堆垛机设计-毕设论文

Ff?2(P1?P2)f KN （6-5）

式中f滚动摩擦系数，我们采用钢制滚轮其摩擦系数：f=0.08，

(2)

提升绳的张力为：

T1?(W?Ff)/? KN （6-6） 式中?为提升系统的效率，可取?=0.98-0.99。

图6.2 XOZ平面受力图 图6.3 提升系统力学简图

(3)

立柱顶部压力

F?3T1?G滑轮?G上横梁 （6-7）

其中G滑轮和G上横梁分别为顶部滑轮及上横梁的重量·

由以上分析知立柱在两个平面内都承受外载荷的作用，但在XOZ平面的力只有在堆垛机停止，货叉伸出取货时才存在，所以，我们对立柱只进行YOZ平面的受力分析。

4．YOZ平面内：当载货台位于最高位置且满载时，以最大加(减)速度起(制)动时，立柱处于最不利情况。此时如图6-4所示。堆垛机立柱受到惯性均布力q、载货台惯性力P、载货台的偏心力矩的共同作用。立柱的横向力矩为：

q?m0am0:立柱单位质量 （6-8）

P=(Q+G1?G5?G6)a KN （6-9）

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M=P(H-h-s)+H2qv/2?P1s KN.M （6-10）

5．弯矩放大系数见图6.4，在该平面立柱受轴向力F，横向力p，q和偏心力矩的共同作用下是压弯构件。我们简化认为轴向压力始终平行于Z轴，而且在立柱上作用有一定的弯矩，所以立柱弯曲变形由图6.5示。图中G滑轮是横向力和偏心力矩的共同作用在顶端产生的挠度值，在轴向力F作用下，挠度由f0增大到f，根据弹性变形分析

图6.4 YOZ平面内受力简图 图6.5 YOZ面内立柱挠曲变形示意图

f=f0/(1?a) （6-11）

式中：a=F/Fk是立柱中心受压的临界载荷

Fk??2EI/4H2 （6-12）

式中，I为惯性矩；E是立柱的弹性模量。

6.2.2 堆垛机静态刚度的分析

立柱静的态刚度既是货台处于立柱最高工作位置时货叉顶端的巷道纵向平面挠度，挠度应小于一定的许用值，f<<[f]由图6.5当货台在立柱最高工作位置时，在偏心力矩M作用情况下，立柱顶端的水平位移由三部分构成：

1．在M作用下立柱端部水平位移f0；

2．在M作用下滚轮处截面转角?1引起的顶端水平位移：f1??1h；

3．下横梁和立柱连接位置处的截面转角引起的立柱顶的水平位移：f2=?2H；

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即f=f0+f1+f2。

(1) f0计算 由下图得到外载荷弯矩图[Mp] 、单位力弯矩图[M1]、单位载荷弯矩图[M2]

图6.6 堆垛机的刚度计算简图

由上图计算得：

11a2b12bf0?[M(H?h)(H?h)]/EI柱?HaM?HbM]/EI柱?

22B3B23B M(H2?h2)/2EI柱?(MH/3EI梁）（a3?b3)/B2

(6-13)

式中：I柱为立柱垂直纵向平面的惯性矩；

I梁下横梁垂直纵向平面轴的惯性矩； I梁E 惯性模量；

(2)由外载荷弯矩图[Mp]，单位载荷弯矩图[M2]得：

M?H?h?1a22ab22ba3?b3?1?[M(H?h)]/EI柱?[M(?)]/EI柱? +?M(M/3EI梁）22B3BB3BEI柱B?

(6-14)

hmMha3?b3f1?h??[(H?h)?]EI柱3EI梁B2(6-15)

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3) f2计算 取横梁为研究对象，如图6.7所示，G0为下横梁支撑的总质量：

G0?Q?G?G1?G2?G3?G4?G5?G6 (6-16)

由外载荷弯矩图[Mp]、单位载荷弯矩图[M2]可以得到立柱和下横梁连接面处转角

?2：

?2?11ab2b1ab2a[G0b?G0a] (6-17) EI22B3B2B3B

f2??2H?G0Hab22(b?a) (6-18) 23EI2B

图6.7 下横梁计算简图

可见由下横梁引起的立柱顶部挠度与立柱高度一定程度上呈现正比关系，因此对于改善结构系统刚度增强横梁非常重要。对与立柱而言增强横梁对结构重量影响不大，因此在设计下横梁时尽量避免出现明显下挠。

静刚度的校核时，f=f0+f1+f2《[f]。挠度的许用值[f]目前还没有统一得标准。根据以往的设计经验，通常可以取：[f]=H／2000——H／1000。

6.2.3 堆垛机结构强度计算

结构在受载后达到某种特定状态便不能满足规定的功能要求，我们称此特定状态为符合该功能的极限状态。

(1)在钢结构设计中的强度计算公式，我们采用双向压弯构件强度计算公式．

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