堆垛机设计-毕设论文

2 堆垛机的结构设计

2.1堆垛机的总体结构：

巷道单立柱堆垛机共有三种运动，在轨道上的运动为行走运动，将其视为Y轴向运动。在竖直方向为载物台的升降运动，将其视为Z轴向运动。载物台上货叉进行存储作业的运动为伸缩运动，将其视为X轴向运动。可将三个运动建立三维坐标系，

图2.1 堆垛机的正常作业示意图：

图中：1.立柱；2.货叉机构； 3.载物台；4.导轨；5地面导轨；6提升机构；7钢丝绳；8滑轮；9上部导轨

2.2 起重重量

实际起重重量包括货叉总重量和货物重量，用LS表示。 货物正常起吊时不可避免会有动载冲击作用，所以我们可以设计起重的重量为：

PL= ?LS （2-1）

上式中，?是冲击系数， 它的选取由堆垛机的分类决定：

I类 ?= 1．1， II类 ?= 1．25，

5

Ⅲ类 ? = 1．4， IV类 ?= 1．60

本文设计中Ls=50+20=70kg; 堆垛机载荷小且平稳运行环境良好取?= 1．1。

2.3 水平载荷

堆垛机在水平方向加速或者减速行走时，必然产生一定的水平惯性力。即

SH= ??LS

上式中，?称为动载荷系数，由于加速度是无法确定的，我们用额定速度 v来表示。

水平行走：?=0．000 5 v；

2.4 载荷状态

堆垛机正常时，其承载能力是上述各种载荷与自重GE的不同组合 我们可以分为：

A．正常工作状态：Mx(GE+ ?SL） （2-2） B．特殊工作状态： Mx(GE+ ?SL)+ SW （2-3） C．起吊工作状态：GE+SL （2-4） D．停止：GE+SW （2-5） 上述表达式中，M 为 业系数，与前述堆垛机的分类有有关： I类 M = 1．0， Ⅱ类 M = 1.05； Ⅲ类 M = 1．1， IV类 M = 1.20。

2.5 循环寿命

堆垛机完成入库或出库一次工作循环所需的平均时间为作业时间：T。堆垛机开动率：n（堆垛机一天实际开动时间占工作时间百分比）。设日工作时间为8h，那么堆垛机每天的工作总循环次数为

6

N=8x3600xn／To （2-6） 式中，时间To单位：秒。

若堆垛机设计寿命10年，年工作300天，日工作8小时。 基本作业时间To=100秒，开动率 n=70％，则

堆垛机的循环寿命: 10x300x8x3 600x0.7／100≈ 6x105(次 )

图2.2 堆垛机行走加减速度示意图

7

3 行走机构设计方案

3.1 行走机构总体方案的确定

堆垛机的行走机构主要有以下方案：

方案1：单立柱无轨道式堆垛机； 方案2：单立柱双轨道式堆垛机； 方案3：单立柱单轨道式堆垛机；

因为此堆垛机的最大设计载荷重量为50Kg，水平运动速度为60m/min以及所承受的载荷均很小，故选择第二种方案：单立柱双轨道堆垛机。它的优点在于支撑于地面可避免受力分配不均所引起的种种问题，单立柱适用于堆垛机的结构特点,双轨道平衡性好，可以很好地适应横向不平衡扭矩。另外水平行走机构按行走轨迹有两种型式-直线型和曲线转轨型，针对本课题的要求选择直线型。

堆垛机的行走机构本设计选用带有减速器的减速机为动力元件，减速机为标准产品结构简单紧凑；通过同步带传动来驱动车轴，同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。同步带传动（传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好；车轮为无轮缘圆柱车轮，是为了避免车轮在运行时轮缘啃轨。

3.2 行走运行机构布置的主要问题

1.货横梁是主要的承载部件，而且在受载之后向货挠曲，机构零部件的安装可能不十分准确，所以从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着想，靠近电动机、减速器和车轮的轴，我们尽量采用浮动轴。

2. 为了减少立柱的扭转变形，应该使机构零件尽量靠近立柱和端梁，使端梁能够直接支撑部分零部件的重量。

3. 对于行走机构的设计应该参考现有的产品，尽量使安装运行机构的平台减小，占

8