【正文】 障。因此研究堆垛機(jī)高速運(yùn)行時立柱在慣性力和他載荷作用下沿巷道縱向撓度問題及振動問題對于解決提升運(yùn)行速度帶來的一些問題有一定的幫助。 運(yùn)行中立柱撓度的計算 立柱的相關(guān)計算堆垛機(jī)在靜止、運(yùn)行、制動過程中，其立柱不同程度受到外力的作用，導(dǎo)致了立柱產(chǎn)生撓度和振動。大量的實驗表明，立柱靜止時的靜撓度是一定的，但在運(yùn)行過程中隨著加速度的不同，立柱的撓度也將發(fā)生變化，立柱的變形與加速度存在很大的關(guān)系。此時若定位裝置安裝在立柱及上、下橫梁上，誤差將會增大，定位精度難以得到保證，容易引發(fā)事故。所以，堆垛機(jī)在提升速度時要充分考慮加速度與撓度的變化關(guān)系。本小節(jié)通過對立柱撓度的分析，得出立柱頂端的變形量，并確定隨著加速度的提高，對立柱的影響。 堆垛機(jī)外載荷計算雙立柱相當(dāng)于一組懸臂梁，雙立柱與下橫梁構(gòu)成一剛性架，在外力作用下，雙立柱36產(chǎn)生了彎曲變形，立柱頂端的撓度可以通過疊加法來進(jìn)行計算。由于堆垛機(jī)為雙立柱，兩個立柱在外力作用下產(chǎn)生的撓曲變形在貨叉的連接作用下幾乎可以認(rèn)為是一致的，故本文只對其中的一個進(jìn)行撓度分析計算（振動分子也只分析其中一個立柱）1．，得正滾輪的壓力??0m KN （61） ])[(136215eTlGlQsP??? 堆垛機(jī)總體載荷受力圖由立柱在 XOZ 的平面受力圖,有公式： 可得側(cè)滾輪壓力??0m KN （62）lGQsP)(152??2．總提升力由 ，受力分析可得0zF KN （63）165T3．，可確定立柱上橫梁上作用力F，即為立柱軸向壓力： KN （64）)(651GQW???為動力系數(shù)，由最大起升加速度決定。1?(1) 滾輪的摩擦力37 KN （65）fPFf)(221??式中 f 滾動摩擦系數(shù)，我們采用鋼制滾輪其摩擦系數(shù)：f=， (2) 提升繩的張力為： KN （66）?/)(1fWT??式中 為提升系統(tǒng)的效率，可取 =。?圖 XOZ 平面受力圖 圖 提升系統(tǒng)力學(xué)簡圖(3) 立柱頂部壓力 （67）上 橫 梁滑 輪 G31??TF其中 和 分別為頂部滑輪及上橫梁的重量滑 輪G上 橫 梁由以上分析知立柱在兩個平面內(nèi)都承受外載荷的作用，但在XOZ平面的力只有在堆垛機(jī)停止，貨叉伸出取貨時才存在，所以，我們對立柱只進(jìn)行YOZ平面的受力分析。4．YOZ平面內(nèi)：當(dāng)載貨臺位于最高位置且滿載時，以最大加(減)速度起(制)動時，立柱處于最不利情況。此時如圖64所示。堆垛機(jī)立柱受到慣性均布力q、載貨臺慣性力P、載貨臺的偏心力矩的共同作用。立柱的橫向力矩為： （68） 0q:ma?立 柱 單 位 質(zhì) 量 P=(Q+ KN （69）)aG651?38 M=P(Hhs)+ （610）sPv12/qH?5．，在該平面立柱受軸向力F，橫向力p，q和偏心力矩的共同作用下是壓彎構(gòu)件。我們簡化認(rèn)為軸向壓力始終平行于Z軸，而且在立柱上作用有一定的彎矩。圖中 是橫向力和偏心力矩的共同作用在滑 輪G頂端產(chǎn)生的撓度值，在軸向力F作用下，撓度由 增大到f，根據(jù)彈性變形分析0 YOZ平面內(nèi)受力簡圖 YOZ面內(nèi)立柱撓曲變形示意圖f= （611）)1/(0af?式中：a=F/ 是立柱中心受壓的臨界載荷kF （612）224/HEIk??式中，I為慣性矩；E是立柱的彈性模量。 堆垛機(jī)靜態(tài)剛度的分析立柱靜的態(tài)剛度既是貨臺處于立柱最高工作位置時貨叉頂端的巷道縱向平面撓度，撓度應(yīng)小于一定的許用值，f[f]，在偏心力矩M作用情況下，立柱頂端的水平位移由三部分構(gòu)成：1．在M作用下立柱端部水平位移 ；0f2．在M作用下滾輪處截面轉(zhuǎn)角 引起的頂端水平位移： h；1?1f??393．下橫梁和立柱連接位置處的截面轉(zhuǎn)角引起的立柱頂?shù)乃轿灰疲?= H；2f?即f= + + 。0f12(1) 計算 由下圖得到外載荷彎矩圖[ ] 、單位力彎矩圖[ ]、單位載荷彎pM1M矩圖[ ]2M 堆垛機(jī)的剛度計算簡圖由上圖計算得：011a212[()]/ ]/233bbfMHhEIHMEIBB?????柱 柱 (62/()/柱 梁 ） （13)式中： 為立柱垂直縱向平面的慣性矩；柱I下橫梁垂直縱向平面軸的慣性矩；梁E 慣性模量；梁I(2)由外載荷彎矩圖[ ]，單位載荷彎矩圖[ ]得：pM2M 221 1()]/()/3abHhI EIB??????柱 柱 ????32+(M/EIBHhabI??梁柱 ）(614) ]aEI3)[(231 BbhHEIhmf ???梁柱?40(615)3) 計算 取橫梁為研究對象，如圖 所示， 為下橫梁支撐的總質(zhì)量：2f 0G (616) 6543210QG??? 由外載荷彎矩圖[ ]、單位載荷彎矩圖[ ]可以得到立柱和下橫梁連接面處轉(zhuǎn)pMM角 ：2? (617)2?]3131[00BaGbBabEI?? (618))(2202IHGf? 下橫梁計算簡圖可見由下橫梁引起的立柱頂部撓度與立柱高度一定程度上呈現(xiàn)正比關(guān)系，因此對于改善結(jié)構(gòu)系統(tǒng)剛度增強(qiáng)橫梁非常重要。對與立柱而言增強(qiáng)橫梁對結(jié)構(gòu)重量影響不大，因此在設(shè)計下橫梁時盡量避免出現(xiàn)明顯下?lián)?。靜剛度的校核時，f= + + 《[f]。撓度的許用值[f]目前還沒有統(tǒng)一得標(biāo)準(zhǔn)。根0f12據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗，通常可以取：[f]=H／2022——H／1000。 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算結(jié)構(gòu)在受載后達(dá)到某種特定狀態(tài)便不能滿足規(guī)定的功能要求，我們稱此特定狀態(tài)為符合該功能的極限狀態(tài)。(1)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強(qiáng)度計算公式，我們采用雙向壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計算公式．41 (619)][???nynxWYMAN式中，N為軸向壓力單位kN；A為截面積單位cm ： 、 分別是X，Y軸的最大彎2xy矩單位Nm； 和 分別是X，Y軸的截面抗彎模量； 和 是X，Y向的塑性發(fā)展系nxWy數(shù)，它與截面形式，塑性發(fā)展深度以及應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)系。 [ ]為材料的許用應(yīng)力，鋼材的[ ]為450kg/ cm .??2(2)堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算堆垛機(jī)的立柱屬于雙向壓彎構(gòu)件，在力柱和橫梁連接處是危險截面，所以選此面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 (620)][?????nynxWYMAF(3)下橫梁強(qiáng)度計算我們把下橫梁在YOZ平面內(nèi)簡化為如下圖所示 下橫梁強(qiáng)度計算簡圖圖中 是下橫梁上的均布載荷，M：立柱底部截面最大彎矩， ：額定起重重量和上梁q 總P部全部結(jié)構(gòu)自重載荷總和。 電動機(jī)系統(tǒng)的重量。kG (621)][39。max???WM上式中 ：危險截面處的彎矩； ：下橫梁在X軸方向抗彎模量．max ’x42 整體穩(wěn)定性計算整體機(jī)構(gòu)失穩(wěn)時呈現(xiàn)出彎曲和扭轉(zhuǎn)并存的變形狀態(tài)。堆垛機(jī)在沿巷道方向行走時，貨叉是處于縮回狀態(tài)的，當(dāng)堆垛機(jī)停穩(wěn)時貨叉伸出，產(chǎn)生YOZ面的偏心彎矩．因此我們在計算時，只需要考慮彎曲變形。由極限狀態(tài)設(shè)計準(zhǔn)則整體穩(wěn)定性: (622)][)/(???????ykxxx WMFWrAF式中， 是X軸向和Y軸向的中心壓桿穩(wěn)定性系數(shù)， 是X軸向的臨界載荷。xy kx43結(jié) 論本設(shè)計的內(nèi)容為有軌巷道堆垛起重機(jī)，設(shè)計重點(diǎn)從行走、升降、伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計著手，分析了堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。重點(diǎn)設(shè)計了行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過計算完成行走機(jī)構(gòu)各個部件的選型并確定了尺寸及電機(jī)、減速器的選取，最終設(shè)計出了滿足條件、靈活、適用、簡捷、方便的行走機(jī)構(gòu)，并繪制出了行走機(jī)構(gòu)零件圖和裝配圖；最后對堆垛機(jī)運(yùn)行過程中的整體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。本次設(shè)計囊括了大學(xué)四年所學(xué)知識的各個方面，是我在以后的學(xué)習(xí)工作前對各個學(xué)科課程的一次深入的、綜合性的練習(xí)，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(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計是對四年以來學(xué)習(xí)的總結(jié)，并鍛煉了總體設(shè)計的能力。由于本人能力有限，設(shè)計中難免有考慮不周與設(shè)計不正確的地方，希望各位老師能夠給予諒解，并提出您的寶貴建議，我將不勝感。致 謝在論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師王老師，表示衷心的感謝和誠摯的敬意。在資料的收集、撰寫、修改直到打印完成自始自終都是在老師的悉心指導(dǎo)和勉勵下完成44的，他自始至終督促我的進(jìn)度，解惑釋疑，并經(jīng)常提一些關(guān)鍵性的意見，使我茅塞頓開。陳老師平易近人，學(xué)識廣博，耐心細(xì)致。在此我向老師您表示由衷的感謝。還要感謝我的同學(xué)們對我的關(guān)心和幫助，他們的啟發(fā)和友愛互助的精神對我論文的完成起了極大的幫助作用。最后，再次向他們表示忠心的感謝！參考文獻(xiàn)[1] （第四版）.北京：高等教育出版社 ，2022：199~202，228~236，[2] （第五版）.北京：高等教育出版社,2022:216~232[3] （第四版）.北京：高等教育出版社,2022 176~182[4] （新版第二卷）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，：6119~6121,83~840,879~885.45[5] ：兵器工業(yè)出版社，1993：161~163[6] （第 5 版第 3 卷）.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2022：900~903[7] :中國知網(wǎng)，2022：2~3 [8] :中國知網(wǎng),2022:2~3[9] ：中國知網(wǎng)，2022：1~2[10] ,2022:2~6[11],2022[12],2022 [13],2022 [14],2022[15]. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng),2022[16] Higashio,Hachirou,Tamura. Production lines with lift vehicles, stacker cranes and storage means between the lines . Jnnoshin(大阪,JA) . United States Patent 1997