单立柱巷道式堆垛机机械设计说明书

------------------------------------------------------------攀枝花学院本科毕业设计(论文)学生学号：201210601197 院(系)：机械工程学院年级专业：2012级机械设计制造及其自动化 指导教师：陈新德讲师二〇一六年六月------------------------------------------------------------摘要本文详细论述了普遍应用在现代大中型企业中的单立柱有轨巷道式堆垛机的设计方堆垛机是自动化立体仓库中专用起重机。它能够在自动入指定的货格，或者从货格构以及安全机------------------------------------------------------------ABSTERCTStackercranesisthemostimportantpartoftheautomationthree-dimensionalfkgnschemeofstackingcrane,thenfororganizationanalyzebyforceconditionhecknuclearnecessarilyanddefiniteeverynumericalThisGraduationDesignusemanykindsofModernDesignsofthecrane,cyKeywords:Automationthree-dimensionalstorehouseStackerCraneMovement------------------------------------------------------------ I 1..2研究的内容及设计思路......................................................2 ------------------------------------------------------------ 7.5.2安全操作规程 30 ------------------------------------------------------------引言代物流作为工业化进程中最为经济重视。随着全球物流事业的快速发提高企业生产率、降低生产成本起也越来越受到青睐。其核心设备—巷道堆动化接进行人工处理的情况下自动存取物料的堆垛机的应用特点入手，着重就堆垛机的结构设计进行初步的研究。其用途是在自动化立体仓库的货架巷道上来回穿梭运行，讲位于巷道口的货物存入货格，，利用货叉在立柱上的上下。自动化立体仓库最早诞生在美国，进入20世------------------------------------------------------------界上拥有自动化仓库最多的国家。自动------------------------------------------------------------前糊控制0长。其中，最具代表性的是我国率、降低储运损耗、减少流动资(1)堆垛机的机架的设计计算；(2)堆垛机的货叉伸缩机构的设计计算；(3)堆垛机的行走机构的设计计算；(4)堆垛机的升降机构的设计计算；(5)堆垛机的安全机构的设计计算。：架方向伸缩运动；------------------------------------------------------------(4)在满足强度、刚度和可靠性的前提下，尽量减小堆垛机各部的重量，以减小提升功率和行走时的摩擦阻力;机的起重小车上悬挂一个门柱，利物，通常称之为桥式堆垛机。但通高，而巷道堆垛机沿货架仓库巷道一一说明。1)起重重量PLLLL工工作荷轻中短ⅡⅢⅠⅡ长ⅠⅠ------------------------------------------------------------ⅢⅢ重Ⅳ2)水平载荷SH及起重质量必然会产生与其加速HL走时=0.0005v3)风力载荷SWWW堆垛机工作时，风压力q=1742.74hm4)起升冲击载荷SR冲击载荷很大，设计时应另行考5)载荷状态GGLHGLHWCSS+SGLH2堆垛机的整体结构设计方案具体工作环境，本次设计的1.水平行走机构2,.下横梁3.伸缩机构4.立柱5.拉升机构6.上横梁(1)升降机构有电动机、制动器、减速器、卷筒、钢丝绳及防落安全装置组成。升(2)水平行走机构有电动机、联轴器、制动器、减速器和行走轮组成。在其顶部设置导向轮沿固定在货架上弦的上轨道导行。下轨道设置两个行走轮沿敷设在地面上的单轨运00------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------调速的性能最好,调速范围大,稳定性好,伸缩机(1)由于机架采用单立柱结构，整机重量小，结构紧凑，作业时，驾驶员的视野较好，但由于载货台和货物对单立柱的几何力矩作用可能会造成立柱的扭曲和变形，使整机方向，能存取货物；(3)金属结构件除应满足强度和刚度要求外，还要有较高的制造和安装精度。(4)采用专门的叉取货物的装置，常用多节伸缩货叉或货板机构。(5)各电气传动机构应同时满足快速、平稳和准确的要求。(6)为保证人生和设备的安全，堆垛机必须配备有硬件及软件的安全保护装置，上设置报警系统，当堆垛机出现故检测现在的位置。本设计中位置的器来进行检测。速度控制包括对提高作业效率有关的高速度,防止货物倒塌以及不致于使堆垛机发生冲击的加速度和减速度,以及为便于高精度定位的最终稳定微速度等的速度控制。------------------------------------------------------------机构、驾驶室等。为了保证堆垛机正常工作,确保操作人员的人身和货物的安全,其上必须配备完善的安全保护装置。本设计中设置以下几种保护装置:1)货叉上、下限自动停止保护在堆垛机货叉在进行升降运动时,不能超过导轨的上端和下端极限。因此可以在上下端各设置一个限位开关来实现该功能。2)载货台负荷限制在载货台超载时,发出报警信号并切断起升机构动力.当载货台被托住,钢丝绳松弛时,也会发出停止运动的报警信号并切断动力。因此可设置热继电器来作为检测装置,再安装器作为警报提示。为确保驾驶室里操作人员的人身安全,驾驶室门安全与否非常重要。可设置一个限位开关来检测为使堆垛机能够在轨道上平稳运行，因此必须依靠车轮来实现这一运动。4)速度转换装置堆垛机在进行工作过程中,为了确保当货叉伸缩到一定位置时就回自动停止,可设置一个机械制动器来实现该功能。6)载货台断绳保护装置当钢丝发生绳断裂时,能够自动可靠的将载货台停止,避免溜车或坠车事故的发生.因此对这种安全保护装置的设计要求是灵敏度高、作用可靠、冲击小、结构简单.本设计中采取连杆凸轮机构来实现这一功能要求。一旦钢丝绳断裂,弹簧通过连杆机构使凸轮卡在升降机构的导轨里阻止载货台坠落.正常工作时,,提杆平衡载货台及其上货物的质量,弹簧处于压缩状态,凸轮与升降机构的导轨分离。该装置原理如图2.2所示.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3堆垛机机架的结构设计计算横梁联接而成。通常有单柱式和部支承式和安装在地面上的下部支承式。不论哪种型式都带有伸缩货叉和人工驾驶室(有时也没有)。立柱上附加导轨，使载货台沿导轨上下升降，同时还能够靠地上和顶上的导轨保持走行稳定和支持货叉伸出进当柱端振动和货叉前端的挠度一超满足足够的强度和刚度要求。：Qkghm)；决该类问题，本设计中按1自重引起的弯矩Mq=ql2=60.061099=5.96KN.mQQ式(3.1)式(3.2)将(3.2)式带入(3.1)式得：3118.9103b3=109mm2118106设计时初选槽钢200737(高*腿长*腰厚)，截面面积=28.83,单位长度重量max[9]------------------------------------------------------------9=ql3------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4堆垛机伸缩货叉机构的设计计算的结构设计1.下叉2.固定轮3.张紧轮4.驱动轮5.固定轮6.链条定体选型F=WG=0.85×5000=8500Nf故选电机型号为EI801-4的电磁制动三项异步电机，额定功率为0.55kw。转速为390r/min。的设计计算(1)选择链轮的齿数Z和Z12------------------------------------------------------------221(2)选定链节数L初选中心距a=40p，则链节数为L=0+12+初选中心距a=40p，则链节数为L=0+12+(21)2=80+21=101Pp2a2几0P(3)确定链节距p工况系数K=1,链轮齿数K=0.9多排链系数K=1，所以链条的额定功率AZM0K1M选择链条型号为08A的单排链，抗拉载荷13.8KN，链节距p=12.7mm。中心距a=40p=412.7=500mm0(4)确定中心距理论中心距a=「]「]p1aZZ1齿根圆直径d=d-d=85-7.95=77.05mm,取77mm。f1f和扰度的计算机在运行过程中下图：------------------------------------------------------------1.下叉板2从动链轮1(下叉)3.张紧轮4.电机(主动轮)5.从动轮26.上叉板图4.2货叉结构简图123abc为bbcb0.18&&&6EI+i6EI+ix+&00i==+i=dx2EIb022222当x=b时，&=0，&=0，所以i=cQ006EIi=i=06EI22223EI3EI122bc22求得F=cQ=2941Ni=bi=b=0.426EI因此i=i+i=0.9412F=Q+cQ=10294N&=b=2.526EI(a+b)&=&+&=4.362货叉在叉取货时的最大扰度一般规定不超过5mm，根据以上式子可知，货叉结构设计合要求------------------------------------------------------------5堆垛机行走机构的设计计算回穿梭运行，实现货物的存取要围大，应用比较广泛，适合于各种高度的装在堆垛机门架的上定的间隙夹持在导轨的两侧，从而防止装在门架的上部。这种驱动方式的优点减计大增加附加载荷，使堆垛机运行扭击，转动惯量小，过载能------------------------------------------------------------，需要在运行机构中设置一个制虑堆垛机能平稳工作，本设计中机的全部自重，并能使堆综合堆垛机的具体工作场合和性能要求(刚度强度的要求)，并进行市场调查进行成本考C、Mn较高的钢材轧制而成 。目前，常用的轨道主要有以下三种：起重机钢轨、铁路钢轨和方钢。综合堆垛机的具体工作场合和性能要求(刚度强度------------------------------------------------------------P=Fvjj式中FjjQDfF=(F+G)(d+2f)jQDf式(5.1)式(5.2)ffj将相关数据带入式(5.2)中，算得：F=20050N，并将其结果带入式(5.1)，最后j式(5.3)式(5.4)P'=KD'(B-2r)式(5.3)式(5.4)m式中，P'—允许载重量(kg)；D'—车轮的踏面直径(cm)；B—钢轨宽(cm)；r—钢轨头部的圆角半径(cm)；K—许用应力系数(kg/cm2)；v—走行速度(m/min)；k'—许用应力(球墨铸铁的许用应力为50kg/cm,即5MPa)。------------------------------------------------------------P'=1500kg将以上数据带入式(5.3)，式(5.4)中算得：D'=8.5cm计算轮压选取，其计算公式为：P=030P—疲劳计算轮压(N)；0Pmax—工作时最大允许载重量)；Pmin—正常工作时最小轮压(N)；PD0PCCLK121式(5.5)式(5.6)D车轮的轴径为d=C3P/n=14mm，为满足选择合适的轴承，取d=15mmminnini=mn代入相关数据到式(5.7)中算得：i==4.48ZDY(低速级中心距为160)。------------------------------------------------------------转速来选择。计算转矩有T=T=KTcAP29AcAc------------------------------------------------------------6堆垛机升降机构的设计到达指定的货格位置时，制动器动货物。目前，起重机常用的柔性件主要度高、承载能力大，弹性好，能承实现该功能。在钢丝绳的使用寿命。但当起升重物所增加。多层卷绕卷筒虽可以减钢丝绳的卷绕速度或作用卷筒上选取------------------------------------------------------------方案对比：绕线式异步电机的转子电阻可以调节，因此起动电流不是很大，通常不—6倍，调速性能差，不能承受较频。根据具体工作环境，堆垛机转动惯量小，过载起升机构的传动装置。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.电动机2.联轴器3.减速器4.联轴器5.滚筒6.链标准化，因而使用范围普量轻，但效率低，寿命较短，在长期连取二级圆柱齿轮减(2)输出(入)轴的配置根据机械设计手册输出(入)轴有以下四种备选方案。轴在弯矩作用下------------------------------------------------------------较平稳1.电动机2.联轴器3.减速器4.联轴器开式相比载荷沿齿宽分布均，低速级可用直齿或人字相同，但轴向尺寸和重量都出轴只承受转矩，中间轴只本设计最终确定选轴，用联轴器与卷筒相连。的制动转矩应为相当于额定载重量的货------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------制动时轴上产生较大的称的瓦块磨损均匀，制动力点是制动力矩较小，与带式制动器不受弯曲作用，可用较小的轴向压矩的要求，本设计中选用钢丝绳中最大静拉力可根据式(6.1)来确定：FanBQQnB—滑轮组总效率；代入相关数据到式(6.1)中估算得钢丝绳中最大静拉力Smax=7653N可根据式(6.2)确定钢丝绳的直径：C—与工作级别有关的选择系数，本设计中选取0.093代入相关数据到式(6.2)中算得dmin=8.14mm则根据钢丝绳的最小直径在其产品性能中选取型号为：B其公称直径为9.2mm,公称抗拉强度为1550MPa。卷筒的直径可根据式(6.3)进行计算：------------------------------------------------------------D1minhdh—与工作级别有关的选择系数，本设计中选取14；式(6.3)代入相关数据到式(6.2)中算得：D1min128.8mm。设计中取D1min=130mm。卷筒的壁厚可根据经验公式(6.4)进行计算：11mm卷筒的转速可根据式(6.5)进行计算：带入相关数据到式(6.5)中算得：卷筒的转速n=45r/min式(6.4)式(6.5)选择n率可根据式(6.6)进行计算：FV式(6.6)Q式中F—最大起升载荷(其中包括货叉和附件重量)；Q代入相关数据到式(6.6)中算得：P=5.6KW，所选择的电动机的额定功率应满足式(6.7)：JJPK.P(KW)JJJK0.80；JJ代入相关数据算得：电动机的额定功率P=4.48KWJ------------------------------------------------------------ni=mn代入相关数据到式(6.8)中算得：代入相关数据到式(6.8)中算得：i==12.93------------------------------------------------------------7堆垛机维修与保养及其操作规程全工作和延长使用寿命的基日常维护1)立柱上下横梁是否变形和扭曲2)货叉变形情况，导向面和导向轮的磨损程度3)各焊接件和铸件是否开裂、腐蚀；螺栓、定位销、铆钉是否松动4)起升钢丝是否损坏5)升降导轨是否变形、扭曲、松动6)过载松绳安全装置及断绳安全装置是否磨损7)要求按时补充和更换润滑油，经常保持装备的整洁，本机的各机构都采用分散2)钢丝绳损坏，及时更换换4)货叉伸缩定位不准时，检查是否链条松弛所致，此时需要及时更换调整链条------------------------------------------------------------、对堆垛机进行手动操作的时低速前进、低速后退：堆垛机以7.8M/Min的速度运行，作用范围前进限位~后退限MMin3列，以20M/Min的速度运行，作用范围33~前进减速，以7.8M/Min的速度运行，作用范围前进减速~前以7.8M/Min的速度运行，作用范围后退减速~后低速起升、低速下降：堆垛机以4.8M/Min的速度运行，作用范围上升限位~下降限的速度运行，作用范围上升减速~上升限位。高速下降：堆垛机以30M/Min的速度运行，作用范围上升限位~下降减速,以4.8M/Min的速度运行，作用范围下降减速~下降限位。低速左伸、低速右伸：货叉M/Min的速度运行，作用范围左限位~右限位。MMin位。在操伸到左限位，而应该(参考方位：以站立在堆垛机上的操作员操作时的方位为参考方位)垛机前进、后垛机前进、后退与起升、下降------------------------------------------------------------板上进行操作。单机态入库输送机与堆垛机不能联系统默认的状态位，右边的输送机进入单机自动状态时，要做以下1)查载货台是否有货。有货时，如果需要把货物出库，把货物直接手动放到出库作。2)操作时，先确认出/入库单据。单据确认后，根据单据输入出入库指令。根据