架的上部。隨著計算機控制技術和自動化立 體倉庫的發(fā)展，堆垛機的應用越來越廣泛，技術性能越來越好，高度也在不斷 增加，到 1970 年實現了由貨架支承的高度為 40 米的堆垛機。 1980 年我國第一座自動化立體倉 庫在北京汽車制造廠投產，從此自動化立體倉庫在我國得到了迅速發(fā)展。不適于起重量大和水平運行速度高的堆垛機。曲線運行型堆垛機在使用上有局限性，只適用于出入庫頻率較低的立體 倉庫。在電壓型變頻器中，整流電路或者斬波電路產生逆變電 路所需要的直流電壓，并通過中間電路的電容進行平滑后輸出。在這種控制方式中， 載頻被提高到入耳可以聽到的頻率 (1020KHz)以上，從而達 到降低電動機噪音 的目的。矢量控制的基本思想是將異步電動機的定子電流分為產生磁場的電 流分量 (勵磁電流 )和與其相垂直的產生轉矩的電流分量 (轉矩電流 )并分別加以 控制。 節(jié)能應用主要體現在提高運行可靠性、臺數控制和調速控制并用。 具體在堆垛機設計中將做以下工作： 對堆垛機的立柱、上下橫梁，按照自重最輕原則，完成其選型和截面參數 的計算； （ 2） 通過功率、速度等參數的計算 、完成堆垛機運行機構的選型和計算； （ 3） 對堆垛機的立柱、上下橫梁的強度、立柱軌道疲勞強度、整機靜強 度、動強度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性的驗算； 2. 堆垛機的結構設計 8 2. 堆垛機的結構設計 堆垛機主要由下橫梁、貨叉機構、立柱、上橫梁、平運行機構、起升機構、 電護裝置和電氣控制系組成。立柱 模塊結構如圖 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 9 圖 立柱模塊結構圖 (2)上橫梁模塊上橫梁模塊主要有上橫梁、上橫梁導向輪組、上橫梁法蘭 盤和緩沖器等零部件組成，上橫梁模塊結構圖如圖 2. 9 所示。 BA =2EK 1（ 2? 39。 C 3R 39。 AB +M 39。 BC 、 M 39。 +R ) 由行走車輪的反力產生的彎距 受力分析圖如下： 列出角變位移方程式： D B C a l a A h1 圖 行走輪受力分析圖 M BC 2 =2EK（ 2 B θ + C θ ） M AB 2 =2EK（ 2 A θ + B θ ） 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 14 M BA2 =2EK（ 2 B θ + A θ ） M CB2 =2EK（ 2 C θ + B θ ） M CD 2 =2EK（ 2 C θ + D θ ） M DC 2 =2EK（ 2 D θ + C θ ） M AD 2 =2EK（ 2 A θ + D θ ） +C M DA2 =2EK（ 2 D θ + A θ ） C 固端彎距 ： C=V ?a A θ =n(2+n)C/2EK (n+1)(n+3) B θ = nc/ 2EK(n+1)(n+3) A θ = D θ B θ = C θ M AB 2 =[1/(n+1)(n+3)][(2n+3) ?V ?a ] M BA2 =[1/(n+1)(n+3)](n ?V ? a ) M DA2=[1/(n+1)(n+3)][n(n+2) ?V ?a ] 在此 ， M AB 2= M DC 2 M BA2 = M BC 2 M CB 2 = M CD 2 M DA 2= M AD 2 V： 走行車輪的反力，按 1/2（堆垛機總重量 +載重）求出。 3. 對于行走機構的設計應該參考現有的資料，使安裝運行機構的平臺減 小，占用巷道的空間最小，總之考慮到堆垛機的設計和制造方便。 由表 4表 41表 412 分別查得：滾動阻力系數 f=，軸承摩 擦系數μ =，附加阻力系數 k=2，代入上式中： 當滿載時的運行摩擦阻力： W =20210（ +2 102/） 2 =720N 當小型有軌巷道堆垛機在室內運行時，風阻力和軌道斜坡阻力較小，經常 忽略不計；所以小型有軌巷道堆垛機的靜阻力等于其摩擦阻力。 起動工況下校核減速器功率 起動工況下減速器傳遞的功率 : N= / / 60 m p vd dc ? ? η 式中 Pd=Pj+Pg=Pj+ ( ) / 60 q Q Q dc t v g Q G = + =720+ 60 249 10 20210 = m/運行機構中 ,同一級傳動減速器的個數 ,m/=1. 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 21 因此 N= 60 1 720 249 = 所以減速器的 [N]中級 =4KWN,故所選減速器功率合適。 m, 重量 G=. 高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=+= Kg本課題選取的堆垛機是按照半閉環(huán)進 行速度的調速控制 ，每條運行曲線是根據實際情況通過大量實驗得出的，因此 每條運行曲線的速度變化是不同，這樣加速度的變化對堆垛機立柱的影響也不 一樣。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 31 圖 47 堆垛機振動模型 由上一節(jié)可知，把堆垛機立柱簡化為懸臂梁，并根據材料力學知識我們可 以得知，懸臂梁的靜撓度 S 在 外力 P 的作用下為 : （ 428） 此時，懸臂梁起彈簧的作用，自由端產生的靜變形所需要的力就是梁的彈 簧系數 k, （ 429） 圖 48 懸臂梁 根據梁端的振動微分方程： （ 430） 得出立柱的振動頻率為 : （ 431） (432) 其中， m39。 結論 35 結論 本次設計從門架設計以及幾個主要重點機構的結構設計著手，分析了堆垛 機的運行機理。 連續(xù)系統(tǒng)的振動問題同離散系統(tǒng)的振動問題在處理上有相同的地方，連續(xù) 系統(tǒng)中的各點同時到達最大幅值，又同時離開平衡位置。當加速度達到最大 時，立柱柱端的振幅也最大，對此時柱端進行振動分析，得出最大振幅，用以 解決在提升速度以后引起的振動問 題。 堆垛機在靜止、運行、制動過程中，其立柱不同程度的受到外力的作用， 導致立柱產生撓度和振動。 m,(GD2)ZL= m 空載運行時靜阻力矩： Mj（ Q=0） = η /0 ( 0) i M m Q= = 504 =178N =2021/2=1000kg 則代入上式可得 ： D 39。 水平運行機構的設計的一般設計步驟： 1. 確定機架結構的形式和水平行走機構的傳動方式； 2. 計算各傳動件的結構尺寸； 3. 確定運行機構的具體安裝位置。 BC + M BC M CD1= M 39。 D 、 R 39。 CB + M 39。 D 3R 39。 AB =2EK 1（ 2? 39。 柱端振動：和貨叉前端的撓度 一超過極限，就成為堆垛機自動定位的障礙， 所以門架應具有足夠的強度和撓度小的適當剛度。因 而基于集成化網絡的變頻器控制將會成為當前世界自動化領域研究的熱點。這類變頻器的輸出頻率可以達到 3KHz，所以在驅動兩極異步 電動機時電動機的最高轉速可以達到 180000r / min. ④單相交頻器和三相變頻器交流電動機可以分為單相交流電動機和三相交 流電動機兩種類型，與此相對應，變頻器也分為單相變頻器和三相變頻器。從而達到在進行調速控制的同時控制電動機輸出轉 矩的目的。因為在 PAM 控制的變頻器中逆變電 路換流器件的開關頻率即為變頻器的輸出頻率，所以這是一種同步調節(jié)方式。 ： (1)按照主電路工作方式分類。 (3)按其運行軌跡形式不同，分為直線運行型堆垛機和曲線運行型堆垛機。 圖 1. 1 雙立柱有軌巷道堆垛機 ②單立柱有軌巷道堆垛機 單立柱有軌巷道堆垛機的機架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。堆垛機是自動化立 體倉庫中最重要的起重堆垛設備。這種堆垛 機的最大優(yōu)點就是強度和剛性都比較好，能快速起、制動，并且運行平穩(wěn)。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 3 ②地面支承型有軌巷道堆垛機 堆垛機的運行軌道鋪設在地面上，堆垛機用下部行走輪支承和驅動，上部 導向輪用來防止堆垛機傾倒或擺動。中、小容量范圍內， 采用自關斷器件的全數字控制 PWM 變頻器己經實現了通用化。 (2)按照開關方式分類。采用 Ulf 控制方式的變頻器控制電路成本較低， 多用于對精度要求不太高的通用變頻器。 ②高性能專用變頻器隨著控制理論，交流調速理論和電力電子技術的發(fā)展， 異步電動機的矢量控制方式得到了充分地重視和發(fā)展，采用矢量控制方式高性 能變頻器和變頻器專用電動機所組成的調速 系統(tǒng)在性能上己經達到和超過了直 流伺服系統(tǒng)。當 實施控制的時候，通過 RS485 只能接收少量的實時信息，并且通過人機接口界 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 7 面編程，無法實現變頻器參數的在線監(jiān)控和優(yōu)化，從而影響整個控制系統(tǒng)性能 和生產工藝水平的提高。下部支承式的集中放在門架下部。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 10 圖 下橫梁模塊圖 堆垛機門架的彎矩和撓度 堆垛機的矩形門架是超靜定結構。 B ） M 39。 BC =0 M 39。 A 、 ? 39。 DA 圖 2 列出角變位移方程式 ： M AB =2EK 1（ 2θ A +θ B 3R ） C AB M BA =2EK 1（ 2θ B +θ A 3R ） +C BA M BC =2EK(2 θ B +θ C ) M CB =2EK(2 θ C +θ B ) M CD =2EK 1（ 2θ C +θ D 3R ） M DC =2EK 1（ 2θ D +θ C 3R ） M AD =2EK(2 θ A +θ D ) M DA =2EK(2 θ D +θ A ) 固端彎距（載荷項） C AB =（ 1/h 2 1） H 4 h 4 (h 1h 4 ) 2 + q h 2 1 β /12g C BA =（ 1/h 2 1） H 4 h 4 2 (h 1h 4 )+ q h 2 1 β /12g C CD =C DC =C BC =C CB =C AD =C DA 有節(jié)點的彎距平衡方程式： M AB + M AD =0 M BA + M BC =0 M CB +M CD =0 M DC + M DA =0 有隔離體靜力平衡方程式： 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 13 M AB + M BA +M CD + M DC + H 4 h 4 +q h 2 1 β /2g θ A + θ B + θ C + θ D =4R +(n/6EK)( C