【正文】 橫向的彎曲強(qiáng)度，鋼結(jié)構(gòu)的自重可以減輕，加減速時(shí)的慣性擺動(dòng)小，穩(wěn)定所需的時(shí)間短 。 ② 地面支承型有軌巷道堆垛機(jī) 堆垛機(jī)的運(yùn)行軌道鋪設(shè)在地面上，堆垛機(jī)用下部行走輪支承和驅(qū)動(dòng)，上部導(dǎo)向輪用來(lái)防止堆垛機(jī)傾倒或擺動(dòng)。由于驅(qū)動(dòng)裝置均裝在下橫梁上，容易保養(yǎng)和維修。 ① 直線運(yùn)行型堆垛機(jī) 直線運(yùn)行型堆垛機(jī)只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，不能自行轉(zhuǎn)換巷道。 5 ② 曲線運(yùn)行型堆垛機(jī) 曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)行走輪與下橫梁是通過(guò)垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運(yùn)行，不通過(guò)其他輸送設(shè)備便可以從一個(gè)巷道自行轉(zhuǎn)移到另一個(gè)巷道。 本文研究的堆垛機(jī)是結(jié)構(gòu)形式為雙立柱，支承方式為地 面支承型，并且其運(yùn)行軌跡為直線型巷道堆垛機(jī)。 (2) 金屬結(jié)構(gòu)件除應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還要有較高的制造和安裝精度。 (4) 各電氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)同時(shí)滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確。 設(shè)計(jì)的目的和意義 倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化建設(shè)是 一項(xiàng)系統(tǒng)工程，物資儲(chǔ)運(yùn)作業(yè)自動(dòng)化是其重要的內(nèi)容。 通過(guò)引入計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和人工智能等高新技術(shù)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械的技術(shù)該做，倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械的技術(shù)性能將較大提高。 本設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)計(jì)用于倉(cāng)儲(chǔ)貨架的堆垛機(jī)，完成堆垛機(jī)水平行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)及 貨叉機(jī)構(gòu)、機(jī)架和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，能及時(shí)、準(zhǔn)確地把物品自動(dòng)送到指定位置，從而加深對(duì)堆垛機(jī)的認(rèn)識(shí)與了解。 6 第二，論述本設(shè)計(jì)采用的方法、原理及可行性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算。 第四，繪制堆垛機(jī)總裝圖和主要零部件圖及控制電氣原理圖。 。 設(shè)計(jì)參數(shù) 立體倉(cāng)庫(kù)為 8 巷道 16排 40列 7層 堆垛機(jī)總高度： 8m 總長(zhǎng)度： 總寬度： 1m 堆垛機(jī)額定起重量 300kg 行走最大速度 180m/min(3m/s) 升降最大速度 45m/min() 貨叉速度 15m/min() 加減速度：升降 2/ms 行走 2/ms 伸縮 2/ms 貨架上下 7層，層高 1100mm 貨架每層 40格，格寬 600mm 貨箱尺寸：長(zhǎng)寬高＝ 600 500 800mm 貨格尺寸：長(zhǎng)寬高＝ 900 600 1100mm 寬度方向?yàn)樨洸娌嫒》较? 7 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案的確定 為使堆垛機(jī)能夠準(zhǔn)確、快速、安全、自動(dòng)搬運(yùn)貨物出人庫(kù)，必須滿足以下設(shè)計(jì)要求 :(1)具備三維運(yùn)動(dòng)功能，即堆垛機(jī)沿巷道來(lái)回運(yùn)動(dòng)、載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)、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(cāng)庫(kù)環(huán)境，避免貨物污染受損。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)柔性件使載貨臺(tái)升降。鏈條傳動(dòng)的缺點(diǎn)是自重量大，有可能突然斷裂，不安全，因而本傳動(dòng)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(dòng)機(jī)具有錐形轉(zhuǎn)子，通電時(shí)，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(dòng)器同時(shí)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(shí)，梅花瓣受壓。 此聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)少，徑向尺寸小，不需潤(rùn)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(guò)齒輪連接盤與減速器的低速軸齒輪軸端相連。 9 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(guò)安裝在立柱上的定滑輪導(dǎo)向，帶動(dòng)安裝在載貨臺(tái)上的兩個(gè)動(dòng)滑輪使載貨臺(tái)升降。一般由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)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(gè)車輪的輪壓相等，車輪為無(wú)輪緣圓柱車輪，是為了避免車輪在運(yùn)行時(shí)輪緣啃軌，同時(shí)為了防止出軌在軌道兩側(cè)加水平導(dǎo)向輪。 由于驅(qū)動(dòng)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(guò)焊接聯(lián)結(jié)在一起。本機(jī)構(gòu)采用二級(jí)直線差動(dòng)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(dòng)或者鏈輪鏈條傳動(dòng)，本設(shè)計(jì)采用齒輪齒條傳動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)關(guān)系清晰等優(yōu)點(diǎn)。 貨叉主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、鏈輪鏈條傳動(dòng)裝置、齒輪齒條傳動(dòng)裝置、下叉、上叉和滾針軸承等組成。中叉由中叉活動(dòng)導(dǎo)軌、中叉連接板、中叉齒條板組成，中叉活動(dòng)導(dǎo)軌支承在四個(gè)滾針軸承上，四個(gè)滾針軸承分別裝在下叉立板和下叉支承板上，中叉連接板則把中叉齒條板、中叉活動(dòng)導(dǎo)軌和雙嚙合齒輪連接起來(lái)，中叉齒條板下方焊接有齒條，通過(guò)傳動(dòng)軸上的齒輪傳遞動(dòng)力。焊接在下叉底板上的雙向擋板則限制貨叉的極限伸縮位置。安裝在傳動(dòng)軸軸端的齒輪通過(guò)中叉齒條板把動(dòng)力傳遞給中叉，使 中叉以一定的速度相對(duì)于下叉運(yùn)動(dòng)，而安裝在中叉連接板上的雙嚙合齒輪以中叉速度與中叉一起運(yùn)動(dòng)，雙嚙合齒輪下面與下叉齒條板上的齒條嚙合，上面與上叉齒條板上的齒條嚙合，下叉齒條板不動(dòng)，那么上叉齒條板則以二倍于中叉的速度向前運(yùn)動(dòng)。焊接在下叉底板上的雙向擋板與焊接在中叉連接板底部的雙向擋板配合使用，當(dāng)貨叉運(yùn)行到極限位置時(shí)上、下雙向擋板相碰，從而使貨叉停止運(yùn)動(dòng)。 本貨叉?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)除了電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和減速器安裝在貨叉左側(cè)以外，基本為對(duì)稱布置，左半部分相當(dāng)于左貨叉，右半部分相當(dāng)于右貨叉，這樣鏈輪鏈條傳動(dòng)布置于貨叉中間，從而提高系統(tǒng)的平穩(wěn)性。 （ 2）貨物檢測(cè)載貨臺(tái)上設(shè)有貨物超高、超長(zhǎng)和超寬檢測(cè)裝置。一般允許誤 差為 30 一 40 mm，檢測(cè)元件采用對(duì)射或反射式光電傳感器。如貨叉沒有回位，堆垛機(jī)不能水平運(yùn)行 。人庫(kù)時(shí)，必須檢測(cè)貨位中有無(wú)貨物，以避免發(fā)生事故。 （ 5）載貨臺(tái)斷鏈保護(hù)提升鏈條通過(guò)壓簧與載貨臺(tái)相連，當(dāng)鏈條由于長(zhǎng)時(shí)間使用或意外原因忽然斷裂時(shí)，彈簧彈開鏈條，檢測(cè)裝置檢測(cè)到鏈條時(shí)，便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)裝置使載貨臺(tái)停在當(dāng)前位 置，不至于掉下來(lái)，同時(shí)整個(gè)堆垛機(jī)停止運(yùn)行。 電氣傳動(dòng)設(shè)備采用變頻調(diào)速，具有較好的調(diào)速性能。 堆垛機(jī)的技術(shù)參數(shù) 堆垛機(jī)作為立體倉(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)現(xiàn)階段立體倉(cāng)庫(kù)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(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)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(shí)進(jìn)行時(shí)，由于車輪與軌道摩擦和提升鏈條或鋼絲繩的振動(dòng)、摩擦等，將產(chǎn)生較大的噪音。目前立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)際應(yīng)用表明，對(duì)于行走速度不超過(guò) 80 米 /秒的，還可以保證，超過(guò) 100 米 /秒以上的，一般難以保證。目前，國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，電機(jī)減速機(jī)普遍采用德國(guó)、日本、意大利的產(chǎn)品，也有少數(shù)采用國(guó)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(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)減速機(jī)的選用上，建議選用國(guó)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(jì)重量和輪壓?？偲鹬亓渴潜黄鹕呢浳铮斜P（或貨箱）、貨叉、司機(jī)室、載貨臺(tái)、固定在載貨臺(tái)上的屬具（包括動(dòng)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(jì)重量是整機(jī)總質(zhì)量中，除去潤(rùn)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(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)越性必須通過(guò)堆垛機(jī)才能充分體現(xiàn)出來(lái)。 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(shí)內(nèi)平均溫度不超過(guò) 35 攝氏度。溫度較低時(shí)相對(duì)濕度可以高一些 （ 2）堆垛機(jī)工作環(huán)境的污染等級(jí)應(yīng)在國(guó)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(dòng)的 允許偏差為 10?％ 。對(duì)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(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)通用零部件的要求： （ 1）對(duì)鏈條鏈輪的要求 堆垛機(jī)載貨臺(tái)頻繁地上下運(yùn)動(dòng)主要是靠鏈輪和鏈條來(lái)完成的。要求鏈輪的齒形和公差應(yīng)符合 GB/T1243—— 1997 的規(guī)定，特別要求鏈輪的輪齒和凹槽不得有損傷鏈條的表面缺陷。鏈條強(qiáng)度許用安全系數(shù)不得低于 6。絕對(duì)不能把鋼絲繩接長(zhǎng)之后再用。 （ 3）為了防止堆垛機(jī)停止時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，必須采用緩沖器減振 緩沖器采用橡膠、 工程塑料或液壓方式。 （ 4）對(duì)螺栓和螺母的要求 要求主要受力部件所用螺栓性能等級(jí)不低于 級(jí)，螺母性能等級(jí)不低于 8級(jí)。 （ 5）制造和組裝要求 要求下橫要求堆垛機(jī)上橫梁的水平彎曲 1 /1000fK? ， K 為上橫梁全長(zhǎng)。按照機(jī)械工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，只允許下橫梁向上拱曲，其 上拱度 /1000FB? 。此外，對(duì)組裝后的堆垛機(jī)框架必須嚴(yán)格檢查各種尺寸。對(duì) 14 角線 1d 和 2d 的誤差小于 4mm，道軌內(nèi)側(cè) C值的誤差為 3mm? ，兩道軌同一側(cè)面的平面度公差值在 4mm 以內(nèi)，對(duì)角線檢測(cè)點(diǎn)在距立柱上、下安裝面 100mm 處， 1n 和2n 之差在 3mm 之內(nèi)。貨叉在承載額定載荷條件下，工作行程應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并且伸至最大行程時(shí)，貨叉下?lián)隙葢?yīng)小于 20mm。為了安全，要求貨叉伸 出過(guò)程中碰到障礙物，當(dāng)阻力達(dá)到一定值時(shí)，貨叉離合器打滑，使貨叉停止伸叉運(yùn)動(dòng)。 ③載貨臺(tái)升降性能 載貨臺(tái)的升降額定速度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，誤差應(yīng)小于 5%? ，在速度換檔時(shí)不能有強(qiáng)烈的振動(dòng)，并有良好的制動(dòng)性能，其停準(zhǔn)精度小于 10mm? 。在 nG 載荷條件下，進(jìn)行堆垛機(jī)運(yùn)行、載貨臺(tái)的升降和貨叉伸縮試驗(yàn)。 ⑤靜載荷試驗(yàn) 對(duì)堆垛機(jī)除了動(dòng)載荷試驗(yàn)外，還要進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)。 式中 nv —— 額定提升（下降）速度（ m/min） ⑥靜剛度試驗(yàn) 15 堆垛機(jī)的靜剛度試驗(yàn)載荷是額定起重量。 nH 為堆垛機(jī)全高。無(wú)故障率 S的計(jì)算公式如下： 100%ptpSSS S?????? （ ） 式中 pS? —— 商定的試驗(yàn)循環(huán)作業(yè)次數(shù)； tS? —— 在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的故障次數(shù) ⑧堆垛機(jī)的噪聲 要求堆垛機(jī)噪聲必須控制在 84dB(A)之內(nèi)。額定載荷等于起吊重力減去吊具重力。為了求出決定鋼結(jié)構(gòu)的變形，必須計(jì)算應(yīng)力和應(yīng)變。 （壽命） 堆垛機(jī)工作時(shí)間按 8h/日， 300 日 /年， 1個(gè)工作循環(huán)為 100s，開動(dòng)率為 ，壽命按 10 年計(jì)算，則 ? ? ? ?51 0 3 0 0 3 6 0 0 8 0 . 7 / 1 0 0 6 1 0? ? ? ? ? ? 循 環(huán) 16 第 3 章 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 起升機(jī)構(gòu)的總體選型 起重量 300pC kg? ，起升速度 v=，接電持續(xù)率 JC=25%，起升高度 H=8m 堆垛機(jī)工作級(jí)別根據(jù)堆垛機(jī)使用條件的兩個(gè)重要數(shù)據(jù) —— 載荷狀態(tài)和利用等級(jí)來(lái)劃分，是堆垛機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù)，現(xiàn)由設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)和堆垛機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況選定三個(gè)參數(shù)如下： 利用等級(jí) T4，載荷情況 L2，工作級(jí)別 M4 采用單聯(lián)滑輪組，此時(shí)： m=n m—— 滑輪組倍率 n—— 懸掛物品撓性件分支數(shù) 起升機(jī)構(gòu)以省力鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構(gòu)件，選取懸掛物品撓性件分支數(shù) n為 2，滑輪組倍率 m為 2 鋼絲繩最大靜拉力為 : m a x 0 30 0 1 15022 1 8QSNqa ? ?? ? ??? Q—— 起升載荷（ N），gCp，2/ pC—— 起升質(zhì)量，即起重量（ kg） qa—— 滑輪組分支數(shù) q—— 滑輪組倍率 a—— 滑輪組鋼絲繩卷入卷筒根數(shù) 0?—— 機(jī)構(gòu)總效率，取為 本機(jī)構(gòu)中 q=2,a=1 依據(jù)最大靜拉力選擇 67? 型的鋼絲繩，鋼絲強(qiáng)度極限MPai 1570?? 取選擇系數(shù) C= 鋼絲繩直徑為 m a x 0 . 0 9 9 1 5 0 2 3 . 8 4d C S m m? ? ? 取 mmd 6= 鋼絲繩的最小破斷拉力 0 KN? （纖維芯鋼絲繩），鋼絲繩的安全系數(shù)為0m a x1000 1 0 0 0 8 .3 4 5 .5 5 4 .51502Fn S ?? ? ? ?，滿足要求 17 取彎曲頻率系數(shù)12 ?h，卷筒的工作級(jí)別系數(shù)161 ?h，滑輪的工作級(jí)別系數(shù)181 ?， 卷筒最小直徑 mmdhhD d 96611621min ?????， 滑輪最小直徑 mmc 1081821min 設(shè)計(jì)采用齒輪連接盤式的單層卷繞單聯(lián)卷筒 取以繩槽底測(cè)量的卷筒直徑（即卷筒名義直徑） 140dD mm? ，則以鋼絲繩圈中心測(cè)量的卷筒直徑為 146mm 卷筒為標(biāo)準(zhǔn)槽形的卷筒，槽距 t=7mm，則總長(zhǎng) 2 8 10 00( 6) ( 6) 7 28 73. 14 14 6dqHL t m mD? ??? ? ? ? ? ?? 取 L=300mm，滿足要求 卷筒槽形的槽底半徑 R