【正文】 一項系統(tǒng)工程，物資儲運作業(yè)自動化是其重要的內容。(4) 各電氣傳動機構應同時滿足快速、平穩(wěn)和準確。6 / 87(2) 金屬結構件除應滿足強度和剛度要求外，還要有較高的制造和安裝精度。本文研究的堆垛機是結構形式為雙立柱，支承方式為地面支承型，并且其運行軌跡為直線型巷道堆垛機。②曲線運行型堆垛機曲線運行型堆垛機行走輪與下橫梁是通過垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運行，不通過其他輸送設備便可以從一個巷道自行轉移到另一個巷道。①直線運行型堆垛機直線運行型堆垛機只能在巷道內直線軌道上運行，不能自行轉換巷道。由于驅動裝置均裝在下橫梁上，容易保養(yǎng)和維修。5 / 87②地面支承型有軌巷道堆垛機堆垛機的運行軌道鋪設在地面上，堆垛機用下部行走輪支承和驅動，上部導向輪用來防止堆垛機傾倒或擺動。懸掛式堆垛機有如下優(yōu)點:在設計門架時，可以不考慮橫向的彎曲強度，鋼結構的自重可以減輕，加減速時的慣性擺動小，穩(wěn)定所需的時間短。①懸掛型有軌巷道堆垛機懸掛型有軌巷道堆垛機懸掛在巷道上方的軌道上運行，其運行機構安裝在堆垛機門架的上部。其結構如圖 。單立柱堆垛機的起升結構，普遍采用鋼絲繩傳動，由電機減速機驅動卷筒轉動，通過鋼絲繩牽引載貨臺沿立柱或起升導軌作升降運動。由于載貨臺和貨物對立柱有偏心作用，以及行走、制動時產生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機在使用上有較大的局限性。立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導軌。其結構如圖 。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)。圖 1. 1 是研究中心的小型倉儲系統(tǒng)3 / 87 圖 小型倉儲系統(tǒng) 有軌巷道堆垛機可按其結構形式、支承方式和運行軌跡等進行分類，一般可分為以下幾種類型:(1)按結構形式，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。另外，為了更好的模擬貨物在自動化立體倉庫各倉儲單元內存儲的物流過程，研究提高物流效率以及堆垛機性能和作業(yè)效率方法，許多物流研究中心業(yè)紛紛建立起來。物流實驗室的建設正是要搭建一座理論與實踐的橋梁，目前，我國許多高校已經建立了物流實驗室，據不完全統(tǒng)計，已經有160 多所高校建立了自己的物流實驗室。 隨著經濟全球化步伐的口益加快和信息技術的快速發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)和消費方式正發(fā)生著深刻的變化，物流在經濟活動中的作用越來越受到企業(yè)的重視，物流人才的需求也在口益增長。在立體倉庫中的搬運設備有高位叉車、工業(yè)機器人、橋式堆垛機和有軌巷道式單雙立柱堆垛機。堆垛機是立體倉庫中最重要的起重運輸設備，可大大提高倉庫的面積和空間利用率，是自動化倉庫的主要設備，是代表立體倉庫特征的標2 / 87志。而堆垛機對立體倉庫的出人庫效率有重要影響，是立體倉庫能否達到設計要求和體現(xiàn)其優(yōu)點的關鍵設備之一。自動化立體倉庫是實現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化的關鍵。根據我國的實際情況,從今后的發(fā)展趨勢看,多層庫和立體庫都會繼續(xù)得到發(fā)展。其主要途徑是變單層庫房為多層庫或立體庫。1 / 87目 錄第 1 章 緒論 ..................................1第 研究的背景與內容 ..................................1 ................................................1 ......................2 ................................3 ....................................5第 設計的目的和意義 ..................................6第 設計的內容及要求 ..................................6第 設計參數 ..........................................7第 2 章 總體設計方案的確定 ......................8第 堆垛機三維運動速度的確定 ..........................9第 堆垛機各個部分的方案選擇 ..........................9 ........................9 .......................10 ...............................11 ...............................11 ...............................14 ...............................14第 堆垛機的技術參數 .................................15第 堆垛機的技術要求 .................................16第 3 章 堆垛機起升機構的設計 ...................22第 起升機構的總體選型 ...............................22第 卷筒的設計 .......................................26 .......................................26 ...................................31第 4 章 堆垛機行走機構和機架的選型設計 ...........35第 堆垛機行走機構的選型設計 .........................352 / 87第 堆垛機機架的選型設計 .............................38第 5 章 堆垛機貨叉的設計 .......................39第 貨叉?zhèn)鲃友b置的總體選型 ...........................39第 貨叉?zhèn)鲃育X輪、齒條的計算 .........................39第 貨叉?zhèn)鲃渔溳啞㈡湕l的設計計算 .....................43第 制動器的制動容量的設計 ...........................45第 6 章 堆垛機安全裝置 .........................47第 防撞保護裝置 .....................................48第 鋼絲繩斷繩保護裝置 ...............................48第 7 章 堆垛機電控部分設計 .....................49第 電器控制系統(tǒng) .....................................50 ...................50 .............................52 .......................54第 電器傳動系統(tǒng) .....................................55 .......................................55 .......................................56 .......................................60第 電控原理 .........................................60第 8 章 總 結 ................................62參考文獻 .....................................63翻 譯 .......................................64致 謝 .......................................831 / 87第 1章 緒論第 研究的背景與內容隨著生產力的發(fā)展, 生產規(guī)模的擴大和產品結構的調整, 客觀上要求作為工業(yè)企業(yè)物資供應基地的物資倉庫進行改建或擴建。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。我國自 70年代以來多層庫有了較快的發(fā)展，立體庫也有一定的發(fā)展。并且，隨著企業(yè)生產與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認識到物流系統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)提高生產率，降低成本非常重要。它具有空間利用率高、便于實現(xiàn)自動化管理、實時自動結算庫存貨物種類和數量、立體倉庫信息庫可以和中央計算機系統(tǒng)聯(lián)網運行等許多優(yōu)點，對加快物流速度、提高勞動生產率、降低生產成本都有重要意義，已開始應用于汽車、電子、醫(yī)藥、煙草、建材、郵電等許多行業(yè)。有軌巷道堆垛起重機是隨著立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機，是在高層貨架的窄巷道內作業(yè)的起重機，通常簡稱為堆垛機。堆垛機的功能是堆垛機接受計算機指令后，能在高層貨架巷道中來回穿梭，把貨物從巷道口出人庫貨臺搬運到指定的貨位中，或者把需要的貨物從倉庫中搬運到巷道口出人庫貨臺，再配以相應的轉運、輸送設備通過計算機控制實現(xiàn)貨物的自動出人庫。有軌巷道式雙立柱堆垛機由于效率高，高度可達 3040 m，便于實現(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用。目前，物流人才已經被列為我國 12 大類緊缺人才之一，有報道稱“物流人才的需求已超過 600 萬” 。物流實驗室為學生提供實訓平臺，深化學生對現(xiàn)代物流理論的理解，提高學生的操作能力，內融機械、電氣、電子及計算機等技術于一體的綜合技術，在這種技術中，不同領域和層次的知識與能力融會在一起。山東大學現(xiàn)代物流控制實驗中心是目前我國第一個現(xiàn)代的物流控制實驗室，在物流調度、物流控制、機械手揀選控制和機器視覺的綜合研究和開發(fā)應用方面目前處于國內領先地位。立柱形式有方管和圓管兩種，方管可兼作起升導軌，圓管需要附加起升導軌。一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運行速度較高的立體倉庫中，其缺點是自重較大。 圖 4 / 87②單立柱有軌巷道堆垛機單立柱有軌巷道堆垛機的機架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。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。不適于起重量大和水平運行速度高的堆垛機。對于鋼絲繩傳動，傳動和布置相對容易，但定位準確性稍差。 圖 (2)按支承方式分類，有軌巷道堆垛機分為懸掛型和地面支承型。在地面鋪設導軌，使門架下部的導向輪以一定的間隙夾在導軌的兩側，從而防止堆垛機運行時產生擺動和傾剎。其缺點是維修和檢查不方便。和懸掛型有軌巷道堆垛機相比，這種堆垛機的立柱主要考慮軌道平面內的彎曲強度，因此，需要加大立柱在行走方向截面的慣性矩。(3)按其運行軌跡形式不同，分為直線運行型堆垛機和曲線運行型堆垛機。只能通過其他輸送設備轉換巷道，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)，應用最為廣泛。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。 由于使用場合的限制，巷道堆垛機在結構和性能方面有以下特點：(1) 整機結構高而窄，其寬度一般不超過儲料單元的寬度，因此限制了整機布置和結構選型。(3) 采用專門的取料裝置，常用多節(jié)伸縮貨叉或貨板機構。(5) 配備可靠的安全裝置，控制系統(tǒng)應具有一系列連鎖保護措。實現(xiàn)倉庫物資儲運作業(yè)自動化，倉儲機械設備、設施及管理、信息、人才系統(tǒng)配套、協(xié)調發(fā)展是重要的發(fā)展趨勢。載重量大、機動性強、操作方便、可維修性好的叉車、無人叉車、牽引車、托盤運輸車、堆高車、堆垛機、碼垛機、管道輸送機、帶狀輸送機、自動揀選機等先進的裝卸搬運機械設備將廣泛應用于倉儲系統(tǒng)。第 設計的內容及要求有軌巷道堆垛機的內容包括:第一，分析、論述目前堆垛機堆垛的原理、方法，堆垛機的設計思路，探討各種解決途徑。7 / 87第三，堆垛機的工作方式及貨物識別控制原理。有軌巷道堆垛起重機的設計要求包括：1，結構簡單、操作方便。3，結構緊湊堅固，使用維護方便，外形美觀。 (2)滿足一定的定位精度，重復定位精度誤差不能超過 10 mm。(4)在滿足強度、剛度和可靠性的前提下，盡量減小堆垛機各部分的重量，以減小提升功率和行走時的摩擦阻力。堆垛機的組成：9 / 87圖 有軌巷道式雙立柱堆垛機 輪 機 第 堆垛機三維運動速度的確定(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/??10 / 87取微升降高度為 8mm第 堆垛機各個部分的方案選擇巷道式堆垛起重機的起升機構是使載貨臺垂直運動的機構，主要由電動機、制動器、減速器、卷筒或鏈輪以及相應的柔性件組成。常用的柔性件有鋼絲繩