【正文】 () 從而可得車輪的最小輪壓（就是空載輪壓）： NRR t 30000m in ?? () 最大輪壓為滿載輪壓，即： NRRR 3 1 5 0 01tm a x ??? () 車輪的等效疲勞計算載荷為 ： NRRRt 310003 3000031500232 m i nm a x ?????? () 采用帶水平輪的車輪組，車輪采用有輪緣車輪，為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向輪，車輪直徑 D=350mm，車輪允許輪壓為 。 動滑楔與導(dǎo)軌表面相接觸，具有承載能力大，制動準確，工作可靠的優(yōu)點。由于導(dǎo)軌表面的光滑度，以及導(dǎo)軌與塔身之間的連接板都會影響載貨臺的上下運動，因此為了防止載貨臺在上下運動過程中出現(xiàn)被卡的情況，將制動楔塊做成非封閉的形式。軌道一般分為軟性軌道和剛性軌道，軟性軌道主要是鋼絲繩。對于驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)盡量使其結(jié)構(gòu)簡單、動作靈敏，并根據(jù)實際情況合理地選用驅(qū)動形式。 ① 驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)是當提升鋼絲繩斷裂時安全防墜器動作的動力源。 安全防墜器總體方案的制定 通過對現(xiàn)有制動形式的研究與分析，這里安全防墜器 采用了瞬時式楔塊制動。 在滿足以上兩個設(shè)計指標的同時，應(yīng)盡量提高安全防墜器的可靠性。但銷對塔身橫桿由于消耗重力功和慣性動能而產(chǎn)生很大沖擊，故要求 滑銷、吊籠橫梁和塔身的強度較高 [18]。 銷式安全防墜器 圖 9 銷式安全防墜器 銷式安全防墜器機構(gòu)如圖 9所示，它的制動器由銷機構(gòu)組成，其制動原理為：當控制機構(gòu)將銷彈出后， 其 根部卡在吊籠橫梁上，端部卡在塔身橫桿上而制動。 偏心輪式安全防墜器 圖 8 偏心輪式安全防墜器 偏心輪式安全防墜器結(jié)構(gòu)如圖 8所示，它的制動機構(gòu)由偏心輪機構(gòu)組成，其制動2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 22 頁 共 35 頁 原理為：當控制機構(gòu)將偏心輪向上旋轉(zhuǎn)后，偏心輪與滑軌接觸，產(chǎn)生摩擦，隨著吊籠繼續(xù)下滑，偏心輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于偏心的原因，偏心輪對導(dǎo)軌的正壓力增大，摩擦力也繼續(xù)增大，直 至制動為止。其制動原理為：當控制機構(gòu)將動滑楔向上推動時，動滑楔相對定滑楔產(chǎn)生水平位移，動滑楔與導(dǎo)軌接觸后產(chǎn)生摩擦力，摩擦力阻滯動滑楔隨吊籠一起下滑，而此時動滑楔與定滑楔相對水平位移繼續(xù)增大，導(dǎo) 致動滑楔與導(dǎo)軌摩擦力也繼續(xù)增大，直至制動為止。 目前，鋼絲繩提升式施工升降機安全防墜器按制動形式不同，大致分為滑楔式、偏心輪式及銷式三類。一般規(guī)定，提升裝置的制動器的制動轉(zhuǎn)矩應(yīng)為相當于額定載重量的貨物被吊起時的最大轉(zhuǎn)矩值的 倍以上，但一般在走行方面的制動轉(zhuǎn)矩值為電機額定轉(zhuǎn)矩的 100%即可。 制動器的制動容量的設(shè)計 在堆垛機上使用的制動器，在走行裝置上作走行減速與停止之用 。 聯(lián)軸器的選擇 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。 選擇電動機為繞線型異步電動機： YZR160M1，額定 功率為 ，轉(zhuǎn)速為 930r/min,轉(zhuǎn)子慣量為 2mkg? ，轉(zhuǎn)子繞組開路電壓為 138V。 滑輪標記為： A10 26045 JB/ 選擇電動機 電動機的靜功率： KWmQvP st ??? ??? ? () 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 20 頁 共 35 頁 v—— 額定起升速度（ m/s）； ? —— 機構(gòu)效率，初算時近似取 ?? ； m—— 機構(gòu)電動機個數(shù)。 選擇卷筒的標記為： A150 2876 135 2左 JB/T 。 卷筒為標準槽形的卷筒，槽距 p=13mm，則卷筒上有螺旋槽部分長： mmpDaHL d 30213) 100052(20 ????????? ）（ ? () 故，卷筒總長為 ???? 210 2 LLLLd 420mm。選擇鋼絲繩標記為： 6 7+NF10GB/T89181996 選擇卷筒 取彎曲頻率系數(shù) h2=1，卷筒的工作級別系數(shù) h1=16，滑輪的工作級別系數(shù) h1=18。 鋼絲繩直徑為 a x ??? SCd () 此處取 d=10mm。鋼絲繩最大靜拉力為： Nqa QS 15 00030000m a x ??? ??? ? () Q—— 起升載荷（ N）， 1CCQ p ?? ； CP—— 起升質(zhì)量，即起重量（ kg）； q—— 滑輪組倍率； a—— 滑輪組鋼絲繩卷入卷筒根數(shù)； 0?—— 機構(gòu)總效率，取為 。 選擇鋼絲繩 采用單聯(lián)滑輪組，此時： m=n m—— 滑輪組倍率； n—— 懸掛物品撓性件分支數(shù)。 3 堆垛機起升機構(gòu)的設(shè)計 提升重量 CP=3000N，司機室與載貨臺重量 C1=15000N，起升速度 v=，起升高度 H=5m。 （ 4）斷電保護如載貨臺升降過程中忽然斷電，則通過提升電機制動使載貨臺停2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 18 頁 共 35 頁 在當前位置，不會掉落下來。 （ 3）載貨臺上還設(shè)有檢測貨叉是否回位、貨 叉上有無貨物和貨位中有無貨物的裝置。在貨物進入載貨臺時，當檢測到貨物超過設(shè)定高度、長度或?qū)挾葧r，堆垛機便停止運行并報警。 堆垛機安全方案的確定 為了保護人身、設(shè)備和貨物的安全，堆垛機必須具有完善的安全保護措施： （ 1）堆垛機在行走、載貨臺升降和貨叉伸縮終端處都設(shè)有機械和電氣限位裝置。因此，貨叉在結(jié)構(gòu)上設(shè)計成行程倍增結(jié)構(gòu)，來滿足貨叉功能要求。貨叉機構(gòu)主要由電機、減速器、鏈輪、鏈條、齒輪、齒條、下叉、中叉、上叉、滾針軸承等組成。下橫梁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 [13]。由于驅(qū)動裝置裝在堆垛機下部，容易維修保養(yǎng)。采用帶水平輪的車輪組，為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向 [12]。一般由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速箱和行走車輪組成。 鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端固定在機架的上橫梁上，鋼絲繩通過安裝在立柱上的定滑輪導(dǎo)向，帶動安裝在載貨臺上的兩個 動滑輪使載貨臺升降。此聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)少，徑向尺寸小，不需潤滑；彈性塊受壓，承載能力較高等特點。聯(lián)軸器工作時，梅花瓣受壓。起升機構(gòu)的位置布置在堆垛機的下部，位于立柱外側(cè)。這種電動機具有錐形轉(zhuǎn)子，通電時，轉(zhuǎn)子在磁拉力作用下產(chǎn)生一定的軸向位移，使尾部的錐形盤式制動器同時打開。鏈條傳動的缺點是自重量大，有可能突然斷裂，不安全，因而本傳動機構(gòu)選用鋼絲繩，鋼絲繩的優(yōu)點是質(zhì)量輕，使用安全，工作噪聲低，便于維護保養(yǎng)等等 [11]。電動機通過減速器帶動柔性件使載貨臺升降。 有軌巷道堆垛機三個方向運動的實現(xiàn)都是在控制系統(tǒng)的控制下實現(xiàn)的。當電動機通過鋼絲繩傳動帶動載貨臺在立柱的導(dǎo)軌上進行上下運動。起升機構(gòu)主要有起升電機、卷筒、鋼絲繩等零部件組成。電動機裝在主動行走輪上，驅(qū)動有軌巷道堆垛機在地軌上運行，當電機電源切斷時，電動機能夠自動制動，使有軌巷道堆垛機停止在立體庫的巷道中。有軌巷道堆垛機沿 X、 Y 和 Z三個方向的直線運動完成貨物的搬運是有軌巷道堆垛機的基本功能。 綜上所述各類堆垛機的特點，雙立柱堆垛機強度和剛性都比較好，能快速起、制動，并且運行平穩(wěn)，且 本次 設(shè)計的為出入庫頻率較低的多巷道立體倉庫，故選用雙立柱、 U 型軌道式堆垛機。曲線運行型堆垛機在使用上有局限性，只適用于出入庫頻率較低的立體倉庫。直線運行型堆垛機可以實現(xiàn)高速運行，能夠滿足出入庫頻率較高的立體倉庫作業(yè)，應(yīng)用最為廣泛。通過下部兩組水 平輪沿軌道運行導(dǎo)向 ， 在堆垛機頂部兩組導(dǎo)向輪沿上軌道（通常叫天軌）運行輔助導(dǎo)向。 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 35 頁 其結(jié)構(gòu)如圖 2： 圖 2 單立柱有軌巷道堆垛機 （ 2）、按運行軌跡形式不同，分為直線運行型堆垛機和曲線運行型堆垛機 堆垛機水平驅(qū)動裝置一般安裝在堆垛機下橫梁上 ， 通過電機減速機驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動 ， 使堆垛機沿水平方向運行，此種地面驅(qū)動方式使用最為普遍。單立柱堆垛機的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動，由電機減速機驅(qū)動卷筒轉(zhuǎn)動，通過鋼絲繩牽引載貨臺沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運動。立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌，整機重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對較低，但剛性稍差。雙立柱堆垛機的起升機構(gòu) ， 普遍采用鏈條或鋼絲繩傳動 ， 由電機減速機驅(qū)動鏈輪或鋼絲繩轉(zhuǎn)動 ， 通過鏈條牽引載貨臺沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運動。這種堆垛機的最大優(yōu)點就是強度和剛性都比較好，能快速起、制動，并且運行平穩(wěn)。 （ 1）、按結(jié)構(gòu)形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機和單立柱有軌巷道堆垛機 ①雙立柱有軌巷道堆垛機 雙立柱有軌巷道堆垛機由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個長方形的框架，一般稱為機架。 有軌巷道堆垛機的現(xiàn)有類型及 本 設(shè)計選用類型 2020 屆本科畢設(shè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 35 頁 按現(xiàn)行機械行業(yè)標準 ， 有軌巷道堆垛機分類方式多種多樣 ， 如按支承方式、用途、控制方式、結(jié)構(gòu)、運行軌跡等 分類。 課題 相關(guān)參數(shù) 堆垛機額定起重量： 300kg； 行走最大速度： ； 升降最大速度： ； 貨叉速度： ； 貨箱尺寸：長寬高＝ 500 500 500mm； 注：寬度方向為貨叉叉取方向。三種運動分別在控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制下，完成貨物的出、入庫工作。主要動作描述： 有軌巷道堆垛機在貨架巷道內(nèi)運動，可以分解為沿貨架巷道軌道行走運動、沿有軌巷道堆垛機立柱或立柱導(dǎo)軌的垂直起升運 動和對出入庫站臺的貨物的存取運動。特別是有升降司機室的堆垛機。即要求堆垛機的工作速度高，啟，制動快，盡量縮短作業(yè)周期；還要求平穩(wěn)性 好，啟，制動要平穩(wěn)，以防貨物單元在載貨臺上發(fā)生滑移或使裝在托盤上的貨物發(fā)生倒塌，并減少結(jié)構(gòu)的動載荷；同時要求具有較高的停車準確性，能保證載貨臺停在指定的貨位，停車的精度在 510mm。堆垛機配備有特殊的取物裝置，常用的有伸縮貨叉，伸縮平板和可對物料箱或特殊形狀貨物作業(yè)的機器手，工作時，能對兩側(cè)貨架作業(yè)，存取貨物。載貨臺在立柱上的升降導(dǎo)軌的不垂直度一般要求不超過 35mm。堆垛機的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計除需滿足強度要求外，結(jié)構(gòu)的靜剛度，動剛度是一項非常重要的指標。由于采用有軌巷道堆垛機的貨架很高，而巷道很窄，堆垛機的寬度一般只與所搬運的單元貨物的寬度相同。 有軌巷道堆垛機的主要用途是在巷道內(nèi)來回運行，將位于巷道口入庫臺上的貨物存入貨位；或者將貨位內(nèi)的貨物取出送到巷道口的出庫臺上。 現(xiàn)在國內(nèi)外在自動化倉庫技術(shù)中投入大量資金，在倉庫自動化過程各個環(huán)節(jié)即輸入、儲運、輸出上采用新技術(shù)。這座裝配廠每天 (16 小時 )生產(chǎn) 11520 輛汽車，在長達兩公里的巨大輸送帶上，能同時裝配 5 種完全 不同車型的汽車，半成品裝配件 (除車體在生產(chǎn)線上進行焊接外 )完全來自于立體倉庫，倉庫的庫存量只能維持兩天的生產(chǎn)，需要不斷的進庫補充，這樣大的進、出庫量及名目繁多的部件是人工無法勝任的。國外立體倉庫普遍采用抗干擾能力強、工作可靠的可編程控制器來控制巷道堆垛機和出入庫系統(tǒng)，并且用計算機進行貨位管理和庫存管理，倉庫管理計算機與上級管理機聯(lián)網(wǎng)并能與控制系統(tǒng)相接，實現(xiàn)在線控制。堆垛機產(chǎn)品己經(jīng)走入系列化，運行噪聲低，備有各種安全保護裝置，調(diào)速性能好。 在總體設(shè)計方面，國外己有采用計算機輔助設(shè)計的 (CAD)，即根據(jù)約束條件來確定最佳的貨架高度、巷道數(shù)量、貨架尺寸和堆垛機數(shù)量以及出入庫運行系統(tǒng)的參數(shù)，并用計算機模擬技術(shù)來考核倉庫的功能。此外美國、德國、瑞士、意大利、英國和法國等國家也建造了許多自動化倉庫。現(xiàn)在智能自動化倉儲技術(shù)還處于初級階段，隨著倉儲技術(shù)的發(fā)展，倉儲技術(shù)的智能化將有更廣闊的前景 [3]。 我國自動化倉庫技術(shù)已實現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。從此以后，立體倉庫在我國得到迅速發(fā)展。 第四階段是集成自動化階段，在七十年代末和八十年代，自動化即被越來越多地應(yīng)用