双立柱巷道物流堆垛起重机设计说明书

1、黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全球范围内得以迅速发展。自动化立体仓库作为现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。本文以设计了一台能在仓库中运输、堆取货物的机械设备双立柱式巷道堆垛起重机，并着重分析了其升降机构、伸叉机构、行走机构等机构的工作原理，并对各机构进行分析设计、选取与尺寸计算。内容包括：总体运动方案设计和结构

2、分析、起升机构的设计、伸叉机构设计、行走机构设计、机体支架设计及其他装置设计等内容。各机构以电机的选取入手，通过对钢丝绳、卷筒、链轮链条、皮带轮皮带的工作性能的分析设计计算与选取，从而设计合适的双立柱式巷道堆垛机起重机的机架，进而设计一台性能完备的双立柱式巷道堆垛起重机。关键词：双立柱柱；自动动化仓库库；巷道道；物流流；堆垛垛起重机机；设计计ABSTTRACCTAlonng wwithh coontiinuoouslly ddeveelopp off thhe sscieencee teechnnoloogy andd woorldd ecconoomy, mooderrn llogiisti

3、ics whiich aree ann immporrtannt ppartt inn thhe mmodeern ecoonommy aand a mmostt ecconoomicc reeasoonabble commpreehennsivve sservvicee moode in thee prroceess of inddusttriaalizzatiion, deevellopss quuickkly in thee gllobaal sscoppe. Auttomaatedd thhreee-diimennsioonall sttoreehouuse as an impport

4、tantt coompoosittionn paart in loggistticss, iis oone kinnd oof mmulttilaayerred depposiitinng carrgo higgh sstruuctuure warrehoousee syysteems. It doose nott diirecctlyy caarriies on thee maanuaal iinteerveentiion in thee siituaatioon aautoomatticaallyy too saave andd to takke oout thee syysteem ww

5、hicch tthe thiing floows. Itt iss thhe hhighh teech prooducct oout of thee deevellopmmentt of moddernn inndusstryy soocieety, whhichh haave thee viitall siigniificcancce tto eenhaancee thee prooducctivvityy annd rreduuce thee coost. Thiss paaperr iss taakinng ddesiigniing a mmachhinee naamedd dooubl

6、le ppilllar allley Staackiing Craane of enggagiing in pillingg thhinggs oor ttrannspoortaatioon iin sstorrehoousee. IIt aanallysees iitss hooisttingg meechaanissm, strretcch fforkk mmechhaniism , wwalkk meechaanissm, worrkinng pprinncipple, annd iitss aiimedd att eaach mecchannismm too deesiggn, sel

7、lectt , andd siizes ccalcculaate of douublee poost allley staackiing craane. Ovveraall spoort schhemees dessignn annd aanallyzee off sttruccturre, thee deesiggn oof hhoisstinng mmechhaniism , sstreetchh foorks mmechhaniism dessignn , wallk mmechhaniisms ddesiign, orrgannismm frramee deesiggn aand ot

8、hher insstalllattionn deesiggns. Eaach mecchannismm wiith genneraatorr seelecct tto sstarrt, thrrouggh ccalcculaatinng aand sellecttingg off thhe ccharractter of serrvicce oof wwiree roope, reeel, spprocckett chhainn annd tthe shiip lleattherr beelt of leaatheer bbeltt too annalyyze andd deesiggn, s

9、o to dessignn thhe ssuittablle fframme oof ddoubble pilllarr allleyy sttackkingg crranee, aand theen tto ddesiign a ddoubble pilllarr allleyy sttackker of commpleete natturaal ccapaacitty Keywwordd: Douublee Pilllarr; AAutoomatted Threee-ddimeensiionaal SStorrehoousee; AAlleey; Loggistticss; Staccki

10、nng CCranne; Dessignn第1章 绪 论论随着世界界经济的的持续发发展和科科学技术术的突飞飞猛进以以及经济济全球化化的趋势势的加强强，各国国面临着着前所未未有的机机遇和挑挑战。在在这种大大形势之之下，现现代物流流作为工工业化进进程中最最为经济济合理的的综合服服务模式式和管理理技术已已被越来来越多的的企业所所重视。物流系系统的改改善和合合理性对对优化资资源配置置、提高高企业生生产率、降低生生产成本本起着至至关重要要的作用用。堆垛垛起重机机是自动动化立体体仓库中中最重要要的起重重运输设设备，是是代表立立体仓库库的标志志。本文文从堆垛垛机的应应用特点点入手，着重就就堆垛机机的结构构设

11、计进进行初步步的研究究1。1.1课课题背景景1.1.1巷道道堆垛机机发展现现状、发发展趋势势与优势势随着计算算机信息息技术的的发展，现代企企业生产产模的不不断扩大大和竞争争的日益益加剧,市场对对企业物物流系统统提出了了新的要要求，自自动化立立体仓库库是实现现物流系系统合理理化的关关键。它它具有空空间利用用效率高高、便于于实现自自动化管管理、适适时自动动结算库库存货物物种类和和数量、立体仓仓库信息息库可以以和中央央计算机机系统连连网运行行等许多多优点，对加快快物流速速度、提提高劳动动生产率率、降低低生产成成本都有有重要意意义，因因此自动动化仓库库受到越越来越多多的关注注并已开开始应用用于汽车车、

12、电子子、医药药、烟草草、裁减减、邮电电等许多多行业。仓库最最早是在在二战期期间被美美国用来来存储油油料、枪枪支、器器械等物物品。在在当时看看来这种种简单的的设备已已经具有有占地空空间小、便于我我品的存存放与管管理等优优点。到到十九世世纪五六六十年代代我国的的大部分分生产厂厂家应用用仓库来来存储产产品，到到七八十十年代仓仓库已经经发展为为自动化化立体仓仓库并得得到广泛泛应用。随着仓仓库的不不断发展展，仓库库内的搬搬运设施施也不断断的优化化,从最初初的人力力搬运转转化为机机械搬运运。仓库库内的搬搬运、取取货设备备最开始始是由一一辆引导导车牵引引一节装装有起重重机的车车厢，由由起重机机来完成成货物的

13、的存取与与运输。这种方方法与之之前的人人力相比比具有了了提高劳劳动生产产率、降降低劳动动成本等等优点，但行走走所需空空间大，这就降降低了仓仓库的利利用率。为了弥弥补这种种不足，人们就就想到了了把引导导车与起起重机结结合到一一起来完完成货物物的存取取与运输输功能，巷道堆堆垛起重重机就是是随着立立体仓库库的出现现而发展展起来的的专用起起重机，通常简简称堆剁剁机。堆堆剁机是是立体仓仓库中最最重要的的起重运运输、搬搬运、堆堆垛设备备，是代代表立体体仓库特特征的标标志。其其主要用用途是在在接受计计算机的的指令以以后，能能在高层层货架巷巷道中来来回穿梭梭，将货货物从巷巷道口出出入库货货台搬运运到指定定的货

14、格格中，或或把需要要的货物物从仓库库中搬运运到巷道道口出入入库货台台，再配配以相应应的转运运、输送送设备通通过计算算机控制制实现货货物的自自动出入入库作业业。其对对立体仓仓库的出出入货效效率有重重要影响响，是立立体仓库库能否达达到设计计要求和和体现其其优点的的关键内内容之一一。200世纪770年代代初，我我国开始始研究采采用旱稻稻式堆垛垛机的立立体仓库库，据不不完全统统计，到到目前已已建成三三百余座座。而堆堆垛机作作为立体体仓库中中最重要要的其中中搬运设设备，也也得到了了较快的的发展。按照现行行继续界界行业标标准，巷巷道堆垛垛起重机机可以按按照支撑撑方式、用途、控制方方式、结结构、运运行轨迹迹

15、等分类类，但无无论何种种类型的的堆垛机机都主要要由水平平行走机机构、起起升机构构、栽货货台及货货叉机构构、机架架和电气气设备等等基本部部分组成成。堆剁剁机的分分类方式式很多，主要分分类形式式有以下下几种：按照有有无导轨轨，堆剁剁机可分分为有轨轨堆垛机机和无轨轨堆垛机机。有堆堆垛机需需沿巷道道内的轨轨道运行行；无轨轨堆剁机机又称为为高架叉叉车。在在立体仓仓库中运运行的主主要设备备有轨道道堆垛机机、无轨轨道堆垛垛机和普普通叉车车。这三三种设备备相比较较之下，有轨巷巷道堆垛垛机对巷巷到要求求宽度小小，对仓仓库的利利用率高高切作业业高度高高，可以以进行手手动、半半自动、自动和和远距离离集中控控制，但但

16、却必须须配备出出、入库库设备。无轨巷巷道堆剁剁机由于于无轨道道限制可可以服务务于两个个以上的的巷道，并可完完成高架架区外的的做业。按高度度不同，堆剁机机可分为为低层型型、中层层型、高高层形。低层行行起重机机一般起起升高度度在5mm以下，主要用用于分体体式高层层货架仓仓库及简简易立体体仓库中中，中层层型堆垛垛机的起起升高度度在5-15mm之间，而高层层型堆垛垛机的起起升高度度在155m以上上，主要要用于一一体式的的高层货货架仓库库中。按照驱驱动方式式不同，堆垛机机可分为为上部驱驱动式、下部驱驱动式、和上下下部相结结合的驱驱动方式式。按照用用途不同同，堆垛垛机可分分为桥式式堆垛机机和巷道道式堆垛垛

17、机。桥桥式堆垛垛机具有有起重机机和叉车车的双重重结构特特点，像像起重机机一样，具有桥桥架和回回转小车车，同时时具有固固定式和和可伸缩缩式的立立柱，立立柱上装装有货叉叉或者其其他取物物装置。桥式堆堆垛机的的堆垛和和取货是是通过取取货装置置在立柱柱上的运运动实现现的，但但由于立立柱的高高度限制制，桥式式堆垛机机主要适适用于112m以以下中等等跨度的的仓库，且航道道宽度较较大，适适用于笨笨重和长长大物料料的搬运运和堆垛垛，并可可服务于于多条航航道。巷道堆垛垛机沿货货架仓库库巷道内内的轨道道运行，使得作作业高度度提高；采用货货叉伸缩缩机构，使货叉叉可以伸伸缩，这这样就可可以使巷巷道宽度度变窄提提高仓库

18、库的利用用率；巷巷道堆垛垛机适用用于各种种高度的的高层货货架仓库库，除以以上优点点之外，巷道堆堆垛机还还要求有有较高的的运行速速度和生生产效率率、配备备出入仓仓库装置置较高的的制造和和安装精精度、多多节伸缩缩货叉或或货板、较高的的电气传传动调速速且制动动平衡、停车准准确、要要有安全全保护装装置等特特点22。1.11.2双双立柱巷巷道堆垛垛机的分分类巷道堆垛垛机按结结构不同同可分为为单立柱柱型巷道道堆垛机机和双立立柱型巷巷道堆垛垛机。单立柱型型巷道堆堆垛机的的机架结结构由一一根立柱柱、上横横梁和下下横梁组组成一个个矩形框框架。立立柱多采采用较大大的H型型钢或焊焊接制作作，立柱柱上附加加导轨。整车

19、质质量较轻轻，消耗耗材料少少，因此此制造成成本相对对较低，但结构构刚度比比双立柱柱差。由由于载物物台及货货物对立立柱的偏偏心作用用，以及及行走、制动时时产生的的水平惯惯性力的的作用，使单立立柱堆垛垛机在使使用上有有局限性性。不适适用于起起重量大大和水平平运行速速度高的的堆垛机机，适用用于重量量12tt以下，起升高高度在116m以以下的仓仓库。单单立柱堆堆垛机的的起升结结构普遍遍采用钢钢丝绳传传动，由由电机减减速机驱驱动卷筒筒转动，通过钢钢丝绳牵牵引载物物台沿立立柱或起起升钢轨轨作升降降运动。对于钢钢丝绳传传动，传传动和布布置相对对容易，但定位位准确性性稍差。双立柱机机构的堆堆垛机的的机架由由两

20、根立立柱和上上横梁、下横梁梁组成一一个长方方形框架架。立柱柱形式有有方管和和圆管。方管兼兼作起升升导轨，圆管附附加起升升导轨。双立柱柱堆垛机机的最大大优点就就是强度度和刚性性都比较较好，并并且运行行平稳。一般对对于起升升高度较较高、起起重量较较大和水水平运行行速度较较高的立立体仓库库堆垛机机，多采采用双立立柱结构构。双立立柱堆垛垛机的起起升机构构普遍采采用链条条（钢丝丝绳）传传动，由由电机减减速机驱驱动链轮轮（卷筒筒）转动动，通过过链条（钢丝绳绳）牵引引载货台台沿立柱柱或起升升导轨作作升降运运动。由由于链条条传动多多采用封封闭链或或配重装装置，受受空间尺尺寸限制制，传动动和布置置较复杂杂，但定

21、定位较准准确22。1.2设设计参数数表1.11 载重重量为33吨的双双立柱巷巷道堆垛垛起重机机的主要要性能参参数序号技术项目目技术指标标1主体结构构形式双立柱、单深位位、单货货台2货叉形式式单副伸缩缩式存取取货叉3适合高度度12m以以下4适合载荷荷小于3tt3最大走行行速度,m/mmin120(自动运运转时)4水平加速速度,mm/s0.4(自动运运转时)5最大升降降速度,m/ minn12（满满载）,20（空空载）6升降加速速度,mm/s0.5（自动运运转时）7最大伸叉叉速度20（满满载）,30（空载）8伸叉加速速度,mm/s0.4自自动运转转 表1.1 载载重量为为3吨的的双立柱柱巷道堆堆垛

22、起重重机的主主要性能能参数 续表表9水平走行行定位精精度,mmm510垂直升降降定位精精度, mm511伸叉定位位精度,mm512行走驱动动下部驱动动13升降驱动动电机带动动，钢丝丝绳牵引引14伸叉驱动动电机带动动链轮和和链条驱驱动15作业形式式单一和复复合循环环16供电方式式低部安全全滑触线线17控制操作作方式手动/自自动/在在线第2章 总体运运动方案案设计和和结构分分析2.1双双立柱巷巷道物流流堆垛起起重机的的总体运运动方案案设计因为与单单立柱相相比，双双立柱巷巷道堆垛垛机具有有强度和和刚性都都比较好好，运行行平稳且且定位准准确等优优点，被被广泛应应用于自自动化立立体仓库库中，结结合这一一

23、现状，我决定定对双立立柱巷道道堆垛起起重机进进行研究究和设计计。为使堆垛垛机能够够准确、快速、安全、自动搬搬运货物物出库，必须满满足以下下设计要要求：（1）具具备三维维运动功功能，能能在高窄窄巷道中中进行高高升降行行程作业业,可以以有效利利用仓库库空间,能适应应最高层层、 最最低层、其他层层货位及及站台货货位的存存、取货货物。货货叉长度度及伸叉叉行程适适应托盘盘深度及及货架宽宽度方向向尺寸（包括巷巷道宽度度），使使单元负负载得以以正确平平稳地方方入货位位中。在在存取货货时，堆堆垛机的的行走及及升降运运动能同同时动作作，且行行走及升升降速度度匹配，缩短了了作业时时间，即即沿巷道道来回运运动、载载

24、货台垂垂直运动动、货叉叉沿货架架方向伸伸缩运动动能同时时进行；（2）堆堆垛机的的结构设设计成熟熟可靠，结构具具有足够够的强度度及刚性性要求，运行稳稳定可靠靠，满足足一定的的定位精精度，重重复定位位精度不不能超过过10mmm；（3）具具备安全全保护措措施；（4）在在满足强强度、刚刚度和可可靠性的的前提下下，尽量量减小堆堆垛机各各部分的的重量，以减小小提升功功率和行行走时的的摩擦阻阻力；（5）所所有零部部件按标标准要求求采用优优质材料料制造，以提高高堆垛机机整机性性能；堆堆垛机需需调整的的零部件件以尽量量减少，以简化化维护工工作并延延长使用用寿命；（6）堆堆垛机起起升导轨轨光滑，保证堆堆垛机运运行

25、平稳稳；（7）保保护仓库库环境，避免货货物污染染受损。根据以以上设计计要求制制定双立立柱巷道道物流堆堆垛起重重机的总总体运动动方案。无轨堆垛垛机在使使用过程程中虽然然因为没没有轨道道而节约约了仓库库的地面面利用率率，但却却存在在在存取货货物时不不便于控控制的缺缺点，所所以我决决定针对对有轨巷巷道堆垛垛机进行行研和设设计。在在这个课课题中由由于采用用上下两两条轨道道作为堆堆垛机滑滑轨已经经可以保保证堆垛垛机沿伸伸叉方向向的平稳稳性，所所以上下下轨道我我均采用用单轨道道作为滑滑轨，这这样即可可以节轨轨道占地地空间又又可以节节约轨道道与机器器的制造造成本。堆垛机的的起升机机构多数数采用链链传动或或钢

26、丝绳绳传动，为了减减小体积积在这里里我采用用钢丝绳绳卷筒传传动；在在伸叉结结构中为为了保证证伸平稳稳性的高高精度采采用链轮轮链条传传动；在在控制行行走的部部分为了了达到体体积与平平稳性的的要求采采用皮带带轮传动动3。堆垛机结结构如图图2.11、2.2所示示 图2.1单立立柱堆垛垛机结构构简图 图图2.22双立柱柱堆垛机机结构简简图2.2主主要装置置2.2.1底架架是堆垛机机整体支支承座，由两端端的行走走轮支架架及钢板板组焊成成的矩形形梁构成成。堆垛垛机运行行时产生生的动负负荷及静静负荷均均由底架架传至行行走轮，底架具具有很好好的刚性性。2.2.2立柱柱 矩形截截面，减减小行走走运动时时的立柱柱

27、震动，维持走走行运行行平稳。 在立柱柱上加工工升降导导向槽，支撑升升降台上上下运动动，行走走时立柱柱上的导导向轮沿沿着天轨轨做直线线运动，防止立立柱左右右偏摆，有足够够的稳定定性。2.2.3升降降载货台台 为U型型结构，其竖支支架侧面面有深沟沟球轴承承可以在在立柱内内的导向向槽内沿沿着立柱柱升降，升降牵牵引机构构采用钢钢丝绳方方式。 升降载载货台水水平支架架上设有有货叉，可左右右滑动叉叉取货架架上的货货物或将将货物放放置到货货架上，货叉为为链轮链链条式驱驱动。2.2.4 行行走机构构 堆垛机机底部装装有的四四个行走走轮支撑撑整机重重量运行行 ,使使堆垛机机沿天地地轨方向向运动。堆垛机机的行走走

28、是由装装在后行行走轮轴轴上的带带制动的的减速电电机带动动的皮带带轮所驱驱动的。所选用用减速电电机通过过自身减减速使行行走更加加平稳可可靠。2.2.5升降降机构 以立柱内内侧的导导向槽为为导向，升降载载货台依依靠夹在在导向槽槽内的深深沟球轴轴承起导导向作用用以保证证上下运运行。由由减速电电机驱动动的升降降钢丝绳绳拉动升升降台上上下运动动。所选选用电机机通过减减速器实实现速度度降低，让升降降更加平平稳可靠靠。此电电机能将将载货台台稳定的的保持在在一定的的高度。升降部分分包括卷卷筒、滑滑轮。2.2.6货叉叉驱动机机构由减速电电机驱动动一个链链轮链条条机构，使得货货叉可以以伸缩取取货。电电机功率率很小

29、，在接触触障碍时时，电机机堵转不不会影响响堆垛机机和叉体体的安全全。所选选用电机机通过自自身减速速让升降降更加平平稳可靠靠。 货叉的的伸叉速速度可按按空载的的不同自自动调整整，且速速度曲线线柔顺平平滑，让让承载货货物保持持稳定4。2.2.7堆垛垛机的控控制装置置自动运行行的堆垛垛机控制制系统必必须具有有行走控控制、升升降控制制、位置置控制、速度控控制、货货叉控制制、安全全保护功功能、自自我诊断断故障的的功能等等多种控控制功能能。1、位置置功能位置控制制就是确确定堆垛垛机停止止在作业业位置的的功能。自动化立立体仓库库一般都都采用高高层货架架结构，以X、Y、ZZ坐标表表示货架架的行、列、段段的方向

30、向，用三三维坐标标表示货货物的位位置。为为了自动动确定位位置，也也就是为为了在某某一位置置发出减减速指令令使堆垛垛机减速速，在规规定位置置发出停停机信号号，就必必须检测测现在的的位置。本设计计中位置置的检测测可由在在个坐标标轴上按按一定的的间隔装装设的传传感器来来进行检检测。2、速度度控制 速度控控制包括括对提高高作业效效率有关关的高速速度，防防止货物物倒塌以以及不至至于使堆堆垛机发发生冲击击的加速速度和减减速度，以及为为便于高高精度定定位的最最终稳定定微速度度等的速速度控制制。3、货叉叉控制根据堆垛垛机出库库和入库库作业，伸缩货货叉向左左侧或右右侧进行行叉取操操作的顺顺序控制制功能. 4、安

31、全全保护装装置堆垛机的的立柱高高度达110米，载货台台的升降降速度也也达到220m/minn,而载载货台是是沿堆垛垛机立柱柱的导轨轨上下运运行的承承载结构构，上有有货叉机机构、驾驾驶室等等。为了了保证堆堆垛机正正常工作作，确保保操作人人员的人人身和货货物的安安全，其其上必须须配备完完善的安安全保护护装置。本设计计中设置置以下几几种保护护装置：（1）堆堆垛机货货叉上、下限自自动停止止保护 在堆垛垛机货叉叉在进行行升降运运动时，不能超超过导轨轨的上端端和下端端极限。因此可可以在上下下端各设设置一个个限位开开关来实实现该功功能。（2）载载货台负负荷限制制 在载货货台超载载时，发发出报警警信号并并切断

32、起起升机构构动力。当载货货台被托托住，钢钢丝绳松松弛时，也会发发出停止止运动的的报警信信号并切切断动力力。因此此可设置置热继电电器来作作为检测测装置，再安装装一个蜂蜂鸣器作作为警报报提示。（3）驾驾驶室的的安全保保护 为确保保驾驶室室里操作作人员的的人身安安全，驾驾驶室门门安全与与否非常常重要。可设置置一个限限位开关关来检测测其功能能，若发发现不安安全则堆堆垛机就就会完全全停止工工作。（4）速速度转换换装置 当堆垛垛机走到到轨道的的某一位位置时应应以高、中、低低速 的的某一速速度行进进时，就就需要通通过速度度装换装装置来实实现这一一功能。本设计计中可以以设置一一个接近近开关。（5）货货叉保护护

33、装置 堆垛机机在进行行工作过过程中，为了确确保当货货叉伸缩缩到一定定位置时时就回自自动停止止，可设设置一个个机械制制动器来来实现该该功能。（6）载载货台断断绳保护护装置 当钢丝丝发生断断裂时,能够自自动可靠靠的将载载货台停停止，避避免溜车车或坠车车事故的的发生.因此对对这种安安全保护护装置的的设计要要求是灵灵敏度高高、作用用可靠、冲击小小、结构构简单。本设计计中采取取连杆凸凸轮机构构来实现现这一功功能要求求。一旦旦钢丝绳绳断裂，弹簧通通过连杆杆机构使使凸轮卡卡在升降降机构的的导轨里里阻止载载货台坠坠落。正正常工作作时，提提杆平衡衡载货台台及其上上货物的的质量，弹簧处处于压缩缩状态，凸轮与与升降

34、机机构的导导轨分离离4。2.3本本章小结结本章对堆堆垛机的的组成进进行了详详细的介介绍，通通过设计计构思和和计算对对其重要要部件进进行了选选取。通通过综合合考虑对对整体方方案进行行了对比比，选取取了适合合自己的的最佳方方案。第3章 双立柱柱巷道堆堆垛机起起升装置置的设计计3.1电电动机的的选择计计算3.1.1选择择电动机机类型异步电动动机结构构简单、容易制制造、价价格低廉廉、运行行可靠、坚固耐耐用、运运行效率率较高。 变频调调速，可可满足堆堆垛机出出入库稳稳定操作作和高速速运行的的要求。变频调调速具有有启动性性能好、调速范范围宽、速度变变化平稳稳和完善善的过电电压过电电流保护护功能5。 按已知

35、知工作要要求和条条件选用用YVFF2系列列变频可可调速三三相异步步交流电电动机。3.1.2选择择电动机机容量工作机所所需功率率P为P= (2.1)式中：PP发动动机功率率（kww） FF作用用力（NN） VV运行行速度 电电机的输输出功率率P为P=KWW (22.2)式中，为为电动机机至滚筒筒轴的传传动装置置总效率率。取凸缘联联轴器效效率=00.999；滚动动轴承效效率=00.9995；蜗蜗杆传动动效；卷卷筒的传传动效率率，则=0.999，由 故 因载荷平平稳，电电动机额额定功率率只需稍稍大于即即可，查查Y2系系列三相相异步电电动机技技术手册册，选取取电动机机额定功功率=111KWW，即所所选

36、电动动机型号号为YVVF2-1800L-883.2钢钢丝绳和和滑轮设设计（1）钢钢丝绳的的选择3.5 本章小小结本章主要要对堆垛垛机的升升降机构构进行了了设计和和计算，并对其其中的重重要部件件进行了了校核计计算。符符合自己己的设计计。第4章 堆垛机机伸缩货货叉机构构的设计计计算4.1伸伸缩货叉叉的扰度度与强度度 所设计的的货叉是是指货叉叉插入货货架中的的部分,应以厚厚度尽量量薄,同同时货叉叉前端的的扰度控控制在最最小，作作为设计计的目标标.货叉各参参数如下下:W: 载荷I ,II, II: 分别别为下叉叉 中叉叉 上叉叉的重力力方向的的惯性矩矩E: 材材料的纵纵弹性系系数4.1.1下叉叉的受力

37、力分析:如图4.1所示示 图44.1下下叉的受受力分析析进行受力力分析时时，在AAC段内内取距AA端为xx的任意意截面为为研究对对象，则则该截面面上产生生的反力力P=W l/bb ax l时的的弯矩方方程为： M= - P(x-aa) （4.1）用积分法法求得BBC端截截面转角角为： i = ii-dx= i- +(xx-a) （4.22）BC端截截面挠度度为：= ixx-dxx= iix-+(x-aa) （4.33） 当x= 0时,A端的的截面转转角 ii= -( +b) （4.44）当x=ll时，将将式（44.3）代入式式（4.2）和和式（44.1）中，分分别算得得在c点点处的转转角和挠挠

38、度。 = - （4.5）= -ll （4.66）4.1.2 中叉的的受力分分析如图4.2所示示：因载载荷W的作用用，在bb间产生生反力PP,P， 图44.2 中叉的的受力分分析计算算进行受力力分析时时，在BBF段内内取距左左端为xx的任意意截面为为研究对对象当时，可可算得其其转矩方方程为: MM= PPx=x （44.7）用积分法法算出其其转角 ii= -+ii （44.8）挠度为： = -+ ixx+ （4.99）当 x=b时，B端的的截面转转角 ii= （44.100）当x=bb时，将将式（44.6）代入式式（4.4）和和式（44.5）中，分分别算得得此段的的转角和和挠度 i= - （4.

39、111） = - （4.12）如图4.3所示示：将bb段作为为刚性,c点作作为固定定端（即即视为悬悬臂梁）考虑,并设由由于W在在中叉产产生的反反力为PP和P,而而由这些些反力作作用在货货叉前端端产生的的 图图4.33 受力力分析转矩方程程为：M= - P(x-dd)+ PPx （4.113）以固定端端E视为为坐标原原点，算算得：PP=W 以固定端端D视为为坐标原原点，算算得：PP=W用积分法法算出其其挠度为为：= -ddx= - Px- PP(x-dd) （4.14）当x=ll时，代代入式（4.77）算得得：= -(e+d) l-ee(l-d) （4.115）i= -dx= - （4.116）

40、当x=ll时，代入入式（44.8）算得：i= -e(l-d)+(e+dd)l （44.177）所以 = i(l-l) 4.1.3 前叉的的设计分分析载荷W在在d区间间产生的的反力有有P, P，在在E点的的倾斜角角为i，挠度为为，受力力分析如如图4.4所示示：图4.44 前叉叉的受力力分析转矩方程程为：MM=x 用积分法法算出其其转角为为：i= -+ii （4.118）挠度为：= -+ix+ （44.199）当x=dd时，DD端的截截面转角角i= （44.200）当x=dd时，将式（4.111）代代入式（4.99）和式式（4.10）中，分分别算得得此段的的转角和和挠度：= - = -(l-l)因

41、此，设设载货台台和立柱柱为刚性性时，伸伸缩货叉叉工作的的总扰度度为 总总=+注：当托托盘货架架进深为为11000mmm时，值值应控制制在100155mm8。4.2货货叉各参参数的选选择a=6550mmm b=4400mmm c=2000mmm d=4000mmm e=1150mmml=10000mmm ll=6000mmm l=7550mmm l=1120mmm故可取上上叉、下下叉、中中叉长为为：L= ll=25=11100mmm L=bb+c+d+225=111000mm L= l-c+ 225=111000mm上叉为板板状，并并取其宽宽也为111000mm，厚度取取1000mm，其余数数据

42、见装装配图上上标注。因各数据据取值都都较大，故能满满足条件件。 4.3货货叉内部部零件的的选取与与校核4.3.1 轴轴承的选选取校核核设计选取取货叉伸伸缩机构构的工作作速度为为10mm/miin,则则每各轴轴承所承承受的压压力为FF=15500110/44=37750NN转速为nn=1000000r/d (r/mmin), 取取C=1110 则 d=C=1110d=166.2mmm取d=220mmm, 则n=1000000/200=1559.22r/mmin 查表，选选择深沟沟球轴承承，代号号为64404其基本参参数为：d=200mm D=722mm B=199mm cc=3110000N c

43、c=1552000N 径向载荷荷F=15500110/44=37750NN轴向载荷荷F=0N F/ F=00e=0.226查表得xx=1 y=0P=x F+yy F= F=37550N又查表得得：f=1.1 f=11 ff=0.4855 ff=2.29 f=1C= PP=37550=119.44kN31.0kNN= cc轴承的额额定静载载荷P=0.6 FF+0.5 FF=2225037550N因P F 故故取 P= F=33.755kNh=660000h 故轴承承寿命满满足条件件。则轴轴承选取取合适。4.3.2 齿齿轮的选选取校核核1、选取取齿轮为为45钢钢，调质质处理，齿面硬硬度HBB=21

44、172255，平均硬硬度为22362、初步步计算传传动尺寸寸为软齿面面开式传传动d= （1）转转矩T=9.55PP/n=1162.43dd Nmm（2）设设计时，因V值未知知，K不能确确定，故故可初选选K=1.4（3）取取齿宽系系数=11.1（4）取取弹性系系数Z=1899.8（5）初初选螺旋旋角=112，取取节点区区域系数数Z=22.466（6）初初选Z=23，齿条ZZ=则得重合合度=1.888-33.2（1/ Z+11/ ZZ）ccos=1.77取轴面重重合度=0.3318ZZtg=11.777取重合度度系数ZZ=0.7655(7) 取螺旋旋角系数数Z=00.999(8) 许用接接触应力力

45、由式=取接触疲疲劳极限限应力为为=5995MPPa齿轮的应应力循环环次数分分别为NN=600naLL=1.08取寿命系系数Z=1.06 取取安全系系数S=1.0则=6330.77 MPPa（9）齿齿轮的分分度圆直直径d,初算算为u=Z/ZZ= 故则d=1300mm3、确定定传动尺尺寸（1）计计算载荷荷系数取使用系系数K=1.0因V=mm/s取动载系系数K=1.15取齿向载载荷分布布系数KK=1.11取齿间载载荷分配配系数KK=1.2故K= K KK K KK=1.53（2）对对修正dd=1333.99mm（3）确确定模数数m=dccos/Z=55.699 取取m=6（4）故故d=1441mmm

46、 并取取b=550mmm4、校核核齿根弯弯曲疲劳劳强度=式中各参参数：(1) 各值同同前(2) 因当量量系数ZZ=Z/coss12=23.5故取齿形形系数YY=2.64，应力修修正系数数Y=1.58(3) 取重合合度系数数Y(4) 取螺旋旋角系数数Y(5)许许用弯曲曲应力取弯曲疲疲劳极限限应力MMPa取寿命系系数Y， 取安全全系数SS 故 =1.0 MMPa则 =4.229MPPa1176MMPa=故能满足足齿根弯弯曲疲劳劳极限。 设计计合理。4.3.3 链链轮链条条的选取取校核设轴径dd=800mm，链传动动比i=1链速n=V=79.6r/minnP=0.11、选择择链轮齿齿数：初初步确定定

47、Z=2112、定链链的节距距取K，齿齿数系数数K，多排排链系数数K所需传递递功率为为kW由此，可可选取满满足条件件的088A链，P=122.7mmm 3、定链链长、中中心距初定中心心距a=400p，则链链节数L=1001节链长L=LP/10000=1101112.77/10000=1.228m中心距aa=5008mmm中心距调调整量mmm实际中心心距mmm4、求作作用在轴轴上的力力工作拉力力F=10000PP/V=15000N作用在轴轴上的压压力F=1.2F=18800NN轴径mmm取d=116mmm 取取轮径DD=800mm计算结果果总汇：链条规规格：008A单单排链，1011节，长长1.2

48、28米，大小轮轮齿数都都为211，中心心距mmm，压轴力力F，轴径径d=166mm，轮径DD=800 mmm【100】。4.4货货叉伸缩缩装置中中的电机机和减速器器的选取取齿轮5的的转速为为电机功率率：P=/=00.555kw选取电机机功率为为1.11kw，电机型型号为：YVFF2-990S-6转速为9980rr/miin,安装型型式选取取B3为此，减减速器的的传动比比为i=9880/445.117=221.77则选取减减速器型型号为TTZSDD1122【122】。4.5本本章小结结本章对堆堆垛机的的货叉机机构进行行了设计计，分别别对上叉叉、中叉叉、下叉叉等进行行了结构构计算和和力的分分析。最

49、最后确定定了货叉叉的各部部分参数数。第5章 堆垛机机行走机机构的设设计计算算5.1 堆垛机机行走轮轮的设计计计算2、选定定带型根据=66.6KWW和,查表表确定为为P-II型。3、传动动比为 （5.8）由行走速速度初步步确定小小带轮的的转速为为则4、确定定小带轮轮基准直直径由大带轮轮与电机机同轴确确定大带带轮基准准直径为为电机的的输出轴轴直径，即则小小带轮的的基准直直径为 （5.99）则5、带速速为 （5.10）则此处6、初定定轴间距距按要求取取7、所需需基准长长度为 （55.111）则 :选取基准准长度为为6099mm。8.实际际轴间距距为 （5.12）则（1）安安装时所所需最小小轴间距距为

50、 （55.133）查表得，则张紧或补补偿身长长所需最最大轴间间距为 （55.144）则9.小带带轮包角角为 （5.15）则10.带带轮的结结构简图图如图55.1所所示： 图5.1皮带带轮结构构简图5.4 行走机机构减速速器的选选取行走机构构中的减减速器可可根据机机构的传传动比从从标准中中选用。行走机构构的传动动比由下下式确定定： （5.16）式中， 电动动机额定定转速；车轮轮的转速速代入相关关数据到到式（55.7）中算得得：=3.446可选取减减速器的的标准型型号为SSEW型型R665.5行行走机构构联轴器器的选择择联轴器的的具体规规格根据据载荷情情况、计计算转矩矩、轴直直径和工工作转速速来选

51、择择。计算算转矩有有下式确确定： （55.177）48.7Nm = 由设计手手册选取取弹性柱柱销联轴轴器HLL2。它它的许用用转矩为为2155Nm，半联轴轴器材料料为钢时时，许用用转速为为56000r/minn6。5.6本本章小结结本章主要要对堆垛垛机的行行走机构构进行了了设计，对其中中的重要要部件进进行设计计计算。第6章 双立柱柱巷道堆堆垛机机机体支架架设计6.1 机架设设计计算算的准则则和要求求机架设计计的准则则1、工况况要求任何机架架的设计计首先必必须保证证机器的的特定工工作要求求。例如如，保证证机架上上安装的的零部件件能顺利利运转，机架的的外形或或内部结结构不至至有阻碍碍运动件件通过的

52、的突起；设置执执行某一一工况所所必须的的平台；保证上上下料的的要求、人工操操作的方方便及安安全等。2、刚度度要求在必须保保证特定定外姓条条件下，对机架架的主要要要求是是刚度。例如，机床的的零部件件中，床床身的刚刚度则决决定了机机床的生生产率和和加工产产品的精精度；在在齿轮减减速器中中，箱体体的刚度度决定了了齿轮的的啮合性性及运转转性能。3、强度度要求对于一般般设备的的机架，刚度达达到要求求，同时时也能满满足强度度要求。但对于于重载设设备的强强度要求求必须引引起足够够的重视视。其准准则是在在机器运运转中可可能发生生的最大大载荷情情况下，机架上上任何点点的应力力都不大大于允许许应力。此外，还要满满

53、足疲劳劳强度的的要求。4、稳定定性要求求对于细长长的或薄薄壁的受受压结构构及手弯弯-压结结构存在在失稳问问题，某某些板壳壳结构也也存在失失稳问题题或局部部失稳问问题。失失稳对结结构回产产生很大大的破坏坏，设计计是必须须注意。5、美观观目前对机机器要求求不仅要要能完成成特定的的工作，还要使使外形美美观。6、其他他如散热的的要求；防腐蚀蚀及特定定环境的的要求；对于精精密机械械、仪表表等散热热变形小小的要求求等。6.1.2 机架设设计的一一般要求求在满足机机架设计计准则的的前提下下，必须须根据机机架的不不同用途途和处所所环境，考虑下下列各项项要求，并有所所偏重。机架的重重量轻，材料选选择合适适，成本

54、本低。结构合理理，便于于制造。结构应使使机架上上的零部部件安装装、调整整、修理理和更换换都方便便。4、结构构设计合合理，工工艺性好好，还应应使机架架本身的的内应力力小，由由温度变变化引起起的变形形小。（1）抗抗震性能能好。（2）耐耐腐蚀，使机架架结构在在服务期期限内尽尽量少修修理。（3）有有导轨的的机架要要求导轨轨面受力力合理，耐磨性性好114。6.2机机架的设设计步骤骤1、初步步确定机机架的形形状和尺尺寸。根根据设计计准则和和一般要要求，初初步确定定机架结结构的形形状和尺尺寸，以以保证其其内外部部零部件件能正常常运转。并要求求机架能能够在巷巷道内无无阻碍的的运行。图6.11机架结结构简图图2

55、、根据据机架的的制造数数量、结结构形状状及尺寸寸大小，初定制制造工艺艺。3、分析析载荷情情况，载载荷包括括机架上上的设备备重量、机架本本身重量量、设备备运转的的动载荷荷等。对对于高架架结构，还要考考虑风载载、雪载载和地震震载荷。确定结结构的形形式，采采用有双双槽的立立柱，以以保证货货叉在升升降过程程中不侧侧翻。4、针对对以上所所述的各各项要求求与准则则，结合合双立柱柱巷道堆堆垛起重重机在自自动化立立体仓库库中的工工作状况况，并考考虑到双双立柱巷巷道堆垛垛起重机机自身各各个装置置与机构构间的配配合情况况，确定定机架的的基本尺尺寸：机架高为为12mm，两个个立柱之之间的距距离为118000mm，每

56、个立立柱的长长为3660mmm，宽为为2400mm，立柱中中中设有有双槽，以保证证货叉在在运动过过程中的的平稳性性；上横横梁为3360*3000中间空空心的方方钢；下下横梁是是厚度为为3000mm、宽为112000mm中中空的钢钢板，用用以保证证双立柱柱巷道堆堆垛起重重机的承承载能力力155。6.3 其他装装置设计计和选择择1、供电电系统堆垛机的的移动供供电装置置，一般般采用滑滑触供电电装置和和电缆供供电方法法。根据据自动化化仓库的的特点，应满足足高速度度、无需需检修、耐用、无脱线线现象等等。堆垛机采采用底（顶）部部滑触线线供电方方式，滑滑触线设设置符合合使用安安全及易易于保养养的要求求。2、

57、电气气设备 主要要包括电电力拖动动、控制制、检测测和安全全保护。在电力力拖动方方面，目目前国内内多用的的是交流流变频调调速，交交流変极极调速和和可控硅硅直流调调速。对对堆垛机机的控制制一般 采用可可编程序序控制器器、单片片机、单单板机、计算机机等。堆堆垛机必必须具有有自动认认址、货货物虚实实等检测测以及其其他检测测，电力力拖动系系统同时时满足快快速、平平稳和准准确三个个方面的的要求3、天地地轨天地轨是是整个堆堆垛机的的承载部部件，因因而天地地轨必须须有足够够的刚度度。天地地轨分别别固定在在货架及及地面上上。天地地轨的全全长除能能涵盖堆堆垛机最最大作业业范围外外，两端端头还保保留有适适当缓冲冲长

58、度。每段地轨轨结合面面以455度对接接，对接接处有一一定高度度差限制制要求。（1）天天地轨安安装后直直线度公公差如下下：地轨安装装后直线线度公差差在2000mmm测量长度度应不大大于0.5mmm地轨全长长测量长长度内应应不大于于3mmm天轨安装装后直线线度公差差在2000mmm测量长度度应不大大于0.5mmm天轨全长长测量长长度内应应不大于于4mmm（2）安安装后天天地轨间间相互位位置公差差天轨上表表面于地地轨下表表面之间间距离误误差应不不大与88mm天轨与地地轨之间间的水平平错位不不大于55mm4、安全全装置堆垛机是是一种起起重机械械，它要要求在又又高又窄窄的巷道道内高速速运行。为了保保证人

59、身身及设备备的安全全。堆垛垛机必须须配备有有完善的的硬件及及软件的的安全保保护装置置，并在在电气控控制上采采用一系系列连锁锁和保护护措施。除了一一般起重重机常备备的安全全保护措措施（如如各机构构的终端端限位和和缓冲、电机过过热和过过电流保保护、控控制电路路的零位位保护等等）外，还还应根据据实际需需要，增增设各种种保护。主要有有如下安安全保护护装置。（1）水水平极限限保护在巷道两两端点均均设置强强制减速速检测装装置及紧紧急停止止极限开开关，堆堆垛机在在接近巷巷道两端端时，先先减速缓缓行而后后定位停停止，避避免超程程行走。如在正正常范围围内仍未未停止，则紧急急停止极极限开关关将迫使使堆垛机机停止运

60、运行。（2）缓缓冲器正常状态态下堆垛垛机不触触及缓冲冲器，万万一电器器线路故故障，发发生超程程行走时时，设置置于巷道道两端的的缓冲器器能将堆堆垛机制制动住。缓冲器器为聚氨氨脂橡胶胶，可以以吸收堆堆垛机意意外超程程行走时时的冲力力。（3）垂垂直极限限开关在立柱两两端点均均设置强强制减速速检测装装置及紧紧急停止止极限开开关，堆堆垛机升升降载货货台在接接近立柱柱两端时时，先减减速缓行行而后定定位停止止，避免免超程升升降。如如在正常常范围内内仍未停停止，则则紧急停停止极限限开关将将立即迫迫使堆垛垛机升降降载货台台停止。（4）断断绳保护护装置当载货台台的牵引引钢丝绳绳断裂时时，断绳绳保护装装置将抱抱死载