【終稿全套】立體倉庫巷道式雙立柱堆垛機設計【含7張CAD圖紙+文檔】

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伴隨著科學技術的快速發(fā)展、土地資源的日趨緊張、人力資源成本的逐漸升漲，越來越多的企業(yè)，將生產(chǎn)制造及物流配送系統(tǒng)的自動化作為重點投資的領域，以此來達到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。因此，隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高和物流業(yè)的速度發(fā)展，自動化立體倉庫技術得到迅速推廣，其技術水平和倉儲機械設備的動態(tài)性能也在不斷提高。自動化立體倉庫作為一個集機械、電控、軟件于一體的集成系統(tǒng)，越來越受到各類企業(yè)的青睞，廣泛應用于加工制造、煙草、醫(yī)藥、食品、物流配送等行業(yè)。因此，針對不同企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，合理規(guī)劃自動化立體倉庫的布局，設計自動化立體倉庫的關鍵設備對于發(fā)揮立體倉庫的綜合效益具有重要的現(xiàn)實意義。應運而生的堆垛機是倉儲機械設備最重要的搬運設備，代表著自動化立體倉庫的技術水平，其運行效率直接決定著自動化立體倉庫的工作效益。 物流(Logistics)是物資實體(物資及其載體)的物理流動過程,即物資場所(位置)的轉(zhuǎn)移及時間的占用1從第三代自動化物流起，廣泛采用現(xiàn)代化的物流設備，自動化立體倉庫也隨之發(fā)展起來，并迅速成為最典型的現(xiàn)代化物流設備，繼而成為現(xiàn)代化物流系統(tǒng)的核心組成部分。巷道堆垛機是隨著立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機，通常簡稱為堆垛機2因其具有較高收發(fā)效率，較低的儲運費用，縮減占地面積以及減少人力資源投入等優(yōu)點，所以作為貨物存取設備，很快在自動化立體倉庫中得到廣泛應用。11國內(nèi)外巷道堆垛機的技術現(xiàn)狀 堆垛機技術是伴隨著自動化倉儲技術慢慢發(fā)展起來的。最近幾年國內(nèi)的自動倉儲技術得到了快速發(fā)展，堆垛機也在行走速度、定位精度和減噪等技術指標上有了很大的改進，并在機械制造、汽車、紡織、鐵路、煙草等行業(yè)得到了廣泛應用。但是跟國外比較，我國堆垛機存在最低存取貨物高度比較高，高速運行時噪音比較大，而且穩(wěn)定性差等問題，所以我國堆垛機在綜合性能方面還亟待改善3 隨著我國物流總量持續(xù)上升，自動化立體倉庫規(guī)模的擴大與快速響應客戶要求的提出，堆垛機要在極短的時間內(nèi)完成揀選、配送等任務，必須不斷地提高堆垛機的響應力、 縮短堆垛機的運行周期和要求更高的整體性能，以提高整個倉儲效率滿足其要求。隨著物流倉儲技術的快速發(fā)展，物流倉儲的高效率性對堆垛機的存取速度提出了更高的要求，研制運行平穩(wěn)可靠、認址準確、起動制動靈敏、運行振動小、噪音小等綜合性能高的堆垛機成為今后的主要發(fā)展方向412堆垛機運行方式選擇堆垛機按照運行方式可分為無軌巷道式和有軌巷道式2 。無軌堆垛機適用于作業(yè)次數(shù)不太頻繁、作業(yè)高度不太大的倉庫，特別是在普通倉庫改造成中、低層貨架的倉庫時，尤為適用。與無軌巷道式堆垛機相比，有軌巷道式堆垛機在結構上有很大不一樣：它采用鋼輪在軌道上運行，使其能沿著倉庫巷道內(nèi)設置好的地軌水平運行，作業(yè)高度視立體倉庫的高度而定。本文選擇設計有軌巷道式堆垛機。13 堆垛機結構形式選擇巷道式堆垛機按結構可分為單立柱型和雙立柱型5 。單立柱堆垛機的機架結構由一根立柱、上橫梁和下橫梁組成，或僅由一根立柱和下橫梁組成，整機重量較輕，制造工時和材料消耗少，適用于起重量 2t 以下、起升高度在 16m 以下的倉庫。雙立柱堆垛機的機架結構由兩根立柱和上、下橫梁組成一個矩形框架，結構的剛度和強度較好，質(zhì)量比單立柱大，適用于各種起升高度的倉庫，起重量一般可達 5t，必要時還能更大 , 可用于高速運行。本文以雙立柱堆垛機為設計對象。雙立柱機構的堆垛機的機架由兩根立柱和上橫梁，下橫梁組成一個長方形框架。立柱形式有方管和圓管。雙立柱堆垛機的最大優(yōu)點就是強度和剛度都比較好，并且運行平穩(wěn)。一般對于起升高度較高，起重量較大和水平運行速度較高的立體倉庫堆垛機，都采用雙立柱的結構。雙立柱堆垛機的起升機構一般都采用鋼絲繩傳動，有電機減速機驅(qū)動卷筒）轉(zhuǎn)動，通過鋼絲繩牽引載貨臺沿立柱作升降運動。如圖1為巷道式堆垛機圖1巷道式堆垛機14工作流程 堆垛機在接收到控制計算機發(fā)來的作業(yè)指令之后，由初始位置進入到巷道內(nèi)，于此同時載貨臺也沿立柱導軌垂直運動，水平位置和垂直位置基本到達指定貨位后，進行對位校準，貨叉叉取貨物，并將其托至載貨臺上，堆垛機由指定存取位置返回巷道口，貨叉運行將貨物放置到輸送機上。 堆垛機只有兩種作業(yè)任務：出庫作業(yè)任務和入庫作業(yè)任務。作業(yè)指令的接收方式隨控制方式的不同而不同。在聯(lián)機自動控制方式下，作業(yè)任務指令由控制計算機發(fā)出；在單機自動控制方式下，作業(yè)任務指令有操作人員通過觸摸屏進行設置； 入庫操作主要流程為：貨物通過輸送機運送到該巷道口之后，在初始位置待命的堆垛機將貨物叉取到載貨臺上；在巷道內(nèi)運行過程中水平運動和垂直運動同時進行使載貨臺到達指定貨位并校位停準；貨叉運行將貨物叉放到貨架上，完成入庫操作之后，堆垛機運行到巷道口指定位置等待下次作業(yè)任務。 出庫操作主要流程為：堆垛機在接收到指令后，有初始位置運行到指定的貨位校位停準之后，進行叉取操作，之后在巷道內(nèi)水平和垂直方向同時運動，到巷道口之后校位停準，將貨物叉放到輸送機之上，隨后堆垛機轉(zhuǎn)入下個指令的執(zhí)行當中，巷道口的輸送機將貨物輸送到出庫口；15各個機構介紹 （1）水平行走機構是堆垛機的三大組成部分之一，主要由減速電機、行走輪組、導向輪及緩沖器等組成6。其基本功能是減速電機驅(qū)動行走輪組，在軌道上運動，從而完成堆垛機沿巷道水平方向上的行走運動。導向輪固定在下橫梁上起導向作用，使堆垛機水平運行時沿著軌道行走不跑偏。緩沖器用來吸收能量的，當堆垛機運行到巷道兩端時可減輕碰撞7。 行走機構結構簡圖2 如下：1-減速電機 2-傳動齒輪 3-箱座 4-主動軸 5-車輪 6-底盤 7-電機支架 8-車輪從動軸 圖2 水平行走機構結構簡圖（2）堆垛機垂直提升機構由提升傳動系統(tǒng)、提升導向裝置、載車臺、提升鋼架、防墜安全裝置等幾部分組成。堆垛機垂直提升的實現(xiàn)方式主要有：液壓提升系統(tǒng)和機械提升系統(tǒng)兩種類型。機械提升系統(tǒng)又可細分為鋼絲繩提升和鏈條提升兩種類型。機械提升系統(tǒng)與液壓提升系統(tǒng)的性能特性分析對比如表 1 所示8： 表1 機械提升與液壓提升性能分析對比表根據(jù)表中各提升方式特點的對比，并結合所收集的資料可看出：液壓系統(tǒng)的控制部分原理復雜，要求高。鋼絲繩提升系統(tǒng)的精度低，但裝置簡單成本低，對于大型立體倉庫，足以滿足立體車庫堆垛機對平層精度的要求9 （3）堆垛機貨叉采用3級直線差動機構，這種結構形式的貨叉由動力驅(qū)動和上、中、低3叉以及導向部分構成，低叉固定在載貨臺上，中叉可在齒輪齒條的驅(qū)動下，相對于低叉向兩側伸出一定距離，上叉在安裝于中叉上的增速機構的帶動下相對中叉向外伸出更長的距離，實現(xiàn)向貨位內(nèi)存取貨物。同時三層貨叉相對運動時，采用了滾輪與滾道的純滾動摩擦，最大限度地減少了工作摩擦阻力10 下圖3為當堆垛機的貨叉上叉運行到最大距離時，各插板的支撐結構簡圖，其中低叉固定在載貨臺上，中叉運行到貨叉行程的1/3距離，此時有2個導向輪支撐，上叉相對于中叉運行貨叉行程的2/3，剛好也有2個導向輪支撐，與中叉相連11 1低叉2中叉3上叉圖3 叉板之間的支撐結構 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑：本課題要解決的問題：本課題要求設計一個雙立柱堆垛機，最大載重200kg，起升高度20m；要求確定總體方案，完成總體設計和裝配圖，以及各部分結構設計和零件圖，最后進行必要的參數(shù)校核?？偡桨冈O計：圖4堆垛機框架本項目所用堆垛機有如下幾部分構成：金屬架構、行走輪箱、垂直起升機構、載貨臺及貨叉機構等組成。能實現(xiàn)三個自由度運動功能，即堆垛機沿巷道水平運動、載貨臺垂直運動、存取貨機構沿貨倉方向雙向伸縮 1. 水平運行機構動力傳動 堆垛機的水平行走機構由電動機、傳動機構、同步機構、行走車輪、導軌、導向輪和堆垛機底盤等部件組成。驅(qū)動動力由驅(qū)動電機輸出，經(jīng)過減速器的減速，降低了輸入動力的轉(zhuǎn)速后，通過齒輪副，將動力傳入堆垛機的主動軸，帶動行走車輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)水平行走運動。2. 垂直機構動力傳動 本項目中起升機構選用鋼絲繩，整個起升機構就是一個最為簡單的卷揚機。起升電機及卷筒用螺栓連接在堆垛機立柱背部的支座上，和上橫梁導輪保持平行一致。驅(qū)動動力由驅(qū)動電機輸出，通過鋼絲繩帶動載貨臺沿立柱的導軌上下移動。 3. 貨叉機構動力傳動 圖4貨叉機構，下叉1側面裝有軸承4并固定在載貨臺的臺架上，中叉2的下板與工字行導軌相連，上叉3的頂板與立板相連，在立板上裝有軸承4。貨叉由減速電機9通過鏈條帶動上叉3沿著中叉2中的工字行導軌運行。中叉在齒輪，齒條的驅(qū)動下從中叉的中點向前或向后移動大約自身長度的一半；上叉可從中叉的中點，通過鏈輪，鏈條的驅(qū)動下向前或向后伸出比自身稍長的長度。 1下叉 2中叉3上叉4軸承5齒輪7鏈輪8聯(lián)軸器9減速電機圖4 貨叉結構 參考文獻1 中華人民共和國國家標準 GB/T18354-2001 物流術語(下).2 陳軍. 物流自動化設備M. 徐州: 中國礦業(yè)大學出版社,2009.3 金琦淳,胡元,崔吉.自動化立體倉庫中堆垛機的設計J.制造業(yè)自動化 2012,34(4):116-118 4 聶新年.巷道堆垛機控制系統(tǒng)的設計.J.裝備制造技術,2010,(5):64-65.5 肖生苓. 現(xiàn)代物流裝備M. 北京: 科學出版社, 2009. 6 D. Wang, C. Li. Self-adaptive Dynamic Matrix Control for High-speed Machining Servo ControlJ. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2003, 21(10): 733- 738 7 張巖軍. 有軌巷道堆垛機水平行走機構的設計.J. 中國科技論文在線, 2010, 10: 1-8 8 張剛, 孟如. 巷道堆垛類機械式停車系統(tǒng)J. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程, 2005, (3): 37-39 9 張建鋒, 武瑞之. 升降橫移式立體停車庫提升安全性研究. J. 機械制造, 2009, (3): 29-31 10 梁睦. 堆垛機三層貨叉直線差動機構的設計J. 起重機運輸機械，2005（3）.11 宋章領，沈敏德，薛云娜等.堆垛機貨叉靜態(tài)撓度計算J. 起重機運輸機械.2008（4）.9 畢業(yè)設計開題報告指導教師意見：該學生查閱了一定量關于堆垛機的參考文獻，對文獻進行了一定理解和綜述，基本掌握了文獻檢索和綜述的方法。該學生對于所設計的雙立柱堆垛機有了基本認識，初步確定了總體設計方案，對于后續(xù)工作建立了一定的工作思路，經(jīng)過后面的繼續(xù)努力，應該能完成畢業(yè)設計任務。同意開題。 指導教師： 秦志英 2015年 4 月 16 日河北科技大學畢業(yè)設計成績評定表姓 名王延光學 號110501222成 績專 業(yè)機械設計制造及其自動化題 目立體倉庫巷道式雙立柱堆垛機設計指導教師評語及成績 指導教師： 年 月 日評閱教師評語及成績 評閱教師： 年 月 日答辯小組評語及成績答辯小組組長： 年 月 日答辯委員會意見 學院答辯委員會主任： 年 月 日 河北科技大學畢業(yè)設計答辯記錄表學生姓名王延光學號110501222指導教師秦志英設計題目立體倉庫巷道式雙立柱堆垛機設計 記 錄 內(nèi) 容（主要記錄答辯委員所提的問題及答辯人對問題的回答）評 價 內(nèi) 容序號評價項目評價標準分值得分1答辯自述部分語言簡練，清晰明了，綜合概述全面、準確，論點正確，分析歸納合理。302創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。103答辯回答問題部分回答問題果斷正確，反映敏捷，說理清楚；有較強的分析問題和解決問題的能力；能回答難度較大的問題。504資料資料齊全，符合學校畢業(yè)設計（論文）規(guī)范化要求。10合計 答辯評委簽名： 年 月 日畢 業(yè) 設 計 中 文 摘 要 隨著全世界經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和科學技術的突飛猛進，現(xiàn)代物流作為現(xiàn)代經(jīng)濟的重要組成部分，以及在經(jīng)濟上，工業(yè)化進程中最為合理的綜合服務模式，正在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展。自動化立體倉庫作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存取貨物的高架倉庫系統(tǒng)，是在不直接人工干預的情況下，自動地對貨物存儲和取出的系統(tǒng)。因此作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的一項高科技產(chǎn)物，它對提高生產(chǎn)率、降低成本有著非凡意義。 本文以設計了一臺能在倉庫中運輸、堆取貨物的機械設備巷道式雙立柱堆垛起重機，并著重分析了其升降機構、伸叉機構、行走機構等機構的工作原理，并對各機構進行分析設計、選取與尺寸計算。內(nèi)容包括：總體運動方案設計和結構分析、起升機構的設計、伸叉機構設計、行走機構設計、機體支架設計及其他裝置設計等內(nèi)容。各機構以電機的選取入手，通過對鋼絲繩、卷筒、鏈輪鏈條、皮帶輪皮帶的工作性能的分析設計計算與選取，從而設計合適的雙立柱式巷道堆垛機起重機的機架，進而設計一臺性能完備的巷道式雙立柱堆垛起重機。關鍵詞：雙立柱；自動化倉庫；巷道；物流；堆垛起重機；設計畢 業(yè) 設 計 外 文 摘 要Title Two-column hay stacker AbstractAlong with continuously develop of the science technology and world economy, modern logistics which are an important part in the modern economy and a most economic reasonable comprehensive service mode in the process of industrialization, develops quickly in the global scope. Automated three-dimensional storehouse as an important composition part in logistics, is one kind of multilayered depositing cargo high structure warehouse systems. It dose not directly carries on the manual intervention in the situation automatically to save and to take out the system which the thing flows. It is the high tech product out of the development of modern industry society, which have the vital significance to enhance the productivity and reduce the cost. This paper is taking designing a machine named double pillar alley Stacking Crane of engaging in piling things or transportation in storehouse. It analyses its hoisting mechanism, stretch fork mechanism , walk mechanism, working principle, and its aimed at each mechanism to design, select , and sizes calculate of double post alley stacking crane. Overall sport schemes design and analyze of structure, the design of hoisting mechanism , stretch forks mechanism design , walk mechanisms design, organism frame design and other installation designs. Each mechanism with generator select to start, through calculating and selecting of the character of service of wire rope, reel, sprocket chain and the ship leather belt of leather belt to analyze and design, so to design the suitable frame of double pillar alley stacking crane, and then to design a double pillar alley stacker of complete natural capacity.Keyword: Double Pillar; Automated Three-dimensional Storehouse; Alley; Logistics; Stacking Crane; Design 本科畢業(yè)設計 第頁 共 II 頁目 錄第1章 緒論11.1課題背景11.1.1巷道堆垛機發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與優(yōu)勢11.1.2雙立柱巷道堆垛機的分類21.2設計參數(shù)2第2章總體運動方案設計和結構分析32.1雙立柱巷道物流堆垛起重機的總體運動方案設計32.2主要裝置42.2.1底架42.2.2立柱42.2.3升降載貨臺52.2.4 行走機構52.2.5升降機構52.2.6貨叉驅(qū)動機構52.2.7堆垛機的控制裝置52.3本章小結6第3章 雙立柱巷道堆垛機起升裝置的設計73.1電動機的選擇計算73.1.1選擇電動機類型73.1.2選擇電動機容量73.2鋼絲繩和滑輪設計83.3 起重卷筒設計93.4 渦輪蝸桿減速器的選取103.5 本章小結10第4章 堆垛機伸縮貨叉機構的設計計算114.1伸縮貨叉的擾度與強度114.1.1下叉的受力分析:114.1.2 中叉的受力分析124.1.3 前叉的設計分析144.2貨叉各參數(shù)的選擇154.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核154.4貨叉伸縮裝置中的電機和減速器的選取194.5本章小結19第5章 堆垛機行走機構的設計計算205.1 堆垛機行走輪的設計計算205.2 行走機構電動機的選取215.3 V帶輪與V帶的設計計算與選擇215.4 行走機構減速器的選取235.5本章小結24第6章 雙立柱巷道堆垛機機體支架設計246.1 機架設計計算的準則和要求246.2機架的設計步驟256.3其他裝置設計和選擇256.4 其他裝置設計和選擇27結論27致謝28參考文獻28 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 29 頁 共 33 頁1 緒論20世紀，隨著世界全球經(jīng)濟的蓬勃快速發(fā)展和科學技術的高速發(fā)展，以及經(jīng)濟全球化席卷而來，世界各國面臨著前所未有的機會和挑戰(zhàn)。尤其中國自改革開放以來，全國各界人士紛紛投入自主創(chuàng)業(yè)的浪潮中，各地各種各樣的工廠企業(yè)蜂擁而起。各種各樣的產(chǎn)品并未滿足中國人民的需要，并呈現(xiàn)供不應求的狀況，現(xiàn)代物流的發(fā)展呈現(xiàn)出前所未有的快速發(fā)展趨勢，在中國只顯一角。物流系統(tǒng)的改善和其具備的合理性，有利于加速中國工業(yè)化進程，提升產(chǎn)業(yè)結構。堆垛起重機是車間立體倉庫中最重要的起重運輸設備，是立體倉庫標志性機器人。本文從堆垛機的應用特點入手，著重就堆垛機的結構設計進行初步的研究1。1.1課題背景1.1.1巷道堆垛機發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與優(yōu)勢中國是人口大國，也是生產(chǎn)大國，自從我國躋身全球化，主動參與和世界各國競爭的浪潮中。總所周知，計算機信息技術的進步，導致現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模進一步膨脹，以及企業(yè)相互之間競爭日益激烈,市場對企業(yè)物流系統(tǒng)提出了新的要求，自動化立體倉庫正是實現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化這一要求的關鍵。隨著倉庫的不斷壯大，倉庫已經(jīng)不是想當然的認為只是雜亂無序的堆放貨物的概念了，而是向著自動化，立體化方向發(fā)展，并且能夠快速方便堆放和存取。這是中國乃至世界物流所必須滿足的條件。而要完成這一快速存放行動，人力已遠遠不夠，單純的機械拉載也不可能完成。這時，物流專業(yè)人士構想并發(fā)明了立體倉庫堆垛機，并不斷地對其完善，使之越來越得心應手?？梢赃@么說，堆垛機完全是社會進步的產(chǎn)物，其偶然中包含了更多的必然。巷道堆垛起重機不管按照支撐方式、控制方式，還是結構、用途、運行軌跡等方式分類，都主要由水平行走機構、垂直起升機構、栽貨臺及貨叉機構、機架和電氣設備等基本部分組成。常見的主要分類形式如以下幾種：按照有無導軌，堆剁機可分為無軌堆垛機和有軌堆垛機。無軌堆剁機又稱三向堆垛叉車，顧名思義沒有固定的運行軌道，具有靈活輕便的特點；有軌堆垛機則需沿巷道特定的軌跡運行。有軌巷道堆垛機作業(yè)高度高，對倉庫的利用率高，對巷道要求寬度小，可以進行手動、半自動、全自動和遠距離集中控制，但必須配備出、入庫設備。按照用途不同，堆垛機可分為架橋式堆垛機和巷道式堆垛機。架橋式堆垛機當前在城市中的建筑工地上多見，如起重機一樣同時具有叉車和起重機的雙重結構特點，具有橋架和回轉(zhuǎn)小車，立柱也不像巷道式堆垛機那樣，而是可伸縮的，立柱上裝有像貨叉一樣的取物裝置。橋式堆垛機取貨裝置在立柱上的運動可以實現(xiàn)任意高度的貨物的堆垛和取出。但由于立柱的高度有限，橋式堆垛機只能適用于12m以下的中等倉庫，且軌道寬度較大，只適用于笨重物料的搬運和堆垛。巷道堆垛機沿貨架倉庫巷道內(nèi)的軌道運行，行走快速平穩(wěn)，作業(yè)高度可達上百米。其最精妙之處是采用貨叉伸縮機構，即貨叉可以伸縮，這樣就可以通過巷道寬度變窄來提高倉庫的利用率；巷道堆垛機適用于各種高度的高層貨架倉庫，除以上優(yōu)點之外，巷道堆垛機還要求有較高的運行速度和生產(chǎn)效率、配備出入倉庫裝置較高的制造和安裝精度、多節(jié)伸縮貨叉或貨板、較高的電氣傳動調(diào)速且制動平衡、停車準確、要有安全保護裝置等特點2。1.1.2雙立柱巷道堆垛機的分類巷道堆垛機按結構不同可分為單立柱型巷道堆垛機和雙立柱型巷道堆垛機18。單立柱型巷道堆垛機的機架結構相當簡單，由一根立柱、上橫梁和下橫梁組成一個工字形框架。立柱多采用較大的H型鋼或由生產(chǎn)家根據(jù)商家要求特制焊接定作的，立柱上附加凹槽導軌，立柱上段設有鋼絲繩卷筒。他的提升機構正是由鋼絲繩傳動動力，拉動載貨臺沿著立柱運動。單立柱堆垛機正是憑借這種結構簡單的特點被很多小型企業(yè)應用。另外單立柱堆垛機總體質(zhì)量輕，制造起來消耗鋼材少，成本低，價格也就相對低，再主要是維修方便。但也有一定的不足，運行速度不能太大，載重量也不能太大，提升高度在10米左右。雙立柱機構的堆垛機的機架比起單立柱的要多一根立柱。立柱往往加工成方管，立柱上也可加工凹槽導軌。雙立柱堆垛機強度，剛度要比單立柱大的多，載重量和運行速度都比較大，提升高度往往在20米左右，運行平穩(wěn)無震動。對于大型立體倉庫，雙立柱堆垛機是不二之選。雙立柱堆垛機的起升機構普遍采用鏈條（鋼絲繩）傳動，鏈條帶動上橫梁上的鏈輪或滑輪轉(zhuǎn)動。由于鏈條傳動多采用封閉鏈或配重裝置，受空間尺寸限制，傳動和布置較復雜，但定位較準確2。1.2設計參數(shù)表1.1 載重量為3噸的雙立柱巷道堆垛起重機的主要性能參數(shù)序號技術項目技術指標1主體結構形式雙立柱、單深位、單貨臺2貨叉形式單副伸縮式存取貨叉3適合高度12m以下4適合載荷小于3t3最大走行速度,m/min120(自動運轉(zhuǎn)時)4水平加速度,m/s0.4(自動運轉(zhuǎn)時)5最大升降速度,m/ min12（滿載）,20（空載）6升降加速度,m/s0.5（自動運轉(zhuǎn)時）7最大伸叉速度20（滿載）,30（空載）8伸叉加速度,m/s0.4自動運轉(zhuǎn)9水平走行定位精度,mm510垂直升降定位精度, mm511伸叉定位精度,mm512行走驅(qū)動下部驅(qū)動13升降驅(qū)動電機帶動，鋼絲繩牽引14伸叉驅(qū)動電機帶動鏈輪和鏈條驅(qū)動15作業(yè)形式單一和復合循環(huán)16供電方式低部安全滑觸線17控制操作方式手動/自動/在線2 總體結構分析和運動方案設計2.1雙立柱巷道堆垛起重機的整體運動方案設計因為與單立柱相比，雙立柱堆垛機載重量大，強度高，剛性好，運動平穩(wěn)無顫動，能夠準確定位，被廣泛應用于自動化立體倉庫中，基于這些優(yōu)點，我決定對雙立柱巷道堆垛起重機進行鉆研和設計。作為當代通用堆垛機，安全，準確，快速性是其必須具備的特點，所以必須滿足以下設計要求： （1）具備嚴格的三維運動功能，能在高且窄的巷道中進行快速升降作業(yè),能夠適應便于高層、低層存取貨物。堆垛機能夠同時進行三維運動，且不相互干擾。 （2）堆垛機的結構設計合理安全，具有良好的剛度和強度，不至于在承受載荷后，彎曲變形影響定位精度過。（3）具備安全保護措施；（4）在滿足以上優(yōu)良性能的前提下，盡可能地減少多余的零件設計，減輕堆垛機各部位的重量，來提升電機功率和減小行走時不必要的摩擦阻力；根據(jù)以上設計要求制定雙立柱巷道物流堆垛起重機的總體運動方案19。在這個課題中由于堆垛機上下橫梁均采用軌道作為堆垛機滑軌，在保證堆垛機沿貨叉方向的平穩(wěn)性已經(jīng)足夠了，所以上下軌道我均采用單軌道作為滑軌。這樣即可以節(jié)約占地空間，又可以降低軌道與機器的生產(chǎn)制造成本。堆垛機的起升機構多數(shù)采用鏈傳動或鋼絲繩傳動，為了減小體積在這里我采用鋼絲繩卷筒傳動；在貨叉結構中目的保證伸縮平穩(wěn)性的高精度，可以采用鏈輪鏈條傳動；在水平行走的部分為了達到行走平穩(wěn)的要求采用皮帶輪傳動3。堆垛機結構如圖2.1、2.2所示 圖2.1單立柱堆垛機結構簡圖 圖2.2雙立柱堆垛機結構簡圖2.2主要裝置2.2.1底架由兩端的行走輪支架及鋼板焊接成的矩形梁構成，起支撐整體重量的作用。2.2.2立柱立柱截面為空心矩形，具有良好的強度，節(jié)省材料，還有減震的作用。 貨叉沿立柱上下運動，承受載荷后，會對立柱與貨叉結合處產(chǎn)生極大的力矩，所以在立柱兩側加工有垂直導向槽，可以通過導向輪對載貨臺起到一定的支撐作用。也能防止貨叉前后移動。2.2.3升降載貨臺 為U型結構，其豎支架內(nèi)側面有導向輪可以在立柱內(nèi)的導向槽內(nèi)沿著立柱升降，升降運動采用鋼絲繩牽引。 升降載貨臺水平支架上設有貨叉，可沿貨叉方向前后滑動，叉取貨架倉位上的貨物或?qū)⒇浳锓胖玫截浖苌希洸鏋殒溳嗘湕l式驅(qū)動。2.2.4 行走機構 堆垛機底架裝有的四個行走輪，支撐整個堆垛機的全部載荷 ,帶動堆垛機沿天地軌方向運動。堆垛機的行走是由裝在裝有皮帶輪，帶制動的減速電機驅(qū)動的皮帶輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)水平運動。減速電機靠自身減速實現(xiàn)水平平穩(wěn)可靠的行走。2.2.5升降機構 載貨臺以立柱外側的導向槽為導向，依靠夾在導向槽內(nèi)的導向輪起導向作用以保證上下運行，且不會發(fā)生偏移。由減速電機驅(qū)動繞有鋼絲繩的卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩牽引升降臺上下運動。所選用電機通過減速器來調(diào)節(jié)卷筒速度，讓升降更加平穩(wěn)可靠，并且可以將載貨臺穩(wěn)定準確的保持在某一高度。垂直升降部分包括滑輪、卷筒。2.2.6貨叉驅(qū)動機構減速電機驅(qū)動貨叉上的鏈輪，鏈輪帶動齒輪軸轉(zhuǎn)動，齒輪與裝在中叉上的齒條嚙合，帶動中叉運動，使得貨叉可以伸縮取貨。所選用電機通過自身減速讓貨叉伸縮更加平穩(wěn)可靠。 貨叉的伸縮速度可按載重的不同自動調(diào)節(jié)，且速度變化平滑，讓承載貨物保持穩(wěn)定4。2.2.7堆垛機的控制裝置堆垛機自動運行的控制系統(tǒng)包括以下功能。1、位置功能自動立體倉庫一般采用高層抽屜式貨架結構，貨架的行、列、段的方向分別用X、Y、Z坐標表示。機器自動確定位置，首先是在某一位置發(fā)出減速指令讓堆垛機減速，而后在規(guī)定位置發(fā)出停機信號。這就要求堆垛機必須能夠時刻檢測出現(xiàn)在的位置?？梢栽诟鱾€坐標軸上安裝有傳感器，可以在任意位置對堆垛機進行定位。2、速度控制 速度控制是指在提高作業(yè)效率的高速度的前提下，不至于使貨物由于慣性倒塌，以及防止堆垛機在高速沖撞引起的破壞，同時也為了便于最終穩(wěn)定微速達到高精度定位的目的。3、貨叉控制伸縮貨叉向前或向后進行順序叉取操作的控制功能，來完成堆垛機出庫和入庫作業(yè). 4、安全保護裝置 確保操作人員的人身和貨物的安全必不可少，其上必須配備完善的安全保護裝置。此論文中設計了以下幾種安全保護裝置：（1）堆垛機貨叉在立柱上的上、下端自動停止保護 貨叉在進行垂直升降運動時，不能超過立柱導軌的上下部分。因此在導軌上下端各設置一個限位傳感開關來實現(xiàn)該功能。（2） 載貨臺負荷限制當在載貨臺超載時，應立即切斷起升機構動力，并及時報告給工作人員。當載貨臺卡主引起鋼絲繩不緊張，堆垛機也會產(chǎn)生同樣反應。 （3）速度過渡裝置當堆垛機走到軌道的某一位置時，速度應由高變低。本論文中可以設置安裝一個傳感接近反饋開關。（4）貨叉保護裝置 堆垛機在工作過程中，往往需要讓貨叉準確伸縮停留在某一位置，等待下一步作業(yè)指令，可安裝一個傳感制動器來解決該問題。（5）載貨臺斷繩保護裝置 當鋼絲發(fā)生緊急狀況例如斷裂時,堆垛機必須能夠立即將載貨臺停止，避免墜車事故的發(fā)生.這要求安全保護裝置必須非常高的靈敏度、結構比較簡單，作用可靠。本論文中使用最常見簡單的機構凸輪連桿機構，來實現(xiàn)這一功能要求。一旦鋼絲繩斷裂，彈簧力作用在連桿上，使凸輪快速卡在立柱導軌里阻止載貨臺墜落。正常工作時，彈簧作用于連桿來平衡載貨臺及其上貨物的質(zhì)量，彈簧處于壓縮狀態(tài)，凸輪與升降機構的導軌分離4。2.3本章小結 本章對堆垛機的構成進行了詳細的介紹以及安全保護裝置做了認真分析，通過查閱資料對堆垛機整體總結構思和設計計算，才對其重要部件進行了選取。通過對堆垛機的整體考慮，選取了適合自己當前水平的最好方案。3 雙立柱堆垛機垂直起升裝置的設計3.1電動機的選擇計算3.1.1選擇電動機類型異步電動機結構簡單、運行可靠、容易制造、堅固耐用、價格低廉、運行效率較高7。 變頻調(diào)速，根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關系，能滿足堆垛機出入庫操作穩(wěn)定和高速運行的要求，變頻調(diào)速具有啟動性能好、調(diào)速范圍寬、速度變化平穩(wěn)和完善的過電壓過電流保護功能5。 按本文設計計算，選用YVF2系列變頻可調(diào)速三相異步交流電動機。3.1.2選擇電動機容量工作機所需功率P為P= (2.1)式中：P發(fā)動機功率（kw） F作用力（N） V運行速度 電機的輸出功率P為P=KW (2.2)式中，為異步電機到卷筒軸的傳動總效率。取凸緣聯(lián)軸器效率=0.99；滾動軸承效率；蝸桿傳動效；卷筒的傳動效率，則，由 故 因載荷平穩(wěn)無波動，電機額定功率稍大于即可，查Y2系列三相異步電動機技術手冊，所選提升電動機型號為YVF2-180L-8，電機額定功率為=11KW3.2鋼絲繩和滑輪設計（1）鋼絲繩的選擇本設計必須計算嚴謹精確，全面。計算公式如下： （2.3）式中：d鋼絲繩最小允許直徑mm； F鋼絲繩最大靜拉力N； C選擇系數(shù)mm/。選擇系數(shù)C由下式計算： （2.4） 式中：n安全系數(shù)； k鋼絲繩捻制系數(shù)； w鋼絲繩充滿系數(shù)。 對于大多數(shù)起升機構n值為6；選取鋼絲繩，則；鋼絲繩填充系數(shù)，。則 鋼絲繩的拉力 （2.5）已知m=31000kg,g=9.8N/kg;因為卷筒左右兩根鋼絲繩同時作用 可求得單根鋼絲繩上；由此可求得 參照GB8918-88 選取d=12mm。即所選鋼絲繩為： 根據(jù)鋼絲繩與滑輪配合關系表，查得的滑輪外徑，軸徑；選用A型滑輪；則所選滑輪為： 滑輪A123.3 起重卷筒設計卷筒上螺旋槽部分長為P （2.6）雙聯(lián)卷繞卷筒長度為 （2.7）式中： D卷筒名義直徑,鋼絲繩直徑最大卷起高度a滑輪組倍率卷筒計算直徑固定鋼絲繩的安全圈數(shù) L1無繩槽的卷筒端部尺寸 L2固定端尾端所需長度，已知：，查GB/T3811-1983，h常取6則 查機械設計手冊表取P繩槽槽距查表卷筒槽形得知，槽底半徑。取Z=2，則即所選卷筒為：卷筒3.4 蝸輪渦桿減速器的選擇電機將動力傳遞給凸緣聯(lián)軸器，再傳遞至蝸桿。升降機構中的減速器可根據(jù)機構的傳動比從標準中選用。堆垛機升降機構的傳動比例由下式計算： （2.8）式中：電動機額定轉(zhuǎn)速； 卷筒的轉(zhuǎn)速 代入式中算得：查變速器和減速器設計手冊，選取減速器型號為：3.5 本章小結本章對堆垛機的垂直升降機構進行了選擇和計算，并對其中的主要元件的強度剛度進行了嚴謹全面校核計算，符合自己的設計要求。4 堆垛機伸縮貨叉機構的設計計算4.1伸縮貨叉的擾度與強度 貨叉在存取貨物時插入貨架中的部分,厚度設計的應盡量薄,同時貨叉前端的擾度控制在最小，.貨叉各參數(shù)如下:W: 負載 E: 材料的彈性系數(shù)I ,I, I: 分別為下叉，中叉，上叉的重力方向的矩4.1.1下叉的受力分析:如圖4.1所示 圖4.1下叉的受力分析對下叉進行受力分析，設距離A段為x，則在x處截面上產(chǎn)生的相反力時的彎矩方程為： （4.1）積分求得BC端截面轉(zhuǎn)角為： i = i-dx= i- +(x-a) （4.2）BC端截面撓度為：= ix-dx= ix-+(x-a) （4.3） 當x= 0時,A端的截面轉(zhuǎn)角 i= -( +b) （4.4）當x=l時，將式4.3 代入式 4.2 和式 4.1 中，分別算出在支撐點c點處的轉(zhuǎn)角和撓度。 （4.5）= - （4.6）4.1.2 中叉的受力分析如圖4.2所示：因載荷W的作用，在間產(chǎn)生反力P,P， 圖4.2 中叉的受力分析計算進行受力分析時，在BF段內(nèi)，取距F左端距離為x的截面為研究對象當時，可算得其轉(zhuǎn)矩方程為: M= Px=x （4.7）積分得出其轉(zhuǎn)角 i= -+i （4.8）撓度為： = -+ ix+ （4.9）當 x=b時，B端的截面轉(zhuǎn)角 i= （4.10）當x=b時，將式4.6代入式4.4和式4.5中，分別得出BF段的轉(zhuǎn)角和撓度 i= - （4.11） = - （4.12）如圖4.3所示：將d段作為研究對象,c點作為固定端,由于載荷W在中叉產(chǎn)生的反力為P和P,而由這些反力作用在貨叉前端 圖4.3 受力分析彎矩方程為： （4.13）以固定端E視為坐標原點，算得：P=W 以固定端D視為坐標原點，算得：P=W積分得出其撓度為：= -dx= - Px- P(x-d) （4.14）當x=l時，代入式（4.7）算得： （4.15）i= -dx= - （4.16）當x=l時，代入式（4.8）算得：i= -e(l-d)+(e+d)l （4.17）所以 = i(l-l) 4.1.3 前叉的設計分析載荷W在d區(qū)間產(chǎn)生的反作用力有P, P，在E點的向下傾斜角為i，撓度為，受力分析如圖4.4所示：圖4.4 前叉的受力分析轉(zhuǎn)矩方程為：M=x 積分求得其轉(zhuǎn)角為：i= -+i （4.18）撓度為：= - （4.19）當x=d時，D端的截面轉(zhuǎn)角i= （4.20）當x=d時，將式代進式 和式 中，分別算得E點的轉(zhuǎn)角和撓度：= - = -(l-l)因此，總擾度為： 注：當貨叉進入貨架為1100mm時，值應控制在。4.2貨叉各參數(shù)的選擇 l=1000mm l=600mm l=750mm l=120mm故可取上叉、下叉、中叉長為：L= l=25=1100mm L=b+c+d+25=1100mm L= l-c+ 25=1100mm上叉為平板狀，并取其寬為1100mm，板厚取100mm，其余設計參數(shù)標注于裝配圖上。并且因各數(shù)據(jù)取值都偏大，不用予以校核，能滿足條件。 4.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核4.3.1 軸承的選取校核由本設計選取貨叉伸縮機構的伸縮速度為,所以各軸承所承受的壓力為轉(zhuǎn)速為n=10000r/d (r/min) 則 d=C=110,取C=110 d=16.2mm取d=20mm, 則n=10000/20=159.2r/min 查表，選擇深溝球軸承，代號為其基本參數(shù)為： B=19mm c=31000N c=15200N 徑向載荷F=150010/4=3750N軸向載荷F=0N F/ F=0e=0.26查表得x=1 y=0P=x F+y F= F=3750N又查表得：f=1.1 f=1 f=0.485 f=2.29 f=1C= P=3750=19.4kN31.0kN= c軸承的額定靜載荷P=0.6 F+0.5 F=22503750N因P F 故取 P= F=3.75kNh=6000h 故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。4.3.2 齒輪的選取校核1、選取齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度HB=217255，平均硬度為2366。2、初步計算傳動尺寸為軟齒面開式傳動d= （1）轉(zhuǎn)矩T=9.55P/n=162.43d Nmm（2）設計時，因V值未知，K不能確定，故可初選K=1.4（3）取齒寬系數(shù)=1.1（4）取彈性系數(shù)Z=189.8（5）初選螺旋角=12，取節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z=2.46（6）初選Z=23，齒條=則得重合度=1.88-3.2（1/ Z+1/ ）cos=1.7取軸面重合度=0.318Ztg=1.77取重合度系數(shù)Z=0.765(7) 取螺旋角系數(shù)Z=0.99(8) 許用接觸應力由式=取接觸疲勞極限應力為=595MPa齒輪的應力循環(huán)次數(shù)分別為N=60naL=1.08取壽命系數(shù)Z=1.06 取安全系數(shù)S=1.0則=630.7 MPa（9）齒輪的分度圓直徑d,初算為u=Z/Z= 故則d=130mm3、確定傳動尺寸（1）計算載荷系數(shù)取使用系數(shù)K=1.0因V=m/s取動載系數(shù)K=1.15取齒向載荷分布系數(shù)K=1.11取齒間載荷分配系數(shù)K=1.2故K= K K K K=1.53（2）對修正d=133.9mm（3）確定模數(shù)m=dcos/Z=5.69 取m=6（4）故d=141mm 并取b=50mm4、校核齒根彎曲疲勞強度=式中各參數(shù)：(1) 各值同前(2) 因當量系數(shù)Z=Z/cos12=23.5故取齒形系數(shù)Y=2.64，應力修正系數(shù)Y=1.58(3) 取重合度系數(shù)Y(4) 取螺旋角系數(shù)Y(5)許用彎曲應力取彎曲疲勞極限應力MPa取壽命系數(shù)Y， 取安全系數(shù)S 故 =1.0 MPa則 =4.29MPa176MPa=故能滿足齒根彎曲疲勞極限。 設計合理。4.3.3 鏈輪鏈條的選取校核設軸徑d=80mm，鏈傳動比i=1鏈速n=V=79.6r/minP=0.11、選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z=212、定鏈的節(jié)距取K，齒數(shù)系數(shù)K，多排鏈系數(shù)K所需傳遞功率為kW由此，可選取滿足條件的08A鏈，P=12.7mm 3、定鏈長、中心距初定中心距a=40p，則鏈節(jié)數(shù)L=101節(jié)鏈長L=LP/1000=10112.7/1000=1.28m中心距a=508mm中心距調(diào)整量mm實際中心距mm4、求作用在軸上的力工作拉力F=1000P/V=1500N作用在軸上的壓力F=1.2F=1800N軸徑mm取d=16mm 取輪徑D=80mm計算結果及所有參數(shù)確定：鏈條規(guī)格：08A單排鏈，101節(jié)，長1280毫米，大小輪齒數(shù)都為21，中心距mm，壓軸力，軸徑d=16mm，輪徑D=80 mm【10】。4.4貨叉伸縮裝置中的電機和減速器的選取齒輪5的轉(zhuǎn)速為電機功率：P=/=0.55kw選取電機功率為1.1kw，電機型號為：YVF2-90S-6轉(zhuǎn)速為980r/min,安裝型式選取B3為此，減速器的傳動比為i=980/45.17=21.7則選取減速器型號為TZSD112【12】。4.5本章小結本章對堆垛機的貨叉機構進行了細致仔細的分析，分別對貨叉機構的上叉、中叉、下叉等進行了結構計算和受力的分析，尤其對撓度轉(zhuǎn)角進行了詳細計算。5 堆垛機行走機構的設計計算5.1 堆垛機行走輪的設計計算行走輪的允許載重量等各參數(shù)間有下列關系式： P=KD（B-2r）（kg） (5.1)K=（kg/cm） (5.2)式中：P容許載荷重量（kg） D車輪的最大直徑（cm） B鋼軌寬（cm） r鋼軌端部的圓角半徑（cm） K許用壓力系數(shù)（kg/cm） v走行速度（m/min） k許用應力（球墨鑄鐵的許用應力為50）（kg/cm）首先確定B=6.4cm，r=0.2cm, k=50 kg/cm, v=80m/min則 K=33.3（kg/cm）行走輪所受壓力主要根據(jù)疲勞計算輪壓選取，其計算公式由下：= （5.3）式中：疲勞計算的輪壓（N）； 工作時最大允許載荷量（N）； 正常工作時最小輪壓（N）又根據(jù)車輪直徑的計算公式： （5.4）式中:轉(zhuǎn)速系數(shù)； 工作級別系數(shù)； 接觸應力常數(shù)首先確定 =6.0，=0.82，=1.25,l=30mm，代入式（5.3），式（5.4）中算得：D=135mm車輪的轉(zhuǎn)速為： 車輪的軸徑為d，為滿足選擇合適的軸承，取d=15mm軸上的軸承選取型號為6202，基本尺寸為：d=15mm，D=35mm，B=11mm【13】。5.2 行走機構電動機的選取行走機構的電動機所需的功率為可按下式計算： （kW） （5.5）式中：行走阻力； v行走機構的運行速度 行走機構的總效率，一般可取0.85-0.95由上式可知，只需求出行走阻力即可，行走阻力的大小由下式計算： （5.6）式中： G堆垛機總重，約為5000kg 滾動摩擦系數(shù)，查表取0.05將（5.6）代入（5.5）即可得： 取為P=5.5kw,選取電機型號為YVF2-132M2-6m。5.3 V帶輪與V帶的設計計算與選擇1、設計功率為 （5.7）式中 工況系數(shù)；由于是起重機行走機構，查表得=1.2，則2、選定帶型根據(jù)和,查表確定為P-I型。3、傳動比為 （5.8）由行走速度初步確定小帶輪的轉(zhuǎn)速為則4、確定小帶輪基準直徑大帶輪直徑則小帶輪的基準直徑為 （5.9）則5、帶速為 （5.10）則此處6、初定軸間距按要求取7、所需基準長度為 （5.11）則 :選取基準長度為609mm。8.實際軸間距為 （5.12）則（1）安裝時所需最小軸間距為 （5.13）查表得，則（1） 張緊或補償身長所需最大軸間距為 （5.14）則9.小帶輪包角為 （5.15）則10.皮帶輪的結構簡圖如圖5.1所示： 圖5.1皮帶輪結構簡圖5.4 行走機構減速器的選取行走機構中的減速器是根據(jù)皮帶輪傳動傳動比從標準中選用。行走機構由下式確定傳動比： （5.16）式中， 電動機轉(zhuǎn)速；行走車輪的轉(zhuǎn)速代入相關數(shù)據(jù)到式（5.7）中算得：可選取減速器的標準型號為SEW型R65.5本章小結本章主要對堆垛機的行走機構進行了計算設計，對其中的重要部件進行校核計算。6 雙立柱巷道堆垛機機體支架設計6.1 機架設計計算的準則和要求6.1.1機架設計的準則1、剛度要求在保證一定外形的前提下，剛度是對機架的主要要求。例如，在齒輪減速器中，齒輪的嚙合性及運轉(zhuǎn)性能是否良好一定程度上是有箱體的剛度決定的。機床的大部分零部件中，床身的剛度往往決定了機床的作業(yè)效率和加工產(chǎn)品精度。2、強度要求對于大部分的設備機架，往往剛度達到一定要求，就能滿足一定強度要求。但對于重載大型設備，強度要求必須上升的一定的高度。其要求是在機器運轉(zhuǎn)中，最大載荷處的應力都不大于允許應力。3、穩(wěn)定性要求對于細長零件或薄壁零件，在受壓情況下會存在失穩(wěn)問題。失穩(wěn)一定時間內(nèi)會對機器整體產(chǎn)生巨大的破壞，這是設計必須注意的。4、其他如熱散發(fā)的要求；易受腐蝕及特定環(huán)境，如易被化學物質(zhì)侵蝕等的要求；高精密的小機械、儀表等注意熱變形的要求等。6.1.2 機架設計的一般要求從機械專業(yè)和經(jīng)濟角度看，在滿足機架設計要求的大前提下，根據(jù)機架的不同用途和所處環(huán)境，應著重考慮以下要求。1、 重量要輕，材料合適，成本較低2、 結構合理，便于制造，便于安裝、調(diào)整、修理和更換 3、工藝性好，本身的內(nèi)應力小，受環(huán)境溫度變化引起的變形小。（1）具有一定的抗震性。（2）抗腐蝕性強，機架結構盡量在使用期限內(nèi)最少次數(shù)修理。（3）導軌面受力均勻，耐磨性好14。6.2機架的設計步驟1、首先確定堆垛機框架形狀和尺寸。根據(jù)設計準則和一般要求，初步確定堆垛機框架結構的形狀和尺寸，以確保堆垛機內(nèi)外零部件能正常工作。并要求機架能夠在立體倉庫巷道內(nèi)最小阻力的運行。圖6.1機架結構簡圖2、分析堆垛機整體載荷情況。載荷包括動載荷和靜載荷，機架上的設備重量、機架本身重量是靜載荷；設備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的額外載荷為動載荷。立柱上開有導向槽，來確保貨叉在升降過程中不會側翻。3、本設計針對以上所要求的標準，主要是在符合載荷和運行速度的前提下，再結合雙立柱巷道堆垛機在實際倉庫中的工作狀況，確定機架的基本尺寸：機架整體高為12m，兩個立柱之間的距離為1.8m，每個立柱的長為360mm，寬為240mm，立柱兩側設有導向凹槽，以保證貨叉在運動過程中的平穩(wěn)性；上橫梁為360*300中間空心的方鋼；下橫梁是厚度為300mm、寬為1200mm中空的鋼板，用以保證雙立柱巷道堆垛起重機的承載能力15。6.3 其他裝置設計和選擇6.3.1供電系統(tǒng)由于堆垛機自身整體移動的特點，所以移動供電裝置一般采用滑觸供電裝置和電纜供電方法。堆垛機底部必須采用滑觸線供電方式，安全易于保養(yǎng)。這樣才能滿足高速度、無需檢修、耐用、無脫線的要求等。6.3.2電氣設備 由于時間有限，本設計主要對堆垛機機械方面進行系列研究，電器方面只能粗略介紹。主要包括電力拖動、中央控制、局部檢測反饋和安全保護。在電力拖動方面，當前國內(nèi)用的最多的是交流變頻調(diào)速。堆垛機的中央控制一般采用可編程序控制器，計算機等。局部檢測反饋要求堆垛機必須具有自動認址、貨物檢測以及其他檢測等功能。6.3.3天地軌天地軌幾乎承載了整個堆垛機的全部重量，所以天地軌必須具備有足夠的強度和剛度。天軌可以固定在貨架或房頂上，地軌則固定在地面上。堆垛機最大作業(yè)范圍應包含在天地軌的長度內(nèi)，天地軌兩端頭應安裝緩沖器。（1）天地軌安裝后直線度公差如下：地軌安裝后直線度公差在200mm測量長度應不大于0.5mm地軌全長測量長度內(nèi)應不大于3mm天軌安裝后直線度公差在200mm測量長度應不大于0.5mm天軌全長測量長度內(nèi)應不大于4mm（2）安裝后天地軌間相互位置公差天軌上表面于地軌下表面之間距離誤差應不大與8mm天軌與地軌之間的水平錯位不大于5mm 6.3.4操作設備采用機載控制柜方式，控制柜安裝在堆垛機上，隨堆垛機運動，具有與中央計算機進行通訊和交換數(shù)據(jù)的功能。出入口區(qū)域的地面上設有急停按鈕，當堆垛機出現(xiàn)異常狀況時，沒有按計劃停車，則可以按下急停按鈕緊急停車。正常狀況下，工作人員是不會進入堆垛機內(nèi)作業(yè)，只有當異常發(fā)生并需排除故障時，才可以從堆垛機上進行手動操作。此外，堆垛機每個部位都有自己相應的代號，當某一處發(fā)生故障時，堆垛機能將相應的代號快速傳遞給中央計算機，并進行跟蹤。直至徹底將隱患排除。6.3.5操作模式（1）在線操作通過數(shù)據(jù)接受器接收由地面發(fā)出的存、取貨命令的紅外線，機載控制柜將這些命令傳達給各個電機，從而自動完成存、取貨的操作，各個部位也會將堆垛機位置狀信息反饋給中央系統(tǒng)。（2）自動操作通過在操作面板上輸入倉位三維坐標，堆垛機就會自動完成一次存取貨的操作。（3）手動操作使用手動操作按鈕，人為的控制堆垛機在xyz各方向的動作，這主要用于作業(yè)前簡單的調(diào)試熱身工作。 6.4本章小結本章主要結合車間，載荷大小，運行速度對堆垛機的框架進行了規(guī)劃設計。通過計算，發(fā)現(xiàn)機架結構合理，安全便宜，符合要求。結 論在物流發(fā)達的今天，距離已不再阻礙產(chǎn)品的交換，這就意味著全世界至少在中國，商品交易越來越公正化，透視化。又因為在中國這一最大的社會主義國家，實現(xiàn)共同富裕這一中國夢也小有成效。近些年，人們消費水平普遍增長，同時對各種各樣的產(chǎn)品需求越來越大。新鮮多樣的產(chǎn)品已不再是商家競逐的目標，相反生產(chǎn)廠家更愿意著力于更快更多的生產(chǎn)，然后快速銷售出去。那么誰能夠更好的加速貨物流動，誰將是這個時代的佼佼者。而巷道式雙立柱堆垛機將是完成這一壯舉必不可少的工具，更好的幫助生產(chǎn)者立于不敗之地。因此我認為，堆垛機將會迎來未來100年的昌盛。本次“雙立柱巷道堆垛機設計”屬于機械設計，主要對機架設計以及堆垛機的幾個主要組成機構之間相互協(xié)調(diào)，共同完成對貨物的存取，分析研究了堆垛機的運行機理。通過本設計得出以下結論： 1.通過堆垛機的行走機構的設計計算，確定了主要零部件的尺寸及電動機、減速器的選?。?.分析堆垛機提升機構的工作原理，選取了合適的電機、鋼絲繩、卷筒等；3.在貨叉伸縮機構的結構設計中，首先根據(jù)載荷，畫出貨叉的受力圖，并由彎矩，撓度，轉(zhuǎn)角公式，設計出貨叉的內(nèi)外部大致結構尺寸，并對其進行仔細校核驗算，最終設計出了滿足條件、的貨叉結構。 最后，設計出了一種各部件配合緊湊、柔性大，靈敏度高、帶有安全保護裝置的雙立柱巷道式堆垛機。致 謝 能順利完成本次畢業(yè)論文設計，首先與我的指導老師王慧文老師的悉心教導分不開的，在此，我先向王老師致以我深深的謝意！本次論文設計從論文的選題、撰寫、修改直到打印完成自始自終都是在王老師的悉心指導和不斷勉勵下完成的王老師淵博的學識、嚴謹?shù)乃季S使我受益非淺；王老師一絲不茍的鉆研精神，嚴謹求實的治學態(tài)度，執(zhí)著忘我的工作作風，獨樹一幟的思維方式，無時無刻不在影響著我，一定讓我終身難忘。他的言傳身教，將會永遠指導著我今后的學習和工作中勇往直前。在此，還要感謝車輛工程專業(yè)的各位老師，在大學四年里給我專業(yè)知識上的教導以及進行畢業(yè)論文工作中所給予的幫助，他們的不倦教誨和點撥定將成為我今日點滴知識的來源。感謝圖書館、電子閱覽室的各位老師予以我的關心和幫助。還要感謝我的學友和朋友對我的關心和幫助，他們的啟發(fā)和友愛互助的精神給予我論文寫作極大的幫助。最后，再次向在這次畢業(yè)設計中所有幫助過我的人表示忠心的感謝！參 考 文 獻1 委國辰.物流機械設備的運用于管理：中國物資出版社，2002.32 姜大力，張劍芳.現(xiàn)代物流設備 ：首都經(jīng)濟貿(mào)易大學出版社，2004.43 秦同瞬，楊承新.物流機械技術：人民交通出版社，2003.54 常紅，孟初陽.物流機械：人民交通出版社，2003.55 王耀斌，簡曉春.物流裝卸機械：人民交通出版社，2003.46 成大先.機械設計手冊第四版第五卷：化學工業(yè)出版社，2002.67 程乃士,減速器和變速器設計與選用手冊：機械工業(yè)出版社，2007.28 孔令中.現(xiàn)代物流設備與選用：北京工業(yè)出版社，2006.19 徐潁.新編機械設計師手冊下冊：機械工業(yè)出版社，1996.510 中國機械工程協(xié)會.中國機械設計大典：江西科學技術出版社，2002.111 中國機械設計大典編委會.機械設計圖冊：江西科學技術出版社，2002.112 大連理工大學工程畫教研室.機械制圖：高等教育出版社，2001.613 成大先.機械設計第七版：化學工業(yè)出版社，2001.614 龔桂義.機械設計課程設計圖冊第三版：高等教育出版社，2002.615 有軌巷道式高層貨架倉庫設計規(guī)范，JB/T9018-199916 巷道式堆垛起重機形式與基本參數(shù)，JB/T2960-199917 有軌巷道式堆垛起重技術條件，JB/T7016-199318 有軌巷道式堆垛起重術語，JB/T5319.1-199119 有軌巷道式堆垛起重技安全規(guī)范，JB/T5319.2-199120 Solidworks.Solidworks 2001 AOI Help EB/OL.200121 OMRON CORPORATION.CPM2A 可編程控制器程序設計手Z.199922 Yong Huang and Seiji Yansuno bu.A practical design method