【導(dǎo)讀】我國物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，對有軌巷道堆垛機的性能提出了更高的要求。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的設(shè)計方案，文章的重點放在其三個部件：升降機構(gòu)、行走機構(gòu)、貨叉伸縮機構(gòu)的設(shè)計上。計算，然后估算初取值，再進行校核，最后確定各個實際值。力明確，用戶也比較熟悉。安全防墜器、高度限位裝置作為有軌巷道堆垛機的安。生，保證人員及貨物的安全。安全防墜器采用楔塊式制動，靈敏度高、可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、能夠有效地防止載貨臺墜落事故的發(fā)生。貨叉采用帶有行程倍增機構(gòu)

　　

【正文】 彎曲疲勞極限 21lim /460 mmNF ?? 22lim /390 mmNF ?? 彎曲壽命系數(shù) 121 ?? NN YY 尺寸 系數(shù) Yx=1 安全系數(shù) SF= 則： 21l i m1 /3 6 ][11 mmNSYY FXNFF ????? ?? () 22l i m2 /3 1 ][22 mmNSYY FXNFF ????? ?? () 故 ： 1F? ＝ 2 83560 (60 180 6)=? ][ 1F? 2F? ＝ 2 83560 (50 180 6)=? ][ 2F? 貨叉撓度的計算 如果貨叉伸出作業(yè)時，叉端撓度太大，就會影響有軌巷道堆垛機正常作業(yè)，嚴(yán)重時會與貨架發(fā)生干涉，造成事故。因此，貨叉設(shè)計的基本原則是在保證貨叉強度的前提下，使其前端撓度盡量小。假設(shè)有軌巷道堆垛機在運動過程中立柱不發(fā)生變形，根2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 35 頁 據(jù)貨叉的支承結(jié)構(gòu)，做出受力分析簡圖如圖 11所示。 圖 11 貨叉機構(gòu)的受力分析 圖中 a ， b ， c ， d ， e ， f ， g ， h ， m 和 n 分別是各支點間的尺寸， 1I ， 2I ，3I 分別是下叉、中叉和上叉的慣性矩， E是材料的彈性模量 。 cma 55? ， cmb 45? ，cmc 16? ， cmd 45? ， cme 8? ， cmg 100? ， cmm 61? ， cmn 69? ， cmh 126? ，41 cmI ? ， 42 cmI ? ， 43 cmI ? ， NQ 6000? (包括貨叉伸長部分重量和貨箱重量在內(nèi) )，彈性模數(shù) PaE ?? 。 上叉撓度計算 貨叉在貨物的作用下，在上叉 D 處和 E 處的產(chǎn)生支反力上叉受力和撓度變形簡圖如圖 12所示。 圖 12 上叉撓度簡圖 由上圖利用受力平衡和彎矩平衡可求得上叉支點 D 、 E 處的支點反力、轉(zhuǎn)角微分方程和撓度方程，其公式分別為 QdeFd ? () QddeFe ?? () 0322 idEIeQxdxdi ???? ? () 00322 ?? ???? idEIeQx () 當(dāng) dx? 時， 00?? ， 0?? ，所以 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 35 頁 30 6EIeQdi ? () 得 E 處的傾角為： 31 6EIeQdi ?? () 所以載荷 Q 在 E 點產(chǎn)生的撓度為： 3 31 ???? ）（ mhEIe Q d? () 中叉撓度計算 由于載 荷的作用，在支點 B 處產(chǎn)生反力為 bF ，設(shè)在 C 點的傾角為 2i ，撓度為 ?2 。(h為不變形部分的長度 )如圖 13所示。 圖 13 h 部分為不變形時中叉撓度簡圖 由上圖求出 B 、 C 點的支反力及 B C 段的彎矩方程分別為： QbnFb? () bnFc ?? () QxbnxFMb ?? () 則撓度曲線微分方程為： bEIQ nxEIMdxd 2222 ????? () 所以傾角和撓度方程分別為： 0222 ibEIQ nxdxdi ???? ? () 00236 ?? ???? xibEIQ nx () 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 32 頁 共 35 頁 當(dāng) bx? 時， 00?? ， 0?? ，所以有 20 6EIQnbi ? () 當(dāng) bx? 時的傾角和撓度分別為： 22 3EIQnbi ?? () cmEIQ nhb 3 22 ??? () 把 b 段看成剛性， C 點作為固定端考慮，如圖 14所示，設(shè)載荷 Q 在中叉產(chǎn)生的反力為 dF 和 eF ，這些反力在前叉產(chǎn)生的傾角為 0i 和 1i ，撓度為 0? 和 1? 。 圖 14 C點為固定時中叉撓度簡圖 dF 產(chǎn)生的貨叉前端產(chǎn)生的傾角和撓度為： dEI QecEI mhPi d 22223 22 )( ??? () cmcmhdEI Qec ])(3[6 2223 ????? () 其次 eF 產(chǎn)生的貨叉前端產(chǎn)生的傾角和撓度為： dEIQmdei 224 2 )( ?? () cmmmhdEI Qmde ])(3[6 )( 2224 ?????? () 下叉撓度計算 假設(shè) 5l 為不變形部分，則載荷 Q 在 b 段產(chǎn)生的作用反力為 bF 和 cF ，在 C 點產(chǎn)生2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 35 頁 的傾角為 5i ，產(chǎn)生的撓度為 5? ，如圖 15所示 ： 圖 15 下叉撓度簡圖 同理根據(jù)受力平衡和彎矩平衡可求得下叉各支點的反力以及各反力 產(chǎn)生的傾角和撓度，其計算公式分別為： QbanFb ?? () Qba nQFb ??? () gEI gaabFi b 15 6 )( ??? () cmhgEI QganahgEI gaabF b )(6 )( 115 ?????????? () 因此，假設(shè)載貨臺和立柱為剛性時，貨叉前端的總撓度為貨叉上、下、中叉的總和 ： ?????? ?????? () 即總撓度 ?? ，貨叉在叉取貨物時的最大撓度一般規(guī)定不超過 mm15 ，因此貨叉是安全的。 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 34 頁 共 35 頁 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計從分析任務(wù)書開始，論述了堆垛機的特 點及組成形式，根據(jù)設(shè)計需要選取了雙立柱、 U 型軌道式巷道堆垛機，進而分析了堆垛機的運行機理。在總體方案確定后，開始分析局部方案，即提升機構(gòu)、行走機構(gòu)、貨叉機構(gòu)的確定，然后對局部進行分解選型、校核。 整個過程中重點是貨叉伸縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)齒輪齒條差動原理設(shè)計出貨叉的外形結(jié)構(gòu)，然后分析貨叉的受力圖，并推導(dǎo)出彎矩?fù)隙裙?，設(shè)計出貨叉的外部結(jié)構(gòu)尺寸，接著又設(shè)計校核了貨叉內(nèi)部零件的尺寸，最終設(shè)計出了滿足條件、靈活、適用、簡捷、方便的貨叉結(jié)構(gòu)，并選取出適宜的電機、減速器；介紹了堆垛機的升降機構(gòu)和行走機構(gòu)的設(shè)計計算， 并確定了尺寸及電機、減速器的選?。辉趯ΜF(xiàn)有的安全防墜器的研究基礎(chǔ)上，權(quán)衡各種型式安全防墜器的利弊，在現(xiàn)有的安全防墜器的基礎(chǔ)上，為該堆垛機設(shè)計了一臺瞬時式楔塊制動的安全防墜器。該裝置在靈敏度、制動時間、制動距離上與現(xiàn)有的安全防墜器相比有很大的優(yōu)越性，如動滑楔與導(dǎo)軌表面相接觸，具有承載能力大，制動準(zhǔn)確等優(yōu)點；在行走機構(gòu)中選用三合一減速器，把突緣電動機、盤式制動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。 本次設(shè)計囊括了大學(xué)四年所學(xué)知識的各方面，是我在以后的學(xué)習(xí)工作之前，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)打下良好的堅實的基礎(chǔ)。 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 35 頁 共 35 頁 參 考 文 獻 [1] 蔣蕊聰 . 自動化立體倉庫 . 中國儲運技術(shù) , 2020, (9): 7475 [2] 曹尚 . 自動化立體倉庫的應(yīng)用 . 物流技術(shù) , 2020, (8): 5354 [3] 陳忠閣 , 朱寶昌 . 有軌巷道堆垛起重機技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 . 物流技術(shù) , 2020, (6): 1314 [4] 陳金玉 . 立體倉庫堆垛機的設(shè)計 . 現(xiàn)代物流 , 2020, (4): 4850 [5] , . The development of a design method for production machinery panies. Journal of Engineering Design. 1999, (4): 352364 [6] 楊繼志 , 郭敬 . 自動化立體倉庫的關(guān)鍵技術(shù) . 起重運輸機械 , 2020, (1): 4243 [7] 余華 , 汪浩 . 有軌巷道堆垛機水平運行機構(gòu)的設(shè)計 . 機電產(chǎn)品 開發(fā)與創(chuàng)新 , 2020, 5 (3): 1618 [8] 賈爭現(xiàn) , 曹西京 , 董良 , 劉明武 . 堆垛機鋼結(jié)構(gòu)的強度與剛度設(shè)計 . 物流技術(shù) , 2020, (5): 3233 [9] 孔令中 . 現(xiàn)代物流設(shè)備設(shè)計與選用 . 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2020 [10] 鄧愛民 , 張喜軍 , 等 . 物流設(shè)備與運用 .人民交通出版社 ,2020 [11] 譚曉東 , 劉新 . 雙立柱堆垛機自動控制設(shè)計中的問題探討 . 應(yīng)用技術(shù) , 2020, (7): 8284 [12] 馬仲安 . SS 型貨用施 工升降機防墜安全裝置的選擇及改進 . 建筑機械 ,1998, (7): 67 [13] 戴由宗 , 王玉光 . 轉(zhuǎn)軌式堆垛機在自動化物流系統(tǒng)中的應(yīng)用 . 物流技術(shù)與應(yīng)用 , 2020, (6): 8486. [14] 劉瀏 . 步進電機在中小型堆垛機上的應(yīng)用 . 物流技術(shù) . 2020, (6): 15 [15] 方世杰 , 姜好德 . 剛性軌道提升機防墜器的設(shè)計 . 起重運輸機械 , 2020, (11): 1517 [16] Latham, Factors Of Hoist Design. Transactions of the Institution of Mining amp。 Metallurgy. Section , Jan, 2020, (5): 821 [17] 劉廣金 , 程顯氓 . 物料升降機安全保護裝置 . 機械設(shè)計 , 1996, (7): 3941 [18] 李宏 , 衛(wèi)曉平 , 等 . 物料升降機安全保護裝置 . 起重運輸機械 , 2020, (6): 911 [19] 程軍紅 , 梁睦 , 李鉻 , 劉玲 . 齒輪齒條直線差動行程增倍機 構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用 . 機械傳動 , 2020, (4): 7374