雙立柱巷道式堆垛機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、摘要 IABSTRACT II第1章 緒論 11.1堆垛機(jī)簡介 11.2堆垛機(jī)的發(fā)展 11.3有軌巷道式堆垛機(jī) 11.3.1 有軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn) 11.4堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述 21.4.1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成和形式 21.4.2 堆垛機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)總述 31.5研究背景及意義 31.6研究的內(nèi)容 4第2章堆垛機(jī)門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 52.1 框架的彎矩和撓度 52.1.1 有叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩 62.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算校核 62.2.1 各部分的彎矩 72.2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力 8第3章堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 93.1 伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度 9下叉的受力分析： 93.1.2 中叉的受力

2、分析 103.1.3 上叉的設(shè)計(jì)分析 113.2貨叉各參數(shù)的選擇 123.3 貨叉內(nèi)部零件的選取與校核 123.3.1 軸承的選取校核 123.3.2 鏈輪、鏈條的選取校核 13第4章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 144.1 堆垛機(jī)走行輪的設(shè)計(jì) 144.2走行裝置的電機(jī)、減速器的選取 14第5章堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 165.1升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 165.2升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速器的選取 165.3制動(dòng)器的制動(dòng)容量的設(shè)計(jì) 16結(jié)論 錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝 錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 17摘要自動(dòng)化立體倉庫是物流中的重要組成部分，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng) 地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它

3、是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成 本有著重要意義。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(shí)到物流系統(tǒng)的改善與 合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫中最重要的起重堆垛設(shè)備， 它能 夠在自動(dòng)化立體的巷道中來回穿梭運(yùn)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(yùn)送到巷道口。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(jì)方案，文章的重 點(diǎn)放在其三個(gè)部件：升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上。首先，提出各個(gè)機(jī)構(gòu) 的總體設(shè)計(jì)方案；其次，對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的受力情況進(jìn)行了分析并計(jì)算，然后估算初取值，再進(jìn)行校核，最后確定各個(gè)實(shí)際值。關(guān)

4、鍵詞自動(dòng)化立體倉庫堆垛機(jī)AbstractAutomati on three-dime nsional storehouse is that thi ng flows importa nt compositi on part, it is to stock and take out voluntarily under not directly carrying out the condition of artificial in terve nti on the system that thi ng flows out . it is the high-tech outcome of moder

5、n in dustrial social developme nt, for raise productivity and reducti on cost have importa nt mea ning.In rece nt years, along with the un ceas ing rais ing of en terprise producti on and man ageme nt, more and more en terprises know that thi ng flows out reas on ability and the improveme nt of syst

6、em, is very important for the development of enterprise . Stacker cranes is automation three-dime nsional storehouse in most importa nt take heavy crane pile up equipme nt, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock

7、goods shelf; or opposite take out the goods tran sit in goods shelf go to tunnel mouth.This paper has discussed the focal point of desig n scheme and article of the two pillar stacker crane of uni versal use in moder n most en terprises in detail put , in thirdly parts: elevator Gou , walk orga ni z

8、ati on and fork telescop ing mecha nism desig n , desig n a kind of tape the cranes safe organization of flexible installation design scheme. first, put forward the overall design scheme of every orga ni zatio n; sec on dly, for every orga ni zati on an alyse by force con diti on calculate , then es

9、timati on beg inning take value, check nu clear, final defi nite every reality aga in worth. Keywordautomati on three-dime nsio nal storehouse stacker cranes第1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(shí)到物流系統(tǒng)的改善 與合理性對(duì)企業(yè)提高生產(chǎn)率、降低成本非常重要。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫中最重要的起 重堆垛設(shè)備。本文著重就堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步研究。1.1堆垛機(jī)簡介堆垛機(jī)是一種安裝了起重設(shè)備的有軌或無軌小車。 堆垛機(jī)

10、上裝有電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)堆垛機(jī) 移動(dòng)和托盤的升降，一旦堆垛機(jī)找到需要的貨位，就可以將零件或貨箱自動(dòng)推入或拉出貨 架，堆垛機(jī)上有檢測橫向移動(dòng)和起升高度的傳感器，辯認(rèn)貨位的位置和高度，有時(shí)還可以 閱讀貨箱內(nèi)零件的名稱以及其他有關(guān)零件信息。1.2堆垛機(jī)的發(fā)展早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車上懸掛一個(gè)門架（立柱），利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動(dòng)及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來搬運(yùn)貨物，通常稱之為橋式堆垛機(jī)。1960年左右在美國出現(xiàn)了巷道式堆垛機(jī)。這種堆垛機(jī)是在地面上的導(dǎo)軌行走，利用上部的導(dǎo)軌防止傾倒； 或者相反，在上部導(dǎo)軌上行走，利用地面導(dǎo)軌防止傾倒。其后，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自 動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展，堆垛機(jī)的應(yīng)用越來越廣

11、泛，技術(shù)性能越來越好，高度也在不斷增加， 到目前為止，堆垛機(jī)的高度可達(dá) 40m,事實(shí)上，如果不受倉庫建筑和費(fèi)用的約束，堆垛 機(jī)的高度可以不受限制。有軌巷道式堆垛機(jī)替代橋式堆垛機(jī)主力地位的原因如下：（1）與巷道堆垛機(jī)相比，自重很大，必須用比較堅(jiān)固的建筑結(jié)構(gòu)支持。（2）為使堆垛機(jī)的大梁通過，在倉庫頂部與貨架之間要有很大的空間。（3）堆垛機(jī)的通道寬度大，作業(yè)范圍要受大梁的跨度的限制。與巷道無軌堆垛機(jī)相比，有軌巷道堆垛機(jī)在結(jié)構(gòu)上有很大的不同。 它采用鋼輪在鋼軌 上運(yùn)行，而巷倒無軌堆垛機(jī)則采用輪胎，因此在輪壓不同時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的變形量； 有軌堆 垛機(jī)采用立柱，無軌堆垛機(jī)采用多級(jí)門架， 當(dāng)門架伸出時(shí)，由于門

12、架間的間隙，貨叉尖的 水平和垂直位移會(huì)隨門架升降高度的變化而變化。凡此種種因素都對(duì)巷道無軌堆垛機(jī)的貨 叉在垂直和水平方向上的定位精度產(chǎn)生影響。1.3有軌巷道式堆垛機(jī)有軌巷道式堆垛機(jī)的特點(diǎn)有軌巷道堆垛機(jī)的主要用途是在高層貨架的巷道內(nèi)來回運(yùn)行，將位于巷道口入庫臺(tái)上 的貨物存入貨位；或者將貨位內(nèi)的貨物取出送到巷道口的出庫臺(tái)上。（1）整體結(jié)構(gòu)高而窄。由于采用有軌巷道堆垛機(jī)的高架倉庫貨架很高，而巷道很 窄，堆垛機(jī)的寬度一般只與所搬運(yùn)的單元貨物的寬度相同。（2）結(jié)構(gòu)的剛度和精度要求高。堆垛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除需滿足強(qiáng)度要求外，結(jié) 構(gòu)的靜剛度，動(dòng)剛度是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。制動(dòng)時(shí)，機(jī)架頂端水平位移一般要求不超過

13、 20mm,結(jié)構(gòu)振動(dòng)衰減時(shí)間要短。載貨臺(tái)在立柱上的升降導(dǎo)軌的不垂直度一般要求不超過 3-5mm。（3）取物裝置復(fù)雜。堆垛機(jī)配備有特殊的取物裝置，常用的有伸縮貨叉，伸縮平 板和可對(duì)物料箱或特殊形狀貨物作業(yè)的機(jī)器手，工作時(shí)，能對(duì)兩側(cè)貨架作業(yè)，存取貨物。（4）堆垛機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)要同時(shí)滿足快速，平穩(wěn)和準(zhǔn)確三個(gè)方面的要求。即要求堆垛機(jī)的工作速度高，啟，制動(dòng)快，盡量縮短作業(yè)周期；還要求平穩(wěn)性好，啟，制動(dòng)要 平穩(wěn)，以防貨物單元在載貨臺(tái)上發(fā)生滑移或使裝在托盤上的貨物發(fā)生倒塌，并減少結(jié)構(gòu)的動(dòng)載荷；同時(shí)要求具有較高的停車準(zhǔn)確性，能保證載貨臺(tái)停在指定的貨位，停車的精度在 510mm。安全要求高。特別是有升降司機(jī)室

14、的堆垛機(jī)。1.4 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述1.4.1 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)的組成和形式堆垛機(jī)一般由升降機(jī)構(gòu)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)，載貨臺(tái)及取貨裝置組成。下面對(duì)本設(shè)計(jì)的雙立柱 堆垛機(jī)各機(jī)構(gòu)做出介紹。1 .運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 一般由電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，制動(dòng)器，減速器和 行走車輪組成。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在位置的不同分為地面運(yùn)行式， 上部運(yùn)行式，中間運(yùn)行式等， 本處采用地面運(yùn)行式。這種方式用四個(gè)車輪，沿設(shè)在地面的單軌運(yùn)行。堆垛機(jī)的頂部有兩 組水平輪沿固定在上橫梁的工字鋼導(dǎo)向，上橫梁用螺栓和立柱連在一起。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， 下橫梁的兩側(cè)還裝有 緩沖器，防止

15、堆垛機(jī)在巷道兩端因失控而產(chǎn)生很大的碰撞力。 如果堆垛機(jī)要走彎道，還可 對(duì)導(dǎo)向軌道做一些改進(jìn)，本設(shè)計(jì)簡化這方面的要求不考慮。2.升降機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)是使載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 一般由電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，減速器，滾筒或輪以 及柔性件組成。常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈兩種。 除一般的齒輪減速機(jī)外，由于需要 比較大的速比，因而采用蝸輪蝸桿減速機(jī)和行星減速機(jī)。起重鏈傳動(dòng)裝置多數(shù)裝在上部， 常配有平衡重塊，以減小提升功率。 為使起重機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，常使用帶制動(dòng)器的電機(jī)。 鋼 絲繩通過上橫梁兩側(cè)的定滑輪與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪聯(lián)接。垂直升降的支撐部件為立柱，立 柱為一抗扭曲的箱形結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)軌就裝在立柱的兩側(cè)，立柱上還裝有上

16、下極限位置開關(guān)等 部件。3 貨叉機(jī)構(gòu)貨叉機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，裝在堆垛機(jī)載貨臺(tái)上，可以橫向伸縮以便向 兩側(cè)貨格送入或取出貨物。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貨物的堆垛。貨叉多采用三級(jí)直線差動(dòng)式伸縮貨叉，由上叉，中叉， 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。 貨叉按結(jié)構(gòu)形式分有兩種：齒輪-齒條方式和鏈輪-鏈條方式。貨叉的伸縮原理是下叉安裝 在載貨臺(tái)上，中叉在齒輪齒條或鏈輪鏈條的驅(qū)動(dòng)下， 從下叉的重點(diǎn)向左或向右移動(dòng)約自身 長度的一半，上叉從中叉的中點(diǎn)，向左或向右伸出比自身長度一半稍長的長度。上叉由兩 根

17、滾子鏈或鋼絲繩驅(qū)動(dòng)，鏈條或鋼絲繩的一端固定在下叉或載貨臺(tái)上， 而另一端固定在上 叉上。142 堆垛機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)總述本巷道堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)由控制器（此處選用PLC可編程序控制器）、通訊接口（此 處選用總線）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（此處選用變頻器+異步電動(dòng)機(jī)）、傳感檢測系統(tǒng)（此處選用光電 開關(guān)）、速度位置控制系統(tǒng)（此處選用旋轉(zhuǎn)編碼器連高速計(jì)數(shù)器）、控制軟件（此處即根據(jù) 選用的PLC廠家提供的編程語言編輯）構(gòu)成。其中位置檢測與控制系統(tǒng)是堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中解決停位問題的關(guān)鍵部分（由于停位的不準(zhǔn)確而引起的反復(fù)起停以及過早減速而無法充分利用最高速運(yùn)動(dòng)都使堆垛機(jī)的利 用效率降低，直接影響自動(dòng)化立體倉庫的工作效率

18、，而效率問題就是現(xiàn)代物流取勝的關(guān) 鍵），在控制方式上，根據(jù)控制要求，對(duì)各機(jī)構(gòu)采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)堆垛機(jī)高速、 高精度定位控制。閉環(huán)反饋的傳感檢測設(shè)備不采用傳統(tǒng)的光電認(rèn)址檢測設(shè)備，而采用先進(jìn)的高精度檢測設(shè)備：旋轉(zhuǎn)編碼器。為了能對(duì)速度進(jìn)行無級(jí)控制，采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速控 制技術(shù)。1.5研究背景及意義自動(dòng)化立體倉庫是物流中的重要組成部分，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自 動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低 成本有著重要意義。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(shí)到物 流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。 堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫

19、中最重要的起重 堆垛設(shè)備，它能夠在自動(dòng)化立體的巷道中來回穿梭運(yùn)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(yùn)送到巷道口。世界主要工業(yè)國家都把著眼點(diǎn)放在開發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高新技術(shù)上，更加 注重實(shí)用性和安全性。在堆垛機(jī)方面，我們應(yīng)當(dāng)看到和世界發(fā)達(dá)國家的差距，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)， 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(jī)。相信，通過我們的不斷努力，必能設(shè)計(jì)出高速、安全、可靠性能高的堆垛機(jī)，為增強(qiáng) 我國綜合國力，為我國填補(bǔ)一分科技空白。1.6研究的內(nèi)容在堆垛機(jī)設(shè)計(jì)中將做以下工作：(1) 堆垛機(jī)的門架的設(shè)計(jì)計(jì)算；(2) 堆垛機(jī)的貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；(3) 堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的

20、設(shè)計(jì)計(jì)算；(4) 堆垛機(jī)的升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；(5) 堆垛機(jī)的安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。第2章 堆垛機(jī)門架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算門架是堆垛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)物，有單柱式和矩形框架式。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。 不論哪種型式都帶有伸縮貨叉和人工 駕駛室（有時(shí)也沒有）的貨合。升降臺(tái)沿立柱升降，同時(shí)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(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)的翻轉(zhuǎn)彎矩。在門架上安裝有卷揚(yáng)、走行等機(jī)械裝置，以及配置有電氣控制開關(guān)、控制裝置、配線 等。下部支承式的集中放在門架下部。由于走行起動(dòng)、停止及加減速時(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

21、的振動(dòng)較大。 同樣，在通道的直角方向，立柱由于貨叉作業(yè)時(shí)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。柱端振動(dòng)：和貨叉前端的撓度 一超過極限，就成為堆垛機(jī)自動(dòng)定位的障礙，所以門架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和撓度小的適當(dāng) 剛度。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選取雙立柱下部支承式門架進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。2.1框架的彎矩和撓度堆垛機(jī)的矩形門架是超靜定結(jié)構(gòu)。這里按角變位移法解如下：堆垛機(jī)門架的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：Q1 上梁及附件重量Q2 貨臺(tái)、貨物、附件及搭乘人員的總重量Q3 電氣控制盤的重量Q4 卷揚(yáng)裝置的重量q柱的單位長度的平均重量作用在門架上的慣性力：出=（'/g）Qi及qh/g（一減速度，g =9.8米/秒 2）

22、hth4 下梁中心線分別到Q1 Q4的中心高度l 立柱的中心距I廠立柱AB、DC的斷面慣性距二一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(xiàng)。K1= I 1/ h立柱的剛度 K=I/l 上下梁的剛度n=K/K“一剛度比M彎距作出作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解：1BC土1 一1jh2h11 ! ir -nh _十_-1訊h3DBH1h11L1inH4h41II1iD圖2-12.1.1 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。但是, 此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會(huì)在貨叉伸出的情況下走

23、行， 所以可以認(rèn)為最大彎矩 為M1和M 2合成的彎矩。2.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算校核h1h1D aD圖2-2上下梁（槽鋼360*320*16 ,1=8360厘米4）柱（400*13矩形鋼管44角鋼，1=19014厘米4）l=3m h1=20m h2 =18mh3=2mh4 =1ma=0.5mQ1=350kg Q 2 =2300kg Q 3 =400kg Q 4 =400kgq=0.85kg/cm: /g=0.1Hi =0.1Qi堆垛機(jī)總重量（自重+載重）=8000kg載重增加25%作為試驗(yàn)載荷，為1500*（ 1+25%） =1875kg關(guān)于載荷的補(bǔ)加系數(shù)，查閱資料對(duì)堆垛機(jī)的沖擊系數(shù)- =1.4,作業(yè)

24、系數(shù)M*=1.1,校核合格。2.2.1 各部分的彎矩n=K/K 1=Ih 1/I1l=2.73固端彎矩：CAB=24.9Nm CBA =28.6 NmC CD =57.4 Nm C DC = 34.5 NmR=R' +R" =0.0018+0.00075=0.00255走行停止時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的立柱上端的線變位：=1780 0.00255=4.54cm(注：值容許范圍一般在2.5 5cm,符合要求) 由水平載荷產(chǎn)生的各部分的彎矩：MAD1=M* ( M'ad+M"ad)=1.1( 186.5+76.5)=289.4 NmM BC1= M*(M ' BC +

25、M " BC )=1.1 (170.7+73.4)=266.1 NmMcb1 = M*(M ' cb+M "cb )=1.1 (178.2+73.4)=276.8 NmMDA1 = M*(M ' da+M " DA)=1.1 (176.2+75)=276.3 Nm由走行輪的反力產(chǎn)生的各部分的彎矩：V=M* (8000-2300-2300)/2=4906kg固端彎矩:C=4906 45=220. 8Nm因此:M AB2 = 87.4 Nm M BA2 =28.2 Nm M DA2 =133.4 Nm 最大彎矩:M ab= -289.4+87.4= -

26、201 NmMba = -266.1+28.2= -237.9 NmMbc =266.1-28.2=237.9 NmM CB =276.8+28.2=305.0 NmMCD = -276.8-28.2= -305.0 NmMdc = -276.3-87.4= -363.7 NmM DA =276.3+133.4=409.7 NmM ad =289.4-133.4=156.0 Nm2.2.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力上下梁的斷面系數(shù)Z=498 cm3,柱的斷面系數(shù)Z,=789cm3則：匚 ab= -2560N/cm22ba = -3010N/cm二 BC =4780 N/cm2-cb =613 N/cm

27、22 cd = -3870 N/cm2二 DC = -4610 N/cm2 AC =2870 N/cm2 DA =8230 N/cm隨著堆垛機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這些應(yīng)力交變出現(xiàn)，在下梁A和D點(diǎn)產(chǎn)生最大應(yīng)力振幅.如用應(yīng)力比法，則K= -2870/8230= -0.35,按切口分類為 a可查出疲勞許用應(yīng)力為12500N/cm2.故能滿足上述彎曲應(yīng)力條件.第3章堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)貨叉是堆垛機(jī)中最主要的部分，所設(shè)計(jì)的貨叉，是三節(jié)伸縮式貨叉，即由上叉、中叉、 下叉以及導(dǎo)向滾子等構(gòu)成的貨叉.它主要由電機(jī)、減速器、鏈輪、鏈條、下叉、中叉、上 叉、等組成如圖所示.3.1伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度圖3-1所設(shè)計(jì)的貨叉是

28、指貨叉插入貨架中的部分，應(yīng)以厚度盡量薄，同時(shí)叉前端的擾度控制在 最小，作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，貨叉各參數(shù)如下：W：載荷、Il ,1,2丨3：分別為下叉 中叉上叉 的重力方向的慣性矩、E:材料的縱彈性系數(shù)下叉的受力分析:如圖a假設(shè)打?yàn)椴蛔冃尾糠值拈L度1：1Fabix1l 1l 2圖3-2P1=W l2/b ,amx < l0時(shí)的彎矩為M= Plbx- Pi(x-a) l03.1.2中叉的受力分析1二;,rJ11l -b因載荷W的作用間產(chǎn)生反力 Pi,P 2,設(shè)點(diǎn)的設(shè)點(diǎn)的傾角為i2，擾度為2M= P 1 x=Wl2xbd2、：dx2Wl2xEI2 Ebbi= 一dxWl2x22EI?b+i3WI2X

29、-+ i 0X+ ' 06EI2b因 x=b 時(shí),、=0,0 =0(6)Wl2b-6EI2 -x=b時(shí)的傾斜角i2Wl2b3EI2l2 = -Wl2b l23EI2由這些反力作用在叉子前端產(chǎn)生的擾度為；'3和 J ,則M= - P 3(x-d)+ P 4xP3= -WdP4wdE7dx133云 P4X- P3(x-d)在 X=l 1 時(shí)、：3 =W32W (e+d) l13-e(l1-d)26EI 2d其次i4 =x M , Wdx=- -)EI2 2EI2d2 2_e(x - d)(e d)x 當(dāng) x=l 1 時(shí),i4 =W2EI 2d-e(l i-d)2+(e+d)l ；所

30、以、；4= i4 (I3-I1)3.1.3前叉的設(shè)計(jì)分析載荷W在d區(qū)間產(chǎn)生的反力有P3, P4，在E點(diǎn)的傾斜角為i 5， 擾度為；-5,受力分析如下：圖3-3則M=eWx2d 6 二 m = eWx dx2 EI3 EI3d.d、 i=- dxeWx2.+i 02EI3deWx3.+i 0X+06Elsd(8)當(dāng) x=d 時(shí)，"00=0上=證（9）將（9）代入（7），當(dāng)x=d時(shí)eWdi6= -6EI35=-嘗仏八）3EI3因此，設(shè)載貨臺(tái)和立柱為剛性時(shí)，伸縮貨叉工作的總擾度為'、-、訂 +、：2 + 心4 + -5(注)當(dāng)托盤貨架進(jìn)深為120厘米時(shí)，' 值應(yīng)控制在101

31、5毫米。3.2貨叉各參數(shù)的選擇a=65cm b=40cm c=20cm d=40cm e=15cmlo=1OOcm 11 =60cm12 =75cm l3=120cm結(jié)合上節(jié)導(dǎo)出的公式故可取上叉、下叉、中叉長為：L1 = l0 =2 5=120cm L2 =b+c+d +2 5=120cmL3= 13-c+ 2 5=120cm上叉為板狀，厚度取10cm,其余數(shù)據(jù)見裝配圖上標(biāo)注。因各數(shù)據(jù)取值都較大，故能滿足條 件。3.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核3.3.1 軸承的選取校核設(shè)計(jì)選取貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的工作速度為10m/mi n則每個(gè)軸承所承受的壓力為 F=1500 10/4=3750N轉(zhuǎn)速為 n=1000

32、0r/二 d (r/min),取 C=110d min =C3 P =1103 3750 10 3.14 d.n. 1000 10000 60二 dmin=16.2mm取 d=20mm,則 n=10000/20二=159.2r/min 查表7-2-52,選擇深溝球軸承，代號(hào)為 6404其基本參數(shù)為：d=20mm D=72mm B=19mmcr=31.0KNcor=15.2KN徑向載荷 Fr=1500 10/4=3750N軸向載荷 Fa = 0NFa/ F r =0<e=0.26查表得x=1y=0:、Pr =x F r+y F a = F r =3750N又查表得：f d =1.1 fT

33、=1fn =0.485 f h =2.29 fm =1C=pr = l0.486 13750=19.4KN<31.0KN=軸承的額定靜載荷 Por =0.6 F r +0.5 F a =2250<3750N因 Por< Fr 故取 Por = Fr=3.75KN<15.2KN 滿足6 6軸承的壽命 L h = ! (JC )3 =1 ( 1 2.02 )3 =22446h60n fp P 60n 1.5 匯 0.225因L h >>h =6000h故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。3.3.2 鏈輪、鏈條的選取校核設(shè)軸徑 d=80mm，鏈傳動(dòng)比 i=1，鏈速

34、 n=V 60 1000/二d =159.2r/minP=0.1 1500 10 10/60 = 250w1. 選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z=242. 定鏈的節(jié)距取Ka=1.0，齒數(shù)系數(shù)Kz = 0.87，多排鏈系數(shù)Kp=1.0所需傳遞功率為 KaKzP/ Kp -1 0.87 0.25/1.0 =0.22KW由此，可選取滿足條件的10A鏈，P=12.7mm3. 定鏈長、中心距初定中心距a=40p，則鏈節(jié)數(shù)Lp 二込.衛(wèi)(/)2=101 節(jié)p2 a。2-鏈長 L=L pP/1000=101 12.7/1000=1.28m中心距Pr/ IZ1* Z2、亠 b IZ1+ Z2 2Z2z12，-noa=

35、：(Lp-)+/Lp ；)一8() =508mm42,22 二中心距調(diào)整量二2 p =2 12.7 = 25.4mm實(shí)際中心距 a = a - a = 508 - 25.4 = 483mm4. 求作用在軸上的力工作拉力 F=1000P/V=1500N作用在軸上的壓力 Fq=1.2F=1800N軸徑 dmin -C3 P/n =1103 2.5/159.2 =13mm取d=16mm 取輪徑D=80mm計(jì)算結(jié)果總匯：中叉與下叉之間用鏈條10A-1*200節(jié)，中叉與上叉之間的傳動(dòng)用板式鏈LH0823*200<節(jié)>第4章堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算首先，堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)型式設(shè)計(jì)成“下部支承下部驅(qū)動(dòng)

36、型”，該型式的走行裝置安裝在 下梁上，通過減速裝置驅(qū)動(dòng)走行輪，走行輪支承堆垛機(jī)的全部重量，在單軌上走行。4.1堆垛機(jī)走行輪的設(shè)計(jì)走行輪有主動(dòng)輪與從動(dòng)輪各1個(gè)，由于堆垛機(jī)在操作貨叉時(shí)的反作用力會(huì)對(duì)走行輪產(chǎn) 生側(cè)壓，為了防止走行輪由于側(cè)壓脫軌與走行中的爬行現(xiàn)象，需安裝側(cè)面導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)輪的末端齒輪采用輪軸直接連接的驅(qū)動(dòng)方式。走行輪的允許載重量等各參數(shù)間有下列關(guān)系式：''240k2P =KD （ B-2r）（ kg） 且 K=（ kg/cm2）240+v式中，P'允許載重量（kg）D'車輪的踏面直徑（cm）B鋼軌寬（cm）r鋼軌頭部的圓角半徑（cm）K許用應(yīng)力系數(shù)（kg/c

37、m2） v走行速度（m/min） k許用應(yīng)力（球墨鑄鐵的許用應(yīng)力為 50）（ kg/cm2）首先確定 B=6.4cm， r=0.2cm, k=50 kg/cm2, v=90m/minK=240k240 v=240 漢 50=24090=36.4( kg/cm2)P =(Qi Q2Q3 Q4 2qlQ1 )/4=（350+2300+400+400+0.85 2000 2+350）/4=7200/4=1800kg則代入上式可得：D'=8.2cm，則車輪的軸徑為dmin = C3P/n =11.2mm取d =50mm,車輪直徑可適當(dāng)取大為D=100mm 則走行輪的轉(zhuǎn)速為 n=90 1000/

38、二100=287r/min軸上的軸承選取型號(hào)為 61810,基本尺寸為：d=50mm, D=65mm, B=7mm.4.2走行裝置的電機(jī)、減速器的選取走行裝置在額定速度下必需的功率為：d1其中，Wr =Q(L f)-2r式中，Wr 走行阻力d走行輪軸的直徑J 摩擦系數(shù)f滾動(dòng)摩擦系數(shù)Q堆垛機(jī)的總重量由此，求得P=7200 (0.3 50/20.1) 90/50= 17.88KW6120 0.9則可選取電機(jī)型號(hào)為 丫200L1-2，轉(zhuǎn)速為1400r/min,額定功率為30KW效率為 90% 且30x：90%=2717.88KW，可選安裝型式選取 B3,國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)座號(hào)為200L55。 為此，減速器的

39、傳動(dòng)比為i=18.6，則可選取減速器標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為 WUD30DD-B14.1 ZBA 90B4B020第5章堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算升降機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩卷筒裝置結(jié)構(gòu)，用鋼絲繩作柔性件，質(zhì)量輕，工作安全，噪聲小， 其傳動(dòng)裝置一般裝在下部。卷筒為帶溝的圓筒，鋼絲繩在溝內(nèi)纏繞的方向與纏入溝內(nèi)的鋼 絲繩方向之間的角度不超過4度。升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈：電機(jī)-聯(lián)軸器-減速器-卷筒-鋼絲繩-貨臺(tái)。5.1升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算定滑輪的軸徑與輪徑的設(shè)計(jì)計(jì)算：則對(duì)定滑輪 n=1000 20/3.14d,p=(1500+2300) 10/4=9500N則 dmin =cVP/ n = 28.9 mm選取滑輪的軸徑d=50mm,輪徑Di=280mm則滑輪的轉(zhuǎn)速n