【正文】 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，符合本設(shè)計(jì)的任務(wù)要求。一般按叉子的數(shù)量分為單叉貨叉，雙叉貨叉和多叉貨叉，其中多叉貨叉多用在特長(zhǎng)貨物的堆垛。為了從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，必須采用多級(jí)伸縮式貨叉，目前最常用的是3級(jí)直線差動(dòng)式貨叉。 中叉板的驅(qū)動(dòng)中叉的運(yùn)動(dòng)是通過安裝在底叉板或載貨臺(tái)上的電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)方案有齒輪齒條傳動(dòng)和鏈條傳動(dòng)。前叉可以從中間叉的中點(diǎn)，在鏈條或鋼絲繩驅(qū)動(dòng)下向左或向右伸出比自身稍長(zhǎng)的長(zhǎng)度。 鏈條式貨叉伸縮機(jī)構(gòu)分析以上兩方案，鏈條式貨叉伸縮機(jī)構(gòu)采用鏈輪鏈條執(zhí)行動(dòng)作，鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)整體尺寸較大，由圖中也可以看到，鏈條數(shù)較多，空間布置不便，容易造成鏈條間的干涉，傳動(dòng)中有一定的速度波動(dòng)，貨叉位置控制難以做到很精確，不利于檢測(cè)。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用齒輪齒條式貨叉伸縮機(jī)。鋼絲繩由電動(dòng)葫蘆卷筒引出，通過上橫梁的兩個(gè)固定滑輪與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪連接，但在調(diào)速方面，市場(chǎng)上目前暫無可調(diào)頻調(diào)速的電動(dòng)葫蘆，需要專廠定制，且市場(chǎng)成熟度不是很好，在一定程度上增加成本。 電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)采用鏈輪與鏈條起升，該形式在結(jié)構(gòu)上由于升降電機(jī)裝置上置，使堆垛機(jī)重心上移，增加了不穩(wěn)定因素。該機(jī)構(gòu)可采用專業(yè)起重用調(diào)頻調(diào)速電機(jī)，通過直連式或聯(lián)軸器與減速器軸連接，輸出軸上安裝卷筒，卷筒是非標(biāo)件，可根據(jù)具體起升高度自行設(shè)計(jì)。鋼絲繩3纏繞在卷筒8上，由卷筒引出后通過上橫梁的固定滑輪2與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪10連接，卷筒在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速可以準(zhǔn)確控制載貨臺(tái)位置。(a)圖采用的是平行軸圓柱齒輪減速器，它將電動(dòng)機(jī)和卷筒布置在減速器的同側(cè)，這種布置型式結(jié)構(gòu)最緊湊，整套機(jī)構(gòu)外形尺寸最小。 (b)圖采用的也是平行軸圓柱齒輪減速器，它將電動(dòng)機(jī)和卷筒布置在減速器的兩側(cè)，這種布置型式適用于減速器的中心距不夠大，整套機(jī)構(gòu)的寬度尺寸不受限制的情況。 卷揚(yáng)機(jī)布置形式鑒于巷道堆垛機(jī)的工作環(huán)境限制，選擇圖(a)的布置形式，其結(jié)構(gòu)緊湊，也便于安裝。這種安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是敏度高、作用可靠、沖擊小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在位置的不同分為地面運(yùn)行式和上部運(yùn)行式，由于上部運(yùn)行式堆垛機(jī)的天軌設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求高，制造難度大，增加了倉庫頂棚成本，行走驅(qū)動(dòng)在頂部使堆垛機(jī)重心上移，增加不穩(wěn)定因素，維修不便。本設(shè)計(jì)采用地面驅(qū)動(dòng)形式，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪沿設(shè)在地面上的單軌運(yùn)行。上橫梁和立柱焊接在一起，下橫梁用槽鋼和鋼板拼焊，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主從動(dòng)車輪，電器柜等都裝在它的上面。圖b采用套裝式減速器，減速器提供空心軸孔，驅(qū)動(dòng)輪軸直接插入減速器空心軸孔中，車輪組安裝時(shí)較簡(jiǎn)便，并能使運(yùn)行機(jī)構(gòu)整體布置緊湊。同時(shí)可將車輪軸通過帶偏心法蘭依靠螺栓固定在下橫梁端頭兩側(cè)板上，利用帶孔偏法蘭心可調(diào)整被動(dòng)車輪輪心與軌面距離，從而達(dá)到調(diào)整立柱對(duì)軌道的垂直度。在下橫梁兩端頭部設(shè)置清軌器和聚氨脂緩沖器，減少碰撞時(shí)的沖擊力。由于車體的擺動(dòng)，在停車過程中會(huì)產(chǎn)生定位誤差，既影響準(zhǔn)確尋址定位，又會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，增加噪音，造成機(jī)體的損傷。此外，由于天軌與導(dǎo)輪之間存在間隙，又無夾緊定位，停車存取作業(yè)時(shí)，由上導(dǎo)輪間隙產(chǎn)生的角傾斜，加大了貨叉作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的下?lián)?。根?jù)堆垛機(jī)運(yùn)行停車制動(dòng)產(chǎn)生點(diǎn)頭擺動(dòng)的機(jī)理分析，要有效避免點(diǎn)頭擺動(dòng)，必須實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)下部與上部同步制動(dòng)。為解決堆垛機(jī)制動(dòng)時(shí)的沖擊問題，需要設(shè)計(jì)同步夾緊制動(dòng)裝置。 貨叉尺寸參數(shù)a=650mm b=350mm c=200mm d=350mm e=100mml=900mm l=550mm l=650mm l=1150mm 中叉速度確定，當(dāng)中叉相對(duì)于底叉運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)滑輪和定滑輪構(gòu)成動(dòng)滑輪組。貨叉的伸叉速度為V，則中叉的運(yùn)行速度 各叉導(dǎo)向軸承徑向載荷計(jì)算各叉板在相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保持穩(wěn)定的導(dǎo)向支撐連接關(guān)系，本設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承和凹槽組成的滾動(dòng)副。此時(shí)各支撐點(diǎn)處的徑向載荷為最大。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)向軸承為沿叉兩側(cè)對(duì)稱布置，因此導(dǎo)向軸承的徑向載荷[7]式中K為載荷均衡系數(shù)，與加工和裝配精度有關(guān)，一般取K=～。減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為，輸出扭矩電機(jī)功率式中，為總傳動(dòng)效率。 伸縮貨叉的撓度與強(qiáng)度 前叉的受力分析載荷在區(qū)間產(chǎn)生的反力有、在E點(diǎn)的傾斜角為，擾度為,。由得：設(shè)計(jì)貨叉的抗彎截面系數(shù)應(yīng)大于上叉設(shè)計(jì)如下：材料為Q235 上叉截面尺寸由于上叉跨度短，在支撐附近有很大載荷，故進(jìn)行彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核。 , ,有當(dāng)時(shí) 中間叉受力分析 中間叉總體受力變形圖因載荷的作用，在間產(chǎn)生反力、設(shè)點(diǎn)的傾角為,擾度為當(dāng)時(shí)，設(shè)計(jì)選擇矩形空心型鋼，由得。（4）制動(dòng)器制動(dòng)器的制動(dòng)力矩—制動(dòng)安全系數(shù)，—卷筒至制動(dòng)器軸傳動(dòng)比 —傳動(dòng)效率制動(dòng)器選擇制動(dòng)力矩 升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速器的選取考慮電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間最長(zhǎng)的情況，即載貨臺(tái)由低端將貨物送到最高層然后返回，速度圖簡(jiǎn)化如下：有速度圖和負(fù)載情況求出的電機(jī)負(fù)載圖為負(fù)載持續(xù)率等效功率Ca—起動(dòng)惡化系數(shù)， 把等效功率轉(zhuǎn)化為=25%的功率電動(dòng)機(jī)選擇：電動(dòng)機(jī)YZR160M16型，額定轉(zhuǎn)數(shù)921r/min卷筒轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)至卷筒傳動(dòng)比為5 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 主動(dòng)行走輪直徑的確定行走輪用球墨鑄鐵，鋼軌選用30Kg/m型輕軌由最大接觸應(yīng)力公式 式中， —最大輪壓，17500N； b—輪與軌道接觸線長(zhǎng)，60mm； —分別為行走輪與鋼軌彈性模量，=162GPa ,=210GPa； —分別為行走輪與鋼軌泊松比，= =； —行走輪半徑，選擇150mm鑄鐵的抗壓強(qiáng)度合格取車輪直徑為 運(yùn)行阻力計(jì)算(1)有軌巷道堆垛機(jī)的運(yùn)行時(shí)的靜阻力有軌巷道堆垛機(jī)沿軌道直線運(yùn)行時(shí)，行走輪與軌道之間以及行走輪與軸承之間，都存在著摩擦阻力。由彎矩平衡條件得：及 考慮其它阻力的附加阻力，乘以一個(gè)系數(shù)即 行走輪受力式中 —驅(qū)動(dòng)力矩(MPa)；—堆垛機(jī)的額定起重量和自重之和(N)；—行走輪滾動(dòng)摩阻系數(shù)；、—分別為車輪直徑和軸徑(mm)；—軸承摩擦系數(shù)。于是計(jì)算得到滿載時(shí)的運(yùn)行阻力為350N。按照運(yùn)行靜阻力、運(yùn)行速度計(jì)算機(jī)構(gòu)的靜功率。F系列斜齒輪硬齒面減速機(jī)具有體積小、傳遞扭矩大的特點(diǎn)；傳動(dòng)效率高，耗能低，性能優(yōu)越。 制動(dòng)時(shí)間計(jì)算堆垛機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)間的取決于制動(dòng)器選擇是否合理，由下式計(jì)算制動(dòng)時(shí)間式中制動(dòng)器制動(dòng)力矩；制動(dòng)器數(shù)，??；制動(dòng)軸上的靜阻力矩；；電動(dòng)機(jī)軸與制動(dòng)器軸之間的傳動(dòng)比；制動(dòng)器軸與行走輪軸之間的傳動(dòng)比；傳動(dòng)總效率，；車輪直徑；對(duì)于堆垛機(jī)的許用制動(dòng)時(shí)間與行走距離及停車精度有關(guān)，取由得，制動(dòng)器選擇規(guī)格制動(dòng)力矩，6 堆垛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙立柱機(jī)架由兩根立柱和上下橫梁組成一個(gè)平面框架，具有良好的整體剛度，在門架上安裝卷揚(yáng)，走行等機(jī)械裝置，由于走行起動(dòng)，停止及加速減數(shù)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，門架在通道的縱向發(fā)生撓曲，整個(gè)門架成為振動(dòng)體，其柱端振動(dòng)較大。為防止柱端振動(dòng)和撓度超限而影響定位，需對(duì)門架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。堆垛機(jī)作業(yè)類型:按起重機(jī)作業(yè)性質(zhì)定為Ⅲ型(經(jīng)常起吊額定重量貨物,使用不很頻繁工作有規(guī)則)載荷系數(shù):固定載荷系數(shù)φ=（軌道無接縫，V90m/min），移動(dòng)載荷系數(shù)ψ=。作出作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解 門架受力變形分析圖（a）中各項(xiàng)的角變位移方程式：其中載荷項(xiàng)：==由節(jié)點(diǎn)的彎距平衡方程列a圖平衡方程組： (1) (2) (3) (4) (5) 由上面(1)、(2)、(3)、(4)、(5)組成方程組，利用高斯消元法求解增廣矩陣如下表61表61 a圖方程組增廣矩陣值式(1)1125030式(2)1210530式(3)051213式(4)501123式(5)11114求解程序見附錄。表62 b圖方程組增廣矩陣值式(1)121053式(2)112503式(3)0512130式(4)5011230式(5)11114解上面各式，可求出 代人角變位移方程得上下梁彎矩：立柱彎矩 由水平載荷產(chǎn)生的彎距，可由圖（a）、圖（b）疊加得出：走行停止時(shí)發(fā)生振動(dòng)門架立柱上端的線變位 ：（—5cm，符合要求) 行走車輪的反力產(chǎn)生彎矩計(jì)算，其中V為車輪反力。 計(jì)算叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩由于貨叉作業(yè)，在門架上及與走行方向成直角的方向增加了彎矩，產(chǎn)生了擾度。貨叉完全伸出產(chǎn)生彎矩：門架傾斜角：由于立柱變形產(chǎn)生的貨叉尖端下沉：則貨叉伸出后尖端總下沉量為貨叉自身變形量與立柱變形產(chǎn)生的貨叉尖端下沉之和，即當(dāng)托盤貨架進(jìn)深為110時(shí)，值應(yīng)控制在1015以內(nèi)，滿足。7 制動(dòng)機(jī)構(gòu)和安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)該裝置由鉗口、支架、底座、連桿、推桿、電磁鐵、磨擦片組成。連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)可靠，可保證隨機(jī)夾持導(dǎo)軌，穩(wěn)固機(jī)身。鉗口會(huì)提前張開不會(huì)影響正常運(yùn)行，該制動(dòng)裝置采用常開式，即通電后制動(dòng)工作，斷電后保持常開，可減小能耗。為緩解制動(dòng)產(chǎn)生的過高剛度，避免制動(dòng)扭矩對(duì)堆垛機(jī)機(jī)身以及磨擦片的損傷，在磨擦片前后設(shè)置彈性橡膠，以緩沖制動(dòng)沖擊。 安全機(jī)構(gòu)如圖示，載貨臺(tái)在自重作用下使彈簧壓產(chǎn)生一定形變，彈簧組件下端接觸制動(dòng)爪，當(dāng)鋼絲繩斷裂時(shí)，載貨臺(tái)失重下滑，滑輪失去鋼繩拉力使彈簧恢復(fù)原型，向下壓制動(dòng)爪，通過合理選擇彈簧剛度，將對(duì)制動(dòng)爪產(chǎn)生足夠的壓力，通過杠桿作用將制動(dòng)片緊壓立柱，在摩擦力作用下制動(dòng)片相對(duì)立柱上移，產(chǎn)生楔塊效應(yīng)，將載貨臺(tái)制動(dòng)。在正常工作過程中，制動(dòng)爪在自重作用下遠(yuǎn)離立柱，不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾。8 總結(jié)與展望針對(duì)立體倉庫貨物搬運(yùn)不便的問題，本設(shè)計(jì)對(duì)立體倉庫專用堆垛機(jī)進(jìn)行研究，分析了堆垛機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了能夠適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)中物料搬運(yùn)的雙立柱巷道堆垛機(jī)，重點(diǎn)對(duì)其機(jī)架、升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)、水平行走機(jī)構(gòu)四部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要做了以下工作：(1)對(duì)門架結(jié)構(gòu)受力變形情況利用角變位移法進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算，為選材及焊接方式提供依據(jù)，計(jì)算過程中采用了C語言編程求解多元方程組，編寫了高斯消元法的程序，簡(jiǎn)化計(jì)算過程，提高求解精度；(2)水平行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加天軌制動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以提高制動(dòng)穩(wěn)定性，減少制動(dòng)停車時(shí)間；(3)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了斷繩保護(hù)機(jī)構(gòu)，可以保證堆垛機(jī)在工作中發(fā)生斷繩事故后載貨臺(tái)可靠制動(dòng)；(4)對(duì)升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)和水平行走機(jī)構(gòu)的工作載荷分析計(jì)算，選擇動(dòng)力源，設(shè)計(jì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)方法可以嘗試開發(fā)出設(shè)計(jì)軟件，用已有的產(chǎn)品作為數(shù)據(jù)庫資料調(diào)用，能有效減少設(shè)計(jì)時(shí)間，避免手動(dòng)多次試算的弊病。(2)在控制上考慮較少，利用現(xiàn)代成熟的自動(dòng)控制技術(shù)，可以大幅度提高堆垛機(jī)工作的性能。 double max,a[N][N+1],t。 printf(請(qǐng)輸入矩陣行數(shù) N。 scanf(%d,amp。 printf(請(qǐng)輸入增廣矩陣\n)。ih。jh+1。t)。} for(i=0。i++) {for(j=0。j++)printf(%f\t,a[i][j])。 }for(j=0。j++) { max=a[j][j]。