【正文】 由于本人能力有限，以及時間上的倉促，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，我將不勝感激。 結(jié)論 35 結(jié)論 本次設(shè)計從門架設(shè)計以及幾個主要重點機(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。 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(dá)最大幅值，又同時離開平衡位置。 圖 49 梁的振動模型 以表示梁的橫向位移，它是截面橫截面積的 x 和時間 t 的函數(shù)，以 f(x, t)表示作用于梁上的單位長度的橫向力。 能量法的換算原理為具有換算質(zhì)量的系統(tǒng)于原多質(zhì)點系統(tǒng)在振動時的最 大動能相同。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 47 堆垛機(jī)振動模型 由上一節(jié)可知，把堆垛機(jī)立柱簡化為懸臂梁，并根據(jù)材料力學(xué)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(chǎn)生的靜變形所需要的力就是梁的彈 簧系數(shù) k, （ 429） 圖 48 懸臂梁 根據(jù)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。當(dāng)加速度達(dá)到最大 時，立柱柱端的振幅也最大，對此時柱端進(jìn)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。將以上數(shù)據(jù)帶入 公式，可得 : = 其中， C 1 = C2 。 圖 41 堆垛機(jī)三維簡化圖圖 42 堆垛機(jī)二維簡化圖 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 由二維簡化圖可知，下橫梁為剛性體，雙立柱相當(dāng)于懸臂梁，雙立柱與下 橫 梁構(gòu)成一剛性架，在外力作用下，立柱產(chǎn)生彎曲變形， _立柱柱端的撓度可以 用疊加法進(jìn)行計算。本課題選取的堆垛機(jī)是按照半閉環(huán)進(jìn) 行速度的調(diào)速控制 ，每條運(yùn)行曲線是根據(jù)實際情況通過大量實驗得出的，因此 每條運(yùn)行曲線的速度變化是不同，這樣加速度的變化對堆垛機(jī)立柱的影響也不 一樣。 堆垛機(jī)在靜止、運(yùn)行、制動過程中，其立柱不同程度的受到外力的作用， 導(dǎo)致立柱產(chǎn)生撓度和振動。緩沖器主要用來吸收發(fā)生碰撞時所產(chǎn) 生的能 量，緩沖器的緩沖容量 T 按式 ()計算： T= g Gv 2 2 0 G— 帶載起重機(jī)的重量 G=20210N V0— 碰撞時的瞬時速度， V0=（ ～ ） Vdx g— 重力加速度取 10m/s2 則 W 動 = ( ) 2 10 20210 4 2 2 2 0 = g Gv =4000 N m 所選緩沖器的緩沖的容量 Tn 應(yīng)滿足 T n≥ T 的計算公式，查表選擇緩沖器 型號為： DPZ160（ 860 822 46） 4 堆垛機(jī)穩(wěn)定性計算 23 4. 堆垛機(jī)穩(wěn)定性計算 穩(wěn)定性分析 由于堆垛機(jī)在啟動、加速、制動過程中慣性力的作用，使堆垛機(jī)的立柱在 巷道縱向方向發(fā)生彎曲振動，并由材料力學(xué)知識可知，發(fā)生在立柱頂端的彎曲 撓度最大，這樣導(dǎo)致了堆垛機(jī)在對高層貨架進(jìn)行存取作業(yè)時定位精度不高，影 響工作的穩(wěn)定性，而且，這種振動是影響精度的主要原因之一，特別是在堆垛 機(jī)速度提高以后，這種振動的振幅越大。39。 m, 重量 G=. 高速軸上轉(zhuǎn)動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=+= Kg m,(GD2)ZL= m 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 1 ? — 等效系數(shù)取 1 ? =2 查 [2]表 27 Mel=* 705 4000 = N m，為 避免打滑，使用時將其制動力矩調(diào)制 N 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(yùn)行機(jī)構(gòu)中 ,同一級傳動減速器的個數(shù) ,m/=1. 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)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 空載運(yùn)行時靜阻力矩： Mj（ Q=0） = η /0 ( 0) i M m Q= = 504 =178N 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 選擇電動機(jī)： YR160M8 減速器的選擇 車輪的轉(zhuǎn)數(shù)： nc=Vdc/（π 代入有 N= 60000 720 240 = 查 [2]表 3127 選用電動機(jī) Y112M2； Ne=4KW， n1=2890r/min ，電動機(jī)的重量 Gd=45kg，電機(jī)軸 D=28mm，長 L=400，效率 %。 由表 4表 41表 412 分別查得：滾動阻力系數(shù) f=，軸承摩 擦系數(shù)μ =，附加阻力系數(shù) k=2，代入上式中： 當(dāng)滿載時的運(yùn)行摩擦阻力： W =20210（ +2 102/） 2 =720N 當(dāng)小型有軌巷道堆垛機(jī)在室內(nèi)運(yùn)行時，風(fēng)阻力和軌道斜坡阻力較小，經(jīng)常 忽略不計；所以小型有軌巷道堆垛機(jī)的靜阻力等于其摩擦阻力。 =2021/2=1000kg 則代入上式可得 ： D 39。 =KD 39。圖 2 采用套裝式減速器，與車輪組安裝時較簡便，并能使運(yùn)行機(jī) 構(gòu)的總體布置緊湊。 3. 對于行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)該參考現(xiàn)有的資料，使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺減 小，占用巷道的空間最小，總之考慮到堆垛機(jī)的設(shè)計和制造方便。 水平運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計的一般設(shè)計步驟： 1. 確定機(jī)架結(jié)構(gòu)的形式和水平行走機(jī)構(gòu)的傳動方式； 2. 計算各傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸； 3. 確定運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體安裝位置。 BC +M BC )= (+)= Nm M CB1 = M*(M 39。則載荷組合為 M*（ S G +S L +S H ）。 +R ) 由行走車輪的反力產(chǎn)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(jī)總重量 +載重）求出。 BC + M BC M CD1= M 39。 DC = M 39。 BA = M 39。 BC 、 M 39。 D 、 R 39。 +（ n/6EK ） (C DC C CD H 1 h 1 H 2 h 2 H 3 h 3 q h 2 1 β /2g) 由上面各式，可先求出 ? 39。 A + ? 39。 AB +M 39。 CB + M 39。 BA + M 39。 D ） M 39。 C 3R 39。 D 3R 39。 C +? 39。 BC =2EK 1（ 2? 39。 BA =2EK 1（ 2? 39。 AB =2EK 1（ 2? 39。緩沖器同上橫梁的一樣，主要用來 吸收堆垛機(jī)運(yùn)行到巷道兩端時發(fā)生碰撞產(chǎn)生的能量。緩沖器固定在上橫梁兩端，當(dāng)小型有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)動 到巷道 兩端時 ,緩沖器用來吸收小型有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)行能量，防止事故的發(fā)生。立柱 模塊結(jié)構(gòu)如圖 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 立柱模塊結(jié)構(gòu)圖 (2)上橫梁模塊上橫梁模塊主要有上橫梁、上橫梁導(dǎo)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(jié)構(gòu)圖如圖 2. 9 所示。 柱端振動：和貨叉前端的撓度 一超過極限，就成為堆垛機(jī)自動定位的障礙， 所以門架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和撓度小的適當(dāng)剛度。 在門架上安裝有卷揚(yáng)、走行等機(jī)械裝置，以及配置有電氣控制開關(guān)、控制 裝置、配線等。 門架是堆垛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)物，有單柱式和矩形框架式。 具體在堆垛機(jī)設(shè)計中將做以下工作： 對堆垛機(jī)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(shù) 的計算； （ 2） 通過功率、速度等參數(shù)的計算 、完成堆垛機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的選型和計算； （ 3） 對堆垛機(jī)的立柱、上下橫梁的強(qiáng)度、立柱軌道疲勞強(qiáng)度、整機(jī)靜強(qiáng) 度、動強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性的驗算； 2. 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 2. 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 堆垛機(jī)主要由下橫梁、貨叉機(jī)構(gòu)、立柱、上橫梁、平運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、 電護(hù)裝置和電氣控制系組成。因 而基于集成化網(wǎng)絡(luò)的變頻器控制將會成為當(dāng)前世界自動化領(lǐng)域研究的熱點。當(dāng)代通信產(chǎn) 品能提供比用戶所能使用 的更多的數(shù)據(jù)和 1/O 選擇，但傳統(tǒng)的接口技術(shù)使用的 是 RS485/422，它們的抗干擾能力和傳輸能力都不能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。其重要性和發(fā)展?jié)摿Σ豢珊鲆暋? 節(jié)能應(yīng)用主要體現(xiàn)在提高運(yùn)行可靠性、臺數(shù)控制和調(diào)速控制并用。這類變頻器的輸出頻率可以達(dá)到 3KHz，所以在驅(qū)動兩極異步 電動機(jī)時電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 180000r / min. ④單相交頻器和三相變頻器交流電動機(jī)可以分為單相交流電動機(jī)和三相交 流電動機(jī)兩種類型，與此相對應(yīng)，變頻器也分為單相變頻器和三相變頻器。這里通用性指的 是通用變頻器可以對普通的異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。所以已經(jīng)在許多需要進(jìn)行精密控制的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。矢量控制的基本思想是將異步電動機(jī)的定子電流分為產(chǎn)生磁場的電 流分量 (勵磁電流 )和與其相垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流 )并分別加以 控制。從而達(dá)到在進(jìn)行調(diào)速控制的同時控制電動機(jī)輸出轉(zhuǎn) 矩的目的。它的基本特點是 對變頻器輸出的電壓和頻率同時進(jìn)行控制，通過使 U/f(電壓和頻率的比 )的值保 持一定而得到所需的轉(zhuǎn)矩特性。 PWM 控制和高載頻 PWM 控制都屬于異步調(diào)速方式，即變頻器的輸出頻 率不等于逆變電路換流器件的開關(guān)頻率。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(dá) 到降低電動機(jī)噪音