【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 向輪運(yùn)行在工字鋼的下翼緣上來防止堆垛機(jī)傾倒或擺動(dòng)。 由于驅(qū)動(dòng)裝置裝在堆垛機(jī)下下部，容易維修保養(yǎng)。 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)，其與立柱間通過焊接聯(lián)結(jié)在一起。 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)。 下橫梁也是由四塊鋼板焊接的箱式矩形斷面，具有較大的抗扭、抗彎剛度。下橫梁與立柱間通過焊接聯(lián)結(jié)在一起。 堆垛機(jī)貨叉的設(shè)計(jì) 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。本機(jī)構(gòu)采用二級(jí)直線差動(dòng)式伸縮貨叉，由上叉、下叉及起導(dǎo)向作用的滾針軸承等組成，以減少巷道的寬度，且使 之具有足夠的伸縮行程。 由于存取貨物時(shí)貨叉伸出的距離已經(jīng)超過本身的長(zhǎng)度，所以貨叉為級(jí)伸縮裝置，下叉固定在載貨臺(tái)本體上，起支承作用，上面的上叉叉取貨物。 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)。 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。 貨叉主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置、下叉、上叉和滾針軸承等組成。 10 上叉由上叉叉板、上叉支承板、上叉齒條板組成，上叉叉板直接 承載貨箱，為了防滑選用花紋鋼板，上叉支承板則安裝有支承上叉的四個(gè)滾針軸承，使上叉相對(duì)于中叉運(yùn)動(dòng)，上叉齒條板下方焊接有齒條，由裝在中叉連接板上的雙嚙合齒輪傳遞動(dòng)力。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，中叉齒條板下方焊接有齒條，通過傳動(dòng)軸上的齒輪傳遞動(dòng)力。下叉由下叉支承板、下叉立板、下叉齒條板和下叉底板組成，下叉支承板下部安裝有滾針軸承，支承起傳動(dòng)軸，上部安裝有支 承中叉活動(dòng)導(dǎo)軌的滾針軸承，下叉立板也安裝有支承中叉活動(dòng)導(dǎo)軌的滾針軸承，下叉齒條板的頂部裝有齒條，提供與雙嚙合齒輪嚙合的下齒條，下叉底板則是整個(gè)貨叉的支承板，其上固定有電動(dòng)機(jī)、減速器、下叉立板、下叉齒條板、下叉支承板和雙向擋板。焊接在下叉底板上的雙向擋板則限制貨叉的極限伸縮位置。 整個(gè)貨叉的傳動(dòng)原理是，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器減速把動(dòng)力傳遞給減速器軸端的鏈輪，軸端鏈輪通過鏈條把動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上的鏈輪和減速器軸端的鏈輪一樣大，鏈輪鏈條傳動(dòng)比為 1。安裝在傳動(dòng)軸軸端的齒輪通過中叉齒條板把動(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)。 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。焊接在下叉底板上的雙向擋板與焊接在中叉連接板底部的雙向擋板配合使用，當(dāng)貨叉運(yùn)行到極限位置時(shí)上、下雙向擋板相碰，從而使貨叉停止運(yùn)動(dòng)。聯(lián)軸器為限力矩聯(lián)軸器，當(dāng)力矩超過設(shè)定值時(shí)，聯(lián)軸器內(nèi)部的鋼珠打滑，從而保護(hù)貨叉受到破壞，提高系統(tǒng) 的安全性。 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。 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 11 裝置。 （ 2）貨物檢測(cè)載貨臺(tái)上設(shè)有貨物超高、超長(zhǎng)和超寬檢測(cè)裝置。在貨物進(jìn)入載貨臺(tái)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到貨物超過設(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。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。 （ 3）載貨臺(tái)上還設(shè)有檢測(cè)貨叉是否回位、貨叉上有無貨物和貨位中有無貨物的裝置。如貨叉沒有回位，堆垛機(jī)不能水平運(yùn)行 。如貨叉上已有貨物，則不能再取貨 。人庫(kù)時(shí)，必須檢測(cè)貨位中有無貨物，以避免發(fā)生事故。 （ 4）斷電保護(hù)如載貨臺(tái)升降過程中忽然斷電，則通過提升電機(jī)制動(dòng)使載貨臺(tái)停在當(dāng)前位置，不會(huì)掉落下來。 （ 5）載貨臺(tái)斷鏈保護(hù)提升鏈條通過壓簧與載貨臺(tái)相連，當(dāng)鏈條由于長(zhǎng)時(shí)間使用或意外原因忽然斷裂時(shí)，彈簧彈開鏈條，檢測(cè)裝置檢測(cè)到鏈條時(shí)，便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)裝置使載貨臺(tái)停在當(dāng)前位 置，不至于掉下來，同時(shí)整個(gè)堆垛機(jī)停止運(yùn)行。 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。 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。 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)的技術(shù)參數(shù) 堆垛機(jī)作為立體倉(cāng)庫(kù)中重要的運(yùn)輸設(shè)備，其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的選用，將直接影響到整座立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。合理的選擇各項(xiàng)參數(shù)，將大大提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。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。 （ 1）堆垛機(jī)的速度參數(shù)。與堆垛機(jī)的速度有關(guān)的參數(shù)，主要指水平運(yùn)行速度、起升速度和貨叉伸縮速度。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。 （ 2）堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)。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。其中最低貨位極限高度，即貨叉上表面從最低一層貨格的低位到地軌安裝水平面的垂直距離。該參數(shù)涉及合理利用有效空間，增加庫(kù)容量，亦是評(píng)價(jià)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。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。 （ 3）堆垛機(jī)的貨叉下?lián)隙?。貨叉下?lián)隙?，是堆垛機(jī)的一項(xiàng) 非常重要的性能參數(shù)，直接關(guān)系到堆垛機(jī)是否能正常工作。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%。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?，保證堆垛機(jī)工作性能的重要措施。 （ 4）堆垛機(jī)的噪音。堆垛機(jī)在高速運(yùn)行和升降中，特別是在同時(shí)進(jìn)行時(shí)，由于車輪與軌道摩擦和提升鏈條或鋼絲繩的振動(dòng)、摩擦等，將產(chǎn)生較大的噪音。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，堆垛機(jī)在工作時(shí)，其噪聲值不高于 84 分貝。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 80 米 /秒的，還可以保證，超過 100 米 /秒以上的，一般難以保證。 （ 5）堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，電機(jī)減速機(jī)普遍采用德國(guó)、日本、意大利的產(chǎn)品，也有少數(shù)采用國(guó)內(nèi)的電機(jī)減速機(jī)。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，如無故障率應(yīng)大于 97%，停準(zhǔn)精度177。 10mm，以及噪音要求等。這就要求電機(jī)減速機(jī)的可靠性非常高。因此，現(xiàn)階段在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)減速機(jī)的選用上，建議選用國(guó)外先進(jìn)的產(chǎn)品，以保證堆垛機(jī)的整機(jī)性能。 （ 6）堆垛機(jī)的起重量和載荷參數(shù)。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。額定起重量是堆垛機(jī)的主要性能參數(shù)、它是堆垛機(jī)允許起升的貨物和托盤（或貨箱）的質(zhì)量的總和?？偲鹬亓渴潜黄鹕呢浳铮斜P（或貨箱）、貨叉、司機(jī)室、載貨臺(tái)、固定在載貨臺(tái)上的屬具（包括動(dòng)滑輪組，起重鋼絲繩及其它零、部件）及人的質(zhì)量的總和。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)）。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。輪壓是一個(gè)車輪傳遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。按工況不同，分為工作輪壓和非工作輪壓。 堆垛機(jī)的技術(shù) 要求 堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的心臟部分。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)越性必須通過堆垛機(jī)才能充分體現(xiàn)出來。為此，堆垛機(jī)必須有嚴(yán)格的技術(shù)要求。 堆垛機(jī)的正常工作條件： （ 1）堆垛機(jī)正常工作的環(huán)境溫度范圍為 5～ 40 攝氏度，在 24 小時(shí)內(nèi)平均溫度不超過 35 攝氏度。在 40 攝氏度的溫度條件下，相對(duì) 濕度不超過 50％。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)。 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)。 （ 4）供電電網(wǎng)進(jìn)線電源為頻率是 50赫茲，電壓是 380 伏的三相交流電，電壓波動(dòng)的 允許偏差為 10?％ 。 堆垛機(jī)用的金屬結(jié)構(gòu)件的材質(zhì)： 必須按國(guó)家規(guī)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇鋼材，如上橫梁、下橫梁、立柱和載貨臺(tái)等重要構(gòu)件。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。 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接： 首先要求焊條、焊絲和焊劑必須與被焊接的材料相適應(yīng)。焊接坡口應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。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)。 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完成的。為此要求采用短節(jié)距精密滾子鏈。要求鏈輪的齒形和公差應(yīng)符合 GB/T1243—— 1997 的規(guī)定，特別要求鏈輪的輪齒和凹槽不得有損傷鏈條的表面缺陷。此外，必須經(jīng)常潤(rùn)滑鏈條和鏈輪。鏈條強(qiáng)度許用安全系數(shù)不得低于 6。 （ 2）對(duì)鋼絲繩的要求 鋼絲繩必須采用 GB/T8918—— 1996 中規(guī)定的圓股鋼絲繩。絕對(duì)不能把鋼絲繩接長(zhǎng)之后再用。鋼絲繩強(qiáng)度許用安全系數(shù)不得小于 6。 （ 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。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。 （ 4）對(duì)螺栓和螺母的要求 要求主要受力部件所用螺栓性能等級(jí)不低于 級(jí)，螺母性能等級(jí)不低于 8級(jí)。要求高強(qiáng)度螺栓性能等級(jí)不低于 級(jí)，高強(qiáng)度螺母性能不低于 10H 級(jí)。 （ 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 1 /1000fK? ， K 為上橫梁全長(zhǎng)。梁的水平彎曲 2 /1000fB? ， B 是主、從動(dòng)輪軸距。按照機(jī)械工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，只允許下橫梁向上拱曲，其 上拱度 /1000FB? 。 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。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。要求導(dǎo)軌之間平行度誤差小于 6mm。對(duì) 14 角線 1d 和 2d 的誤差小于 4mm，道軌內(nèi)側(cè) C值的誤差為 3mm? ，兩道軌同一側(cè)面的平面度公差值在 4mm 以內(nèi)，對(duì)角線檢測(cè)點(diǎn)在距立柱上、下安裝面 100mm 處， 1n 和2n 之差在 3mm 之內(nèi)。 （ 6）性能要求 ①貨叉的工作性能 堆垛機(jī)工作臺(tái)升降時(shí)，貨叉對(duì)各貨位存取位置和最高、最低工作位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。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。貨叉伸縮的額定速度誤差不大于 5%? ，貨叉伸縮和復(fù)位的停準(zhǔn)精度小于 5mm? 。為了安全，要求貨叉伸 出過程中碰到障礙物，當(dāng)阻力達(dá)到一定值時(shí)，貨叉離合器打滑，使貨叉停止伸叉運(yùn)動(dòng)。 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? 。 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? 。 ④動(dòng)載荷試驗(yàn) 在堆垛機(jī)調(diào)試過程中，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。在 nG 載荷條件下，進(jìn)行堆垛機(jī)運(yùn)行、載貨臺(tái)的升降和貨叉伸縮試驗(yàn)。要求各部分運(yùn)動(dòng)和功能正常。 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)。靜載試驗(yàn)載荷 kP 計(jì)算如下： knP KG? （ ） 式中 K—— 靜載試驗(yàn)的載荷系數(shù) ? ? 1 / 2K ?? ? ? （ ） 式中 ? —— 提升載荷系數(shù)，按如下規(guī)定選取： 理論加速度 /a m s? nv? ?? ； 理論加速度 /a m s? nv? ?? ； 理論加速度 /a m s? nv? ?? 。 式中 nv —— 額定提升（下降）速度（ m/min） ⑥靜剛度試驗(yàn) 15 堆垛機(jī)的靜剛度試驗(yàn)載荷是額定起重量。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 。 nH 為堆垛機(jī)全高。 ⑦堆垛機(jī)的無故障率 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)的無故障率大于 97％。無故障率 S的計(jì)算公式如下： 100%ptpSSS S?????? （ ） 式中 pS? —— 商定的試驗(yàn)循環(huán)作業(yè)次數(shù)； tS? —— 在試驗(yàn)過程中發(fā)生的故障次數(shù) ⑧堆垛機(jī)的噪聲 要求堆垛機(jī)噪聲必須控制在 84dB(A)之內(nèi)。 為了 設(shè)計(jì)和制造出性能優(yōu)良的堆垛機(jī)，堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)參考要點(diǎn)如下： 起吊重力包括吊具重力。額定載荷等于起吊重力減去吊具重力。 為求吊具急停時(shí)的慣性力，把外框作為杭架結(jié)構(gòu)來分析。為了求出決定鋼結(jié)構(gòu)的變形，必須計(jì)算應(yīng)力和應(yīng)變。 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)