【正文】 指導(dǎo)教師： 　 尤麗華 （職稱：副教授 ） 2013年5月25日43 / 58無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠 信 承 諾 書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 自動化立體倉庫堆垛起重機(jī)機(jī)械設(shè)計是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械92 學(xué) 號： 0923102 作者姓名： 2013 年 5月 25日無錫太湖學(xué)院 　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動化 　專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題：題目　　FMS自動化立體倉庫堆垛起重機(jī)機(jī)械設(shè)計 　　 二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于工程生產(chǎn)實(shí)際，應(yīng)教學(xué)要求，使我們在學(xué)習(xí)期間接觸到一些先進(jìn)的技術(shù)裝備和控制技術(shù)等重要知識，配合有關(guān)課程開設(shè)“柔性制造系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)”的需求，培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究、綜合分析思考以及實(shí)際動手的能力，此畢業(yè)設(shè)計課題由此設(shè)立。四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械92 班 　　姓名 趙 磊 五、開始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名 簽名 　　　　　　　簽名教研室主任　　　　　　〔學(xué)科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名2012年11月12日摘 要近年來，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)的發(fā)展非常重要。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(jī)的設(shè)計方案，文章的重點(diǎn)放在其兩個部件：升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計上，并對安全機(jī)構(gòu)和控制部分進(jìn)行簡單的選取和計算其中包含電機(jī),減速器的選取，齒輪，齒條的計算，卷筒的計算，軸的校核，電器原理圖的配置等。關(guān)鍵詞：自動化立體倉庫；堆垛機(jī)；升降機(jī)構(gòu)；貨叉伸縮機(jī)構(gòu)Abstract In recent years, along with the unceasing raising of enterprise production and management, more and more enterprises know that thing flows out reasonability and the improvement of system, is very important for the development of enterprise. Stacker cranes is automation threedimensional storehouse in most important take heavy crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf。 Secondly, the force of the various agencies to conduct the analysis and calculation, and then estimate the initial value, and then checked, and finally establish the actual value. Keyword:automation threedimensional storehouse。lifting mechanism。它具有空間利用率高、便于實(shí)現(xiàn)自動化管理、實(shí)時自動結(jié)算庫存貨物種類和數(shù)量、立體倉庫信息庫可以和中央計算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行等許多優(yōu)點(diǎn)，對加快物流速度、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都有重要意義，已開始應(yīng)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(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)。堆垛機(jī)的功能是堆垛機(jī)接受計算機(jī)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(yùn)到指定的貨位中，或者把需要的貨物從倉庫中搬運(yùn)到巷道口出人庫貨臺，再配以相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)、輸送設(shè)備通過計算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)貨物的自動出人庫。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。目前，物流人才已經(jīng)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(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。山東大學(xué)現(xiàn)代物流控制實(shí)驗(yàn)中心是目前我國第一個現(xiàn)代的物流控制實(shí)驗(yàn)室，在物流調(diào)度、物流控制、機(jī)械手揀選控制和機(jī)器視覺的綜合研究和開發(fā)應(yīng)用方面目前處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。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。一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高的立體倉庫中，其缺點(diǎn)是自重較大。立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌。由于載貨臺和貨物對立柱有偏心作用，以及行走、制動時產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機(jī)在使用上有較大的局限性。單立柱堆垛機(jī)的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動，由電機(jī)減速機(jī)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(yùn)動。(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。在地面鋪設(shè)導(dǎo)軌，使門架下部的導(dǎo)向輪以一定的間隙夾在導(dǎo)軌的兩側(cè)，從而防止堆垛機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生擺動和傾剎。其缺點(diǎn)是維修和檢查不方便。和懸掛型有軌巷道堆垛機(jī)相比，這種堆垛機(jī)的立柱主要考慮軌道平面內(nèi)的彎曲強(qiáng)度，因此，需要加大立柱在行走方向截面的慣性矩。(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)。只能通過其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道，直線運(yùn)行型堆垛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)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。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。 巷道堆垛機(jī)的特點(diǎn) 由于使用場合的限制，巷道堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能方面有以下特點(diǎn)： (1)整機(jī)結(jié)構(gòu)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(jī)布置和結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)。 (5)配備可靠的安全裝置，控制系統(tǒng)應(yīng)具有一系列連鎖保護(hù)措。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。載重量大、機(jī)動性強(qiáng)、操作方便、可維修性好的叉車、無人叉車、牽引車、托盤運(yùn)輸車、堆高車、堆垛機(jī)、碼垛機(jī)、管道輸送機(jī)、帶狀輸送機(jī)、自動揀選機(jī)等先進(jìn)的裝卸搬運(yùn)機(jī)械設(shè)備將廣泛應(yīng)用于倉儲系統(tǒng)。 設(shè)計的內(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)計思路，探討各種解決途徑。 第三,堆垛機(jī)的工作方式及貨物識別控制原理。 有軌巷道堆垛起重機(jī)的設(shè)計要求包括： 、操作方便。 ，使用維護(hù)方便，外形美觀。2 總體設(shè)計方案的確定為使堆垛機(jī)能夠準(zhǔn)確、快速、安全、自動搬運(yùn)貨物出人庫，必須滿足以下設(shè)計要求:(1)具備三維運(yùn)動功能，即堆垛機(jī)沿巷道來回運(yùn)動、載貨臺垂直運(yùn)動、貨叉沿貨架方向雙向伸縮。 (3)具備安全保護(hù)措施。(5)保護(hù)倉庫環(huán)境，避免貨物污染受損。電動機(jī)通過減速器帶動柔性件使載貨臺升降。鏈條傳動的缺點(diǎn)是自重量大，有可能突然斷裂，不安全，因而本傳動機(jī)構(gòu)選用鋼絲繩，鋼絲繩的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕，使用安全，工作噪聲低，便于維護(hù)保養(yǎng)等等。這種電動機(jī)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。起升機(jī)構(gòu)的位置布置在堆垛機(jī)的下部，位于立柱外側(cè)。聯(lián)軸器工作時，梅花瓣受壓。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(diǎn)。卷筒為與減速器配合的自制卷筒，通過齒輪連接盤與減速器的低速軸齒輪軸端相連。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端固定在機(jī)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。一般由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、減速箱和行走車輪組成。采用帶平衡架及水平輪的車輪組，平衡架使兩個車輪的輪壓相等，車輪為無輪緣圓柱車輪，是為了避免車輪在運(yùn)行時輪緣啃軌，同時為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向輪。由于驅(qū)動裝置裝在堆垛機(jī)下下部，容易維修保養(yǎng)。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(diǎn)。下橫梁與立柱間通過焊接聯(lián)結(jié)在一起。本機(jī)構(gòu)采用二級直線差動式伸縮貨叉，由上叉、下叉及起導(dǎo)向作用的滾針軸承等組成，以減少巷道的寬度，且使之具有足夠的伸縮行程。貨叉的伸縮可以采用齒輪齒條傳動或者鏈輪鏈條傳動，本設(shè)計采用齒輪齒條傳動，齒輪齒條傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動關(guān)系清晰等優(yōu)點(diǎn)。貨叉主要由電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、鏈輪鏈條傳動裝置、齒輪齒條傳動裝制、下叉、上叉和滾針軸承等組成。上叉由上叉叉板、上叉支承板、上叉齒條板組成，上叉叉板直接承載貨箱，為了防滑選用花紋鋼板，上叉支承板則安裝有支承上叉的四個滾針軸承，使上叉相對于中叉運(yùn)動，上叉齒條板下方焊接有齒條，由裝在中叉連接板上的雙嚙合齒輪傳遞動力。下叉由下叉支承板、下叉立板、下叉齒條板和下叉底板組成，下叉支承板下部安裝有滾針軸承，支承起傳動軸，上部安裝有支承中叉活動導(dǎo)軌的滾針軸承，下叉立板也安裝有支承中叉活動導(dǎo)軌的滾針軸承，下叉齒條板的頂部裝有齒條，提供與雙嚙合齒輪嚙合的下齒條，下叉底板則是整個貨叉的支承板，其上固定有電動機(jī)、減速器、下叉立板、下叉齒條板、下叉支承板和雙向擋板。整個貨叉的傳動原理是，電動機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器減速把動力傳遞給減速器軸端的鏈輪，軸端鏈輪通過鏈條把動力傳遞給傳動軸，傳動軸上的鏈輪和減速器軸端的鏈輪一樣大，鏈輪鏈條傳動比為1。當(dāng)電動機(jī)反向時中叉與上叉則反方向運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)貨叉的雙向存取貨物。聯(lián)軸器為限力矩聯(lián)軸器，當(dāng)力矩超過設(shè)定值時，聯(lián)軸器內(nèi)部的鋼珠打滑，從而保護(hù)貨叉受到破壞，提高系統(tǒng)的安全性。 堆垛機(jī)安全方案的確定為了保護(hù)人身、設(shè)備和貨物的安全，堆垛機(jī)必須具有完善的安全保護(hù)措施：（1）堆垛機(jī)在行走、載貨臺升降和貨叉伸縮終端處都設(shè)有機(jī)械和電氣限位裝置。在貨物進(jìn)入載貨臺時，當(dāng)檢測到貨物超過設(shè)定高度、長度或?qū)挾葧r，堆垛機(jī)便停止運(yùn)行并報警。（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。如貨叉上已有貨物，則不能再取貨。（4）斷電保護(hù)如載貨臺升降過程中忽然斷電，則通過提升電機(jī)制動使載貨臺停在當(dāng)前位置，不會掉落下來。 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。我國現(xiàn)階段立體倉庫中，堆垛機(jī)技術(shù)參數(shù)的選用上，和世界先進(jìn)水平相比，存在著較大的差別。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。（2）堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)。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。目前，國內(nèi)立體倉庫堆垛機(jī)的最低貨位極限高度普遍偏高。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。改進(jìn)貨叉結(jié)構(gòu)，合理選材，提高工藝手段，是減少貨叉下?lián)隙?，保證堆垛機(jī)工作性能的重要措施。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。目前立體倉庫實(shí)際應(yīng)用表明，對于行走速度不超過80米/秒的，還可以保證，超過100米/秒以上的，一般難以保證。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)。10mm，以及噪音要求等。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。包括額定起重量、總起重量、堆垛機(jī)總重量、堆垛機(jī)設(shè)計重量和輪壓?？偲鹬亓渴潜黄鹕呢浳?，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。堆垛機(jī)設(shè)計重量是整機(jī)總質(zhì)量中，除去潤滑劑的堆垛機(jī)質(zhì)量。按工況不同，分為工作輪壓和非工作輪壓。自動化立體倉庫的優(yōu)越性必須通過堆垛機(jī)才能充分體現(xiàn)出來。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。溫度較低時相對濕度可以高一些（2）堆垛機(jī)工作環(huán)境的污染等級應(yīng)在國家規(guī)定范圍之內(nèi)。（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。對車輪、齒輪、滑輪、卷筒和貨叉等重要零件的材質(zhì)必須保證。焊接坡口應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對通用零部件的要求：(1) 對鏈條鏈輪的要求堆垛機(jī)載貨臺頻繁地上下運(yùn)動主要是靠鏈輪和鏈條來完成的。要求鏈輪的齒形和公差應(yīng)符合GB/