第2章物流系统设计

1、供料系统供料系统物料物料输送系统输送系统加工系统加工系统其中储料装置有两种形式：料仓式、料斗式。前者需要人工将坯件按一定的方向摆放到仓内， 而后者只需将坯体倒入料斗，由料斗自动完向。a和b为自重式ch为外力作用式需要计算仓斗壁倾角、出口尺寸及排料能力7aa222a r c t a n hab其中是仓斗壁倾角，单位为度。是物料与仓斗壁的静摩擦力，单位为度。对于矩形或者方形锥体料仓，棱角式中 h为仓斗垂直高度，单位mm a、b为仓的边长，单位mmbd( 36 )bBd出口尺寸指有效出口截面积：仓斗出口的物料通过能力Q03600QAv式中 为物料堆积的密度 A为出料口面积 v为物料流速0料斗料斗出口

2、生产系统1N2N系统平均QQ结构设计结构设计 主要考虑坯件的特点，如几何尺寸、性状、重心位置等选择合适的定向方法，进而确定料斗的形式。ad为滚动式输料槽eh为滑动式输料槽 坯件的非料斗定向坯件的非料斗定向a-c为直线往复运动式送料、隔料机构。d-e为摆动往复式送料、隔料机构。f-g为旋转式送料、隔料机构。h为复合运动式送料、隔料机构。 输送系统是物流系统的重要组成部分。它将生产系统中的各种设备、各个工序以及存储仓库之间有机地连接起来，并适时、适量地把物料送达指定位置。重力驱动式：依靠物料重力或人的推力实现物料输送的输送系统。用于输送物料。动力驱动式：电动机提供动力实现物料传输的输送系统。输送系

3、统分类：（一）输送带设计（一）输送带设计1、输送带材料选择、输送带材料选择 橡胶带橡胶带:防滑性好、输送可靠；适合于多种输送系统。 塑料带塑料带:耐酸、油、碱；适合有腐蚀性的物料输送。 绳心带绳心带:输送带强度高，能承受冲击，寿命长；适合于高 速、爬坡或长距离的物料输送。 钢网带钢网带:用于输送高温物料。2、输送带的接头和强度计算、输送带的接头和强度计算机械接头：适合于橡胶带、绳芯带和塑料带硫化接头：适合于橡胶带和塑料带输送带的强度取决于带的内部结构和接头形式输送带的强度取决于带的内部结构和接头形式橡胶带的强度条件：橡胶带的强度条件：ddBiKSmaxB其中：其中：maxS是稳定运行时带内的最

4、大张力，单位是是稳定运行时带内的最大张力，单位是N是指带宽，单位是是指带宽，单位是cmi衬垫层数衬垫层数K是安全系数是安全系数d带芯强度带芯强度绳芯带强度条件：绳芯带强度条件：ddBKSmax注意：注意：为了防止带产生疲劳损坏，应控制带的转速：为了防止带产生疲劳损坏，应控制带的转速：53Lvnv输送速度L周长（二）传动系统设计（二）传动系统设计1、电动机和减速器的选择、电动机和减速器的选择2、驱动滚筒牵引力计算、驱动滚筒牵引力计算电动机要起动力矩大。电动机要起动力矩大。减速器可选蜗轮减速器、行星摆线针轮减速器，减速器可选蜗轮减速器、行星摆线针轮减速器，也可选圆柱齿轮减速器。也可选圆柱齿轮减速器

5、。) 1(eFFFFscscsrp是输送带绕入端张力，单位是是输送带绕入端张力，单位是NsrF是输送带绕出端张力，单位是是输送带绕出端张力，单位是NscF输送带与滚筒的摩擦因数输送带与滚筒的摩擦因数输送带在滚筒上的包角输送带在滚筒上的包角（三）托辊设计（三）托辊设计（四）电动滚筒的选择（四）电动滚筒的选择设计原则是保证带下设计原则是保证带下垂量小于垂量小于2.5%托辊托辊间距。具体的数据可间距。具体的数据可以查相关的表格。以查相关的表格。电动滚筒已成为系列电动滚筒已成为系列产品，设计是可直接产品，设计是可直接查样本来选。查样本来选。（五）基本参数的确定（五）基本参数的确定1、输送带速度、输送带

6、速度2、输送带的宽度、输送带的宽度qvQ3600成件物料：成件物料：vAQD3600散装物料：散装物料：单位生产率，件单位生产率，件/minq散装料堆积密度，散装料堆积密度，t/m3物料在输送带的堆积面积，物料在输送带的堆积面积，m2DA输送带速度，输送带速度，m/sv 生产效率一定的条件下，提高带速可减少单位长度负载，生产效率一定的条件下，提高带速可减少单位长度负载，降低成本。但是带速又不能太高，否则将破坏输送平稳度。降低成本。但是带速又不能太高，否则将破坏输送平稳度。输送成件物料：输送成件物料：输送散装物料：输送散装物料：200 bB)5 . 03600( 1 . 1mmvKQB系数系数K

7、带速带速v散装物料堆积密度散装物料堆积密度带宽带宽BQ生产率生产率b件料宽度3、滚筒尺寸、滚筒尺寸1）滚筒直径）滚筒直径2）滚筒宽度）滚筒宽度BFRDs502125iD一般情况下一般情况下计算公式：计算公式：100iD硫化接头硫化接头输送带：输送带：机械接头机械接头输送带：输送带：mmBA)200100(Fs输送带张力B输送带宽度i织物衬层厚度4、电动机功率的计算、电动机功率的计算0PKP 1000)(0vFFPscsr其中：其中：K：功率备用系数：功率备用系数,取取1.2从电动机至滚筒的传动效率从电动机至滚筒的传动效率输送带输入、输出端张力，输送带输入、输出端张力，NsrFscF 输送带速度

8、，输送带速度，m/svoP滚筒功率滚筒功率KW（六）输送带张力的计算（六）输送带张力的计算00wwFq LFq LscFF 1012FFF23cFF awFFFFF034gvqFwa22采用逐点计算法采用逐点计算法Fsc输出端张力F0输送带自重产生的摩擦力Fw物料重量产生的摩擦力Fa装料加速阻力运动阻力系数q0输送带自重在L上的均布载荷qw物料重量在L上的均布载荷v输送带速度41FFeawaFFFcceFc0w04w01) 1(FF1cFceFaFF) 1c (F）（所以：所以：awFFFFFcF0014)(C 是输送带弯曲段张力增大系数，可查表得到是输送带弯曲段张力增大系数，可查表得到而输送

9、带不打滑的条件：（一）输送链条机构的选择输送链条的结构：片式套筒滚柱链、弯片链、叉形链、焊接链、可拆链、履带链、齿形链等。常用片式链。（二）系统基本参数的确定1、链条的速度2、链轮齿数Z控制在8m/s以下根据链速有相应的限制，具体可以查表物料多数由链条上的附件带动前进。（三）链条张力的计算（三）链条张力的计算00LqLqGzzsdrsjrsrFFFsdcsjcscFFF0223tZGvFjsdr其中：0223tZGvFjsdc是链轮节距是链轮节距0tvj链条平均速度链条平均速度zzLq空载边、有载边单位载荷和长度空载边、有载边单位载荷和长度00Lq计算重量计算重量G3、链条支撑导轨的设置、链条

10、支撑导轨的设置4、电动机功率的确定：同带输送系统的设计、电动机功率的确定：同带输送系统的设计保证链条进入、脱离轨道时中心线呈直线，避免张力保证链条进入、脱离轨道时中心线呈直线，避免张力突然变化引起抖动。突然变化引起抖动。Fsdr、Fsdc绕入端、绕出端动张力绕入端、绕出端动张力Fsjr、Fsjc绕入端、绕出端静张力绕入端、绕出端静张力（一）牵引构件的设计1、滑架的结构设计、滑架的结构设计提式滑架：结构简单，适用于无特别要求的场合推式滑架：结构相对复杂，适合于多条输送线组合的生产系统2、链条与链、链条与链轮设计轮设计链条设置成可拆卸链或双铰链（二）吊具的选择考虑便于物料输送，并保证输送过程中不滑

11、落（三）转向装置的结构设计悬挂输送系统在水平面内转弯的位置需设置转向装置（四）驱动装置和张紧装置的设计此部分与链输送装置类似此部分与链输送装置类似,不同点是输送线路长不同点是输送线路长或线路复杂时，要设置多个驱动装置，分段驱动。或线路复杂时，要设置多个驱动装置，分段驱动。张紧装置有坠重式、弹簧螺旋式和螺旋式张紧装置有坠重式、弹簧螺旋式和螺旋式（一）一般标准1、管路系统图符号标准、管路系统图符号标准2、管路的分类、管路的分类（二）管材的选用（三）阀门的选用（四）泵的选用设计时根据物料特性、工作压力和温度，借助手册和标准来选择选用时应考虑各种泵的特点，同时兼顾输送系统的工况，查找相关手册。选择步骤

12、：根据管材直径、工作温度及压力、输送物料性质，选取管材选择管道的质材管材的规格和型号选取对应的管件、法兰、垫片等（一）气力输送分类及应用1、稀相气力输送、稀相气力输送2、密相动压气力输送、密相动压气力输送3、密相静压气力输送、密相静压气力输送4、筒式气力输送、筒式气力输送输送的气流通常为速度为1240米/秒输送的气流通常为速度为815米/秒柱流气力输送，输送的气流通常为速度为0.22米/秒栓流气力输送的气流压力为0.150.3MPa利用空气静压实现输送设计时可根据物料的具体情况选择输送类型（二）设计计算的内容1）系统输送能力计算）系统输送能力计算2）输送比计算）输送比计算3）物料的悬浮速度计算

13、）物料的悬浮速度计算4）输送气流速度选取）输送气流速度选取5）压力损失计算）压力损失计算6）风量及气源的功率计算）风量及气源的功率计算（一）概述（一）AGV的主要设计内容自动导引小车主要由车架、蓄电池、充电装置、电气系统、自动导引小车主要由车架、蓄电池、充电装置、电气系统、驱动装置、转向装置、自动认址和精确停位系统、移载机构、安驱动装置、转向装置、自动认址和精确停位系统、移载机构、安全系统、通讯单元和自动导向系统等组成。全系统、通讯单元和自动导向系统等组成。1、自动导向系统设计、自动导向系统设计目前有7种导向方法： 地链牵引导向是早期采用的技术方法，它靠嵌入地下的链索或缆绳来引导。 电磁感应导

14、向，沿预定的运行路线埋设地下电缆，电缆在地下深3040 mm，上面覆盖有环氧树脂层，导线通以低频正弦波信号，使导线周围产生交变电磁场。在小车上的一对探头可以感应出与小车运行偏差成比例的误差信号，经放大处理后可驱动导向电机，由此带动小车的转向机构就可使AGV 沿预定的线路运行。 惯性导向 红外线导向 激光导向 光学导向 示教型导向，当程控小车沿着要求的路径行走一次，即记住行走路线。它实际上可学会新的行走路径，并通知主控计算机它所学到的东西，主控计算机可通知其它的A GV关于这条新的路径的信息。目前使用的自动导向系统主要是电磁式和光学式，目前使用的自动导向系统主要是电磁式和光学式，其中尤以电磁式更

15、为普遍。其中尤以电磁式更为普遍。983 2 45 6 71-导向感应线圈导向感应线圈 2-交流电压放大器交流电压放大器 3-整流器整流器 4-运算放大器运算放大器 5-功率放大器功率放大器 6-直流导向电动机直流导向电动机 7-减速器减速器 8-导向轮导向轮 9-埋在地下的导线埋在地下的导线 沿预定轨迹，在路下面铺设一根金属导线，沿预定轨迹，在路下面铺设一根金属导线，通以几千至几万通以几千至几万Hz的正弦交流电，该电流以导向的正弦交流电，该电流以导向线为圆心产生一个交变磁场，车体上装有导向检线为圆心产生一个交变磁场，车体上装有导向检测器，检测出车体偏离导向线的程度，检测出的测器，检测出车体偏离

16、导向线的程度，检测出的信号经放大整流等环节，控制导向电动机正、反信号经放大整流等环节，控制导向电动机正、反转，达到导向的目的。转，达到导向的目的。自动导向系统主要包括4个部分： 信号检测器，即感应线圈 导向电源 交流电压放大器 功率放大器2、自动认址和精确停位系统、自动认址和精确停位系统自动认址和精确停位系统的任务是使小车自动认址和精确停位系统的任务是使小车能够将物料准确送到目的地。能够将物料准确送到目的地。设计自动认址系统时，主要应考虑两方面的内容： 如何将地址信息发出去 如何接收并且识别地址信息3、控制系统、控制系统根据搬运需要，车轮式行走机构可设计成三个轮子、四个轮子或六个轮子。为了适应

17、各种生产环境，车轮式行走机构还可以设计成不同的结构。（一）总体设计1、基本准则、基本准则2、确定物料单元和货位尺寸、确定物料单元和货位尺寸3、确定仓库容量和总体尺寸、确定仓库容量和总体尺寸L = NL XlB=NB X b+Bd+（150400） X nH=NH X hH/L=0.150.4B/L=0.41.2L、B、H-仓库长、宽、高，单位均为mm；NL、NB、NH-长、宽、高方向上的货位数，即NLNBNH=N，N为仓库容量；l、 b、h-货位长、宽、高，单位均为mm；Bd-堆垛机宽度，单位为mm；n-巷道数。4、总体布局、总体布局1）自动化仓库和作业区的衔接方式）自动化仓库和作业区的衔接方

18、式2）物料单元出、入货）物料单元出、入货架的形式架的形式（二）高层货架设计强度计算（包括结构强度计算和焊接强度计算）；由物料单元载荷引起的货位挠度；货架立柱与水平支架的垂直度；支撑脚的位置精度和水平度。（三）巷道式堆垛机的设计整机结构高而窄；金属结构除满足强度要求外，还应具备足够的刚度和精度；配备专门的取料装置；电力拖动系统需同时满足快速、平稳和准确的要求；配备可靠的安全装置，控制系统具有一系列连锁保护措施。1、行走机构和升降机构的设计、行走机构和升降机构的设计分为地面行走式和上部支承行走式两种。分为地面行走式和上部支承行走式两种。1）行走机构的设计）行走机构的设计行走轮设计行走轮设计减速器设计减速器设计内置扭内置扭力杆簧力杆簧升降机构由电动机、制动器、减速器、卷筒或链升降机构由电动机、制动器、减速器、卷筒或链轮、柔性件，以及防落安全装置组成。轮、柔性件，以及防落安全装置组成