【正文】 0 第五章 堆垛機升降機構(gòu)的設(shè)計計算 ................................................................................................31 升降機構(gòu)零部件的設(shè)計計算 ...................................................................................................... 31 升降機構(gòu)的卷揚機的選取 .......................................................................................................... 31 結(jié) 論 ...............................................................................................................................................33 致 謝 ......................................................................................................................................34 參考文獻 ........................................................................................................................................................35 附錄 .................................................................................................................................................................36 3 第一章 緒 論 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)提高生產(chǎn)率、降低成本非常重要。本文著重就堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行初步研究。它是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。堆垛機是自動化立體倉庫中最重要的起重堆垛設(shè)備，它能夠在自動化立體的巷道中來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口。在堆垛機方面，我們應(yīng)當(dāng)看到和世界發(fā)達國家的差距，總結(jié)經(jīng)驗，找出不足，打破傳統(tǒng)思路，推出新的外形和更高性能的堆垛機。 研究的內(nèi)容 在堆垛機設(shè)計中將做以下工作： （ 1） 堆垛機的門架的設(shè)計計算； （ 2） 堆垛機的貨叉伸縮機構(gòu)的設(shè)計計算 ； 4 （ 3） 堆垛機的行走機構(gòu)的設(shè)計計算； （ 4） 堆垛機的升降機構(gòu)的設(shè)計計算； 堆垛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計概述 堆垛機結(jié)構(gòu)的組成和形式 堆垛機結(jié)構(gòu)主要有三個機構(gòu)組成： （ 1） 升降機構(gòu)有 卷揚機和 鋼絲繩 組成。在其頂部設(shè)置導(dǎo)向輪沿固定在貨架上弦的導(dǎo)軌導(dǎo)行 。行走機構(gòu)的工作速度依據(jù)巷道長度和物料出入庫頻率而定，正常工作速度控制在 50~100m/min，最高可達到 240m/min,設(shè)計時選取 100m/min. （ 3） 貨叉伸縮機構(gòu)是堆垛機的取放物料裝置，它有前叉、中間叉、固定叉、驅(qū)動齒輪等組成。 2） 金屬結(jié)構(gòu)件除應(yīng)滿足強度和剛度要求外，還要有較高的制造和安裝精度。 4） 各電氣傳動機構(gòu)應(yīng)同時滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確。堆垛機工作時， 6 將受到載貨臺、貨物的鉛垂作用，行走、制動和加減速的水平慣性力作用以及起吊時的沖擊載荷作用；某些特殊環(huán)境下，還要受到風(fēng)力的作用。因次，堆垛機所受的是交替變化的載荷。 在此，就堆垛機所受載荷簡化 的基本方法作一說明?？紤]到貨物正常起吊時的動載沖擊作用，則設(shè)計起重重量 PL=f即 SH = ? SL 式中， ? 稱為動載荷系數(shù)，由于加速度的不確定性，一般用額定速度 v 來確定。 A 堆垛機工作時，風(fēng)壓力 q= h 非工作狀態(tài)，風(fēng)壓力 q= 4 h 式中， h 為吊具高度，單位mm 4)起吊沖擊載荷 SR 7 在正常情況下，起吊貨物的加速度可能很大，這時的沖擊載荷很大，設(shè)計時應(yīng)另 行考慮。 （ SG +f （ SG +f按支承方式，又可分為安裝在貨架上的上部支承式和安裝在地面上的下部支承式。升降臺沿立柱升降，同時靠地上和頂上的導(dǎo)軌保持走行穩(wěn)定和支持貨叉伸出進行裝卸作業(yè)時的翻轉(zhuǎn)彎矩。下部支承式的集中放在門架下部。同樣，在通道的直角方向，立柱由于貨叉作業(yè)時的彎矩作用而發(fā)生彎曲，使伸長著的伸縮叉的前端的撓度增大。 本次畢業(yè)設(shè)計選取雙立柱下部支承式門架進行結(jié)構(gòu)計算。這里按角變位移法解如下： 堆垛機門架的設(shè)計計算參數(shù)： Q1 — 上梁及附 件重量 Q2 — 貨臺、貨物、附件及搭乘人員 (本設(shè)計沒有人工駕駛室，所以此重量不計入 )的總重量 Q3 — 電氣控制盤的重量 Q4 — 卷揚裝置的重量 Q5 — 上橫梁的重量 10 Q6— — 下橫梁的重量 Q7— 立柱的總重量 q— 柱的單位長度的平均重量 作用在門架上的慣性力： Hi =（ ? /g） Qi 及 qh1 ? /g (? :減速度， g = 米 /秒 2 ) h1~h4 — 下梁中心線分別到 Q1 ~ Q4 的中心高度 l— 立柱的中心距 I1— 立柱 AB、 DC 的斷面慣性距 ? — 上梁與下梁端部的偏轉(zhuǎn)角 R— 因構(gòu)件兩端變位產(chǎn)生的彎距 E： 縱彈性模量 C— 由構(gòu)件的中間載荷在杠端產(chǎn)生的彎距，稱為載荷項。 AB =2EK1 （ 2 A‘? +? 39。 ） M39。 B +? 39。 ） M39。 B +? 39。 CB =2EK1 （ 2? 39。 B ） M39。 C +? 39。 ） +CCD M39。 D +? 39。 ） CDC M39。 D ） M39。 D + A‘? ） 其中載荷項： CCD =（ 1/h2 1 ） [H2 h2 2 (h1 h2 )2 +H3 h3 ( h1 h3 )2 ]+q h2 1 ? /12g C DC =（ 1/h2 1 ） [H2 h2 2 (h1 h2 )2 +H3 h3 2 ( h1 h3 )]+q h2 1 ? /12g 12 有節(jié)點的彎距平衡方程式： M39。 BC =0 M39。 AD =0 M39。 CD =0 M39。 DC =0 由隔離體靜力平衡方程式： M 39。 BA + M 39。 DC +H 1 h 1 +H 2 h 2 + H 3 h 3 + q h2 1 ? /2g=0 A‘? +? 39。 C +? 39。 +（ n/6EK） (C DC CCD H1 h1 H2 h2 H3 h3 q h2 1 ? /2g) 有上面各式，可先求出 A‘? 、 ? 39。 C 、 ? 39。 再帶入可求出 上下梁內(nèi)力 — M39。 AD 、 M39。 CB ； 、 立柱內(nèi) 力 — M39。 AD 、 M39。 BC M39。 CB 、 M39。 DA 圖 2 列出角變位移方程式： M AB =2EK1 （ 2? A +? B 3R ） CAB M BA =2EK1 （ 2? B +? A 3R ） +CBA M BC =2EK(2? B +? C ) M CB =2EK(2? C +? B ) M CD =2EK1 （ 2? C +? D 3R ） M DC =2EK1 （ 2? D +? C 3R ） 13 M AD =2EK(2? A +? D ) M DA =2EK(2? D +? A ) 固端彎距（載荷項） C AB =（ 1/h2 1 ） H4 h4 (h1 h4 )2 + q h2 1 ? /12g CBA =（ 1/h2 1 ） H4 h4 2 (h1 h4 )+ q h2 1 ? /12g CCD =CDC =CBC =CCB =CAD =CDA 有節(jié)點的彎距平衡方程式： M AB + M AD =0 M BA + M BC =0 M CB +M CD =0 M DC + M DA =0 有隔離體靜力平衡方程式： M AB + M BA +M CD + M DC + H4 h4 +q h2 1 ? /2g ? A + ? B + ? C + ? D =4R +(n/6EK)( C AB C BA H 4 h 4 q h2 1 ? /2g)=0 解上面各式，可先求出 ? A 、 ? B 、 ? C 、 ? D 、 R 。 AB + M AB M 1BC = M39。 CD + M CD M 1DA = M39。 +? =h1 (R39。 有叉 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。 設(shè)計數(shù)據(jù)計算校核 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計數(shù)據(jù)如下： 上下 梁 為焊接件，具體尺寸見圖 立 柱（ 等邊 角鋼， I=361.,67 厘米 4 ） l= h1 =20m h2 =18m h3 =2m h4 =1m a= Q1 =200kg Q2 =700kg Q3 =150kg Q4 =250kg 16 q=? /g= Hi = 堆垛機總重量（自重 +載重） =1300kg 載重增加 25%作為試驗載荷，為 300*（ 1+25%） =375kg 根據(jù) 的討論，關(guān)于載荷的補加系數(shù)，對堆垛機的沖擊系數(shù) f=，作業(yè)系數(shù) M*=。 各部分的彎矩 n=K/K1 =Ih1 /I1 l= 20xx24 ??? 固端彎矩： C AB = CBA = Nm CCD = Nm CDC = Nm R=R39。 AD +M AD ） =? （ +） = Nm M 1BC = M*(M39。 CB +M CB )=? (+)= Nm M 1DA = M*(M39。