【正文】 可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用PLC 的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但其結(jié)構(gòu)和工作原理則大同小異，一般由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器、擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分構(gòu)成，如下圖 所示。堆垛機(jī)采用了 PLC 設(shè)計(jì),使該設(shè)備的自動控制水平提高了一個檔次。堆垛機(jī)運(yùn)用先進(jìn)的 PLC 實(shí)現(xiàn)自動控制,以替代傳統(tǒng)堆垛機(jī)使用的屬于斷續(xù)控制系統(tǒng)的有觸點(diǎn)的電器控制線路。以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，使電氣傳動實(shí)現(xiàn)了從模擬控制到數(shù)字控制的過渡。變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)的突破，使交流電氣傳動系統(tǒng)的調(diào)速性能可以做到與直流電氣傳動系統(tǒng)的一樣，在輸出功率等級和高轉(zhuǎn)速方面，又大大突破了直流電動機(jī)的限制，因此交流電氣傳動系統(tǒng)在軋機(jī)、礦井提升機(jī)、造紙機(jī)等傳動中獲得廣泛應(yīng)用。但是直流電動機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)工作量大，電動機(jī)功率和轉(zhuǎn)速都受到限制。電氣傳動控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響著工作機(jī)械乃至整個生產(chǎn)線的性能，影響著產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量及生產(chǎn)成本，影響著工人的勞動條件及設(shè)備維修等。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 49第 節(jié) 防撞保護(hù)裝置防撞保護(hù)裝置選擇 HT2 型底座焊接式彈簧緩沖器，型號為 HT2—100，緩沖力為 15KN運(yùn)行機(jī)構(gòu)慣性力為:，????緩沖容量為 1KN在設(shè)計(jì)自動化立體倉庫時最基本原則是當(dāng)自動化倉庫運(yùn)轉(zhuǎn)時庫內(nèi)絕對不許有人。在升降方面用來使運(yùn)動中的載荷減速并在停止后保持安全，必須有足夠的制動轉(zhuǎn)矩。鏈輪選用40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼為材料進(jìn)行制造，淬火溫度850 ，因40CrC?為合金鋼，采用油淬，硬度達(dá)到HRC4050，回火溫度500 ，以降低脆性。下橫梁由四塊鋼板焊接而成，鋼板選用公稱厚度為 50mm 的熱軋鋼板。機(jī)架的立柱是由角鋼和鋼板焊接而成的箱式矩形斷面結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)具有抗扭、抗彎剛度大，耐磨性好等特點(diǎn)。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 （）????壓板螺柱所受之拉力 （）?式中 ——壓板梯形槽與鋼絲繩的換算摩擦系數(shù)。 bMPaaa?????許用彎曲應(yīng)力 （）??11Kn??式中 n=——安全系數(shù)K——應(yīng)力集中系數(shù)， .????——?——與零件表面加工光潔度有關(guān)的應(yīng)力集中系數(shù)5m中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29故 ???????，通過?③.靜強(qiáng)度計(jì)算卷筒軸屬于起升機(jī)構(gòu)低速軸零件，其動力系數(shù)取為 ?? （）??????? （）..MPad?許用應(yīng)力 （）????，通過max??故卷筒軸的疲勞和靜強(qiáng)度計(jì)算通過（2）選擇軸承由于卷筒軸上的左軸承的內(nèi)、外圈以同樣轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，故無相對運(yùn)動，可按照額定靜載荷來選擇。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25選擇的是繞線式交流感應(yīng)電動機(jī)電動機(jī)的靜功率為 （）????v——額定起升速度（m/s）——機(jī)構(gòu)效率，初算時近似取?.m——機(jī)構(gòu)電動機(jī)個數(shù)選用 Y100L14 型電動機(jī)，功率為 ，額定力矩為 同步轉(zhuǎn)速為 1430r/min取 ，對繞線電動機(jī)，H=，?M?，滿足要. nHQvKWPm??? ???求制動安全系數(shù)取 k=（重要起升機(jī)構(gòu)） ，效率取 ，于是10?，滿足要求，其中 Nmqi????——最小制動轉(zhuǎn)矩R——卷筒半徑，6732?傳動系統(tǒng)的總速比為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速與卷筒轉(zhuǎn)速之比卷筒轉(zhuǎn)速根據(jù)起升速度 v 計(jì)算： （）?????中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26傳動總速比 ，選用 JZQ 標(biāo)準(zhǔn)減速器的第 IV 檔速比?i=，額定功率為 ,額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min.JZQ—250 型減速器，質(zhì)量為 100kg此聯(lián)軸器為減速器高速軸使用的聯(lián)軸器，而減速器低速軸通過卷筒上的齒輪連接盤直接與卷筒連接聯(lián)軸器采用調(diào)節(jié)性能較好的梅花形彈性聯(lián)軸器選用 LM3 型梅花形彈性聯(lián)軸器即可，轉(zhuǎn)動慣量為 ，?傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 200Nm，滿足要求第 節(jié) 卷筒的設(shè)計(jì) 卷筒部件計(jì)算卷筒名義直徑 D=140mm，螺旋節(jié)距 t=7mm，卷筒長度 L=200mm，壁厚，鋼絲繩最大靜拉力10m?＝ max1502SN?（1）卷筒心軸計(jì)算軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。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。無故障率 S 的計(jì)算公式如下： （）10%ptS????式中 ——商定的試驗(yàn)循環(huán)作業(yè)次數(shù)；pS——在試驗(yàn)過程中發(fā)生的故障次數(shù)t⑧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)。2./?.36n式中 ——額定提升（下降）速度（m/min）nv⑥靜剛度試驗(yàn)堆垛機(jī)的靜剛度試驗(yàn)載荷是額定起重量。在 載荷條件下，進(jìn)行堆垛機(jī)運(yùn)行、載貨臺的升降和貨叉伸縮試驗(yàn)。5%? 5m?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，貨叉離合器打滑，使貨叉停止伸叉運(yùn)動。對角線 和 的誤差小于 4mm，道軌內(nèi)側(cè) C 值的1d2誤差為 ，兩道軌同一側(cè)面的平面度公差值在 4mm 以內(nèi)，對角線3m?檢測點(diǎn)在距立柱上、下安裝面 100mm 處， 和 之差在 3mm 之內(nèi)。按照機(jī)械工2/10f?程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，只允許下橫梁向上拱曲，其上拱度 。（4）對螺栓和螺母的要求要求主要受力部件所用螺栓性能等級不低于 級，螺母性能等級不低于 8 級。絕對不能把鋼絲繩接長之后再用。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。焊接坡口應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（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，電壓波動的允許偏差為 。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 小時內(nèi)平均溫度不超過 35 攝氏度。按工況不同，分為工作輪壓和非工作輪壓。總起重量是被起升的貨物，托盤（或貨箱） 、貨叉、司機(jī)室、載貨臺、固定在載貨臺上的屬具（包括動滑輪組，起重鋼絲繩及其它零、部件）及人的質(zhì)量的總和。因此，現(xiàn)階段在驅(qū)動機(jī)構(gòu)中電機(jī)減速機(jī)的選用上，建議選用國外先進(jìn)的產(chǎn)品，以保證堆垛機(jī)的整機(jī)性能。目前，國內(nèi)立體倉庫堆垛機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，電機(jī)減速機(jī)普遍采用德國、日本、意大利的產(chǎn)品，也有少數(shù)采用國內(nèi)的電機(jī)減速機(jī)。堆垛機(jī)在高速運(yùn)行和升降中，特別是在同時進(jìn)行時，由于車輪與軌道摩擦和提升鏈條或鋼絲繩的振動、摩擦等，將產(chǎn)生較大的噪音。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。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。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。第 節(jié) 堆垛機(jī)的技術(shù)參數(shù)堆垛機(jī)作為立體倉庫中重要的運(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庫的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15（5）載貨臺斷鏈保護(hù)提升鏈條通過壓簧與載貨臺相連，當(dāng)鏈條由于長時間使用或意外原因忽然斷裂時，彈簧彈開鏈條，檢測裝置檢測到鏈條時，便驅(qū)動相應(yīng)裝置使載貨臺停在當(dāng)前位置，不至于掉下來，同時整個堆垛機(jī)停止運(yùn)行。如貨叉沒有回位，堆垛機(jī)不能水平運(yùn)行。（2）貨物檢測載貨臺上設(shè)有貨物超高、超長和超寬檢測裝置。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)行到極限位置時上、下雙向擋板相碰，從而使貨叉停止運(yùn)動。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。 圖 貨叉結(jié)構(gòu)示意圖 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13條板 動軸 叉擋板結(jié)構(gòu)示意圖如上圖 2－2 所示。由于存取貨物時貨叉伸出的距離已經(jīng)超過本身的長度，所以貨叉為級伸縮裝置，下叉固定在載貨臺本體上，起支承作用，上面的上叉叉取貨物。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。本傳動系統(tǒng)為地面支承式，三合一減速器和車輪組安裝在堆垛機(jī)下橫梁下方起支承和驅(qū)動作用，上部用導(dǎo)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。 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)傳動方式的選擇堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)水平運(yùn)行的驅(qū)動裝置。減速器選用 JZQ 型減速器，它是特為起重機(jī)設(shè)計(jì)制造的低硬度齒面的減速器，制造工藝較容易，有很多中小型廠均有現(xiàn)成產(chǎn)品供貨。聯(lián)軸器選用梅花形彈性聯(lián)軸器，此聯(lián)軸器是由帶突爪的形狀相同的兩個半聯(lián)軸器和梅花形彈性元件組成，將梅花形彈性元件置于兩個半聯(lián)軸器的突爪之間以實(shí)現(xiàn)聯(lián)結(jié)。在堆垛機(jī)特殊的工作環(huán)境下，為了使起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，本設(shè)計(jì)使用帶制動器的電動機(jī)。堆垛機(jī)的組成：中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9圖 有軌巷道式雙立柱堆垛機(jī) 輪 機(jī) 第 節(jié) 堆垛機(jī)三維運(yùn)動速度的確定(1)行走速度的確定：40900=36000mm=36m行走加速度為 最優(yōu)行走速度為 ，??130m/min(2)升降速度的確定貨架高度為 71100＝7700mm=最優(yōu)升降速度為 ，取為 30m/min,即 ??(3）貨叉速度的確定：貨叉伸縮長度為 =460mm 伸縮加減速度為 20./s最優(yōu)伸縮速度為 ，取為 9m/??中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10取微升降高度為 8mm第 節(jié) 堆垛機(jī)各個部分的方案選擇 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動方式的選擇巷道式堆垛起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)是使載貨臺垂直運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，主要由電動機(jī)、制動器、減速器、卷筒或鏈輪以及相應(yīng)的柔性件組成。 (2)滿足一定的定位精度，重復(fù)定位精度誤差不能超過 10 mm。有軌巷道堆垛起重機(jī)的設(shè)計(jì)要求包括：1，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。第 節(jié) 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求有軌巷道堆垛機(jī)的內(nèi)容包括:第一，分析、論述目前堆垛機(jī)堆垛的原理、方法，堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)思路，探討各種解決途徑。實(shí)現(xiàn)倉庫物資儲運(yùn)作業(yè)自動化，倉儲機(jī)械設(shè)備、設(shè)施及管理、信息、人才系統(tǒng)配套、協(xié)調(diào)發(fā)展是重要的發(fā)展趨勢。(3) 采用專門的取料裝置，常用多節(jié)伸縮貨叉或貨板機(jī)構(gòu)。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)在使用上有局限性，只適用于出入庫頻率較低的立體倉庫。(3)按其運(yùn)行軌跡形式不同，分為直線運(yùn)行型堆垛機(jī)和曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)。其缺點(diǎn)是維修和檢查不方便。 圖 單立柱有軌巷道堆垛機(jī)(2)按支承方式分類，有軌巷道堆垛機(jī)分為懸掛型和地面支承型。不適于起重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。 圖 雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4②單立柱有軌巷道堆垛機(jī)單立柱有軌巷道堆垛機(jī)的機(jī)架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。立柱形式有方管和圓管兩種，方管可兼作起升導(dǎo)軌，圓管需要附加起升導(dǎo)軌。物流實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)平臺，深化學(xué)生對現(xiàn)代物流理論的理解，提高學(xué)生的操作能力，內(nèi)融機(jī)械、電氣、電子及計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，在這種技術(shù)中，不同領(lǐng)域和層次的知識與能力融會在一起。有軌巷道式雙立柱堆垛機(jī)由于效率高，高度可達(dá) 3040 m，便于實(shí)現(xiàn)無人操作，行走穩(wěn)定，載貨量大，噪聲小，在目前的立體倉庫中得到廣泛應(yīng)用。有軌巷道堆垛起重機(jī)是隨著立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)，是在高層貨架的窄巷道內(nèi)作業(yè)的起重機(jī)，通常簡稱為堆垛機(jī)。并且，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認(rèn)識到物流系統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)提高生產(chǎn)率，降低成本非常重要。但由于現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)的用地受到限制,物資倉庫用地難以擴(kuò)展,所以只能充分挖掘潛力,有效利用現(xiàn)有庫區(qū)面積,并向空間發(fā)展,向空間要貨位。其主要途徑是變單層庫房為多層庫或立體庫。自動化立體倉庫是實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化的關(guān)鍵。堆垛機(jī)是立體倉庫中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，可大大提高倉庫的面積和空間利用率，是自動化倉庫的主