刖目發(fā)展物流技術(shù)不僅僅是人們關(guān)注的話題，更主要的是已變成人們腳踏實(shí)地的行動(dòng)。物流技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)物流設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，應(yīng)該說(shuō)阻礙物流技術(shù)進(jìn)步的不是軟件問(wèn)題，而更多反映在基礎(chǔ)硬件的問(wèn)題。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為物資流通中的關(guān)鍵單元，擔(dān)負(fù)著重要的作用【1】?，F(xiàn)代化大生產(chǎn)，越來(lái)越促使工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化、專業(yè)化、集中化的發(fā)展趨勢(shì)，生產(chǎn)的高度機(jī)械化，自動(dòng)化必然要求物資的供應(yīng)分發(fā)及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確。這就促使立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。現(xiàn)代物流技術(shù)對(duì)企業(yè)的發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用，而自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的一個(gè)最重要的部分，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。近年來(lái)，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是整個(gè)物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是整個(gè)物流系統(tǒng)能否快速、準(zhǔn)確流通的基石。在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)之前，倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)主要利用人工來(lái)搬運(yùn)，這種倉(cāng)儲(chǔ)方式的效率是非常的低，由于倉(cāng)庫(kù)的高度低倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存量在同筑面積情況下利用率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高；而且倉(cāng)庫(kù)的管理比較復(fù)雜，貨物分類復(fù)雜。而自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可以解決上述的問(wèn)題，還可以節(jié)省倉(cāng)儲(chǔ)的成本⑵。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流的代表技術(shù)，具備提升物流管理水平、提高作業(yè)效率、與ERP系統(tǒng)接口、節(jié)省占地等諸多優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)以巷道堆垛起得機(jī)為主、并結(jié)合入出庫(kù)周邊設(shè)備來(lái)進(jìn)行作業(yè)的一種倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)貨立體具有存儲(chǔ)量大存儲(chǔ)效率高、空間利用率高、自動(dòng)化和信息化水平高等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越得到人們的廣泛認(rèn)同和普遍使用。我國(guó)在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)這方面起步較慢，但是發(fā)展速度很快，目前與歐美西方先進(jìn)國(guó)家水平日益接近，很多企業(yè)也認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)對(duì)企業(yè)的生存的重要性，利用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的計(jì)算機(jī)功能能夠獲取市場(chǎng)的第一信息，對(duì)企業(yè)的決策起到舉足輕重的重用⑶。第一章概述自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)向著全球化和市場(chǎng)化前進(jìn)。集物流、信息流和資金流于一身的物流配送中心，在全球化和市場(chǎng)化的時(shí)代里，進(jìn)一步促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易的發(fā)展。代表 21世紀(jì)國(guó)際物流先進(jìn)技術(shù)的物流配送中心的特征是自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化、電子商務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化和社會(huì)化。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在現(xiàn)代化的物流配送中心中起到了重大的作用， 可以說(shuō)沒(méi)有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就沒(méi)有現(xiàn)代化的物流系統(tǒng)。在全球化和市場(chǎng)化的國(guó)際經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，流通是聯(lián)系生產(chǎn)和消費(fèi)的紐帶。只有通過(guò)商品流通才能體現(xiàn)出商品的價(jià)值及其使用價(jià)值，流通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大動(dòng)脈。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)加速了商品流通，減少了商品損壞，降低產(chǎn)品成本。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展商品的發(fā)展促使世界社會(huì)化的進(jìn)步，從而促使世界經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展，這更加使得企業(yè)已經(jīng)跨過(guò)了國(guó)界，從而企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)更加的激烈，這使得企業(yè)之間運(yùn)用各種方法提高效率，降低成本。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就是在這個(gè)時(shí)候這種情況下發(fā)展起來(lái)的，這是經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展決定的。國(guó)外自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展（1）國(guó)外自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展國(guó)外自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)是第二次世界大戰(zhàn)后開(kāi)始建立的，20世紀(jì)60年代得到廣泛使用，自動(dòng)化程度不斷加大。20世紀(jì)80年代初世界自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的擁有量已超過(guò)4000座，日，美，西歐國(guó)家最多。美國(guó)是研究和應(yīng)用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)較早的國(guó)家之一。1950年美國(guó)制造了手動(dòng)控制堆垛機(jī)用于倉(cāng)庫(kù)堆垛工作。1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)起始于美國(guó)和德國(guó)，但在數(shù)量上后來(lái)被日本超過(guò)，除美國(guó)，日本外許多西歐國(guó)家在研究自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)方面取得了很大進(jìn)步。20世紀(jì)70年代，發(fā)達(dá)國(guó)家大力推廣商品物流自動(dòng)化，高速化，信息化，發(fā)展城市商品配送中心，簡(jiǎn)歷大型倉(cāng)庫(kù)。巷道堆垛作業(yè)雙循環(huán)次數(shù)提高到了50-70次/h,倉(cāng)庫(kù)的利用率高達(dá)96%-98%；技術(shù)上采用條形碼識(shí)別系統(tǒng)，巷道堆垛操作臺(tái)上的顯示屏取代了傳動(dòng)的提貨單；移動(dòng)式機(jī)械手或機(jī)器人自動(dòng)檢或系統(tǒng)，可把訂單所列的多種貨物揀到大集裝箱；自動(dòng)引導(dǎo)小車的使用，使工作效率提高了20倍。(2)我國(guó)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展我國(guó)在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的研究和應(yīng)用方面起步較早，1963年，起重運(yùn)輸機(jī)研究所設(shè)計(jì)了第一臺(tái)1.25t橋式堆垛機(jī)，并由起重機(jī)廠完成試制。我國(guó)目前已經(jīng)建廠數(shù)百所各種類型的自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)，多數(shù)是中小型倉(cāng)庫(kù)。大型自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)的技術(shù)性能和可靠性要求高，工藝性強(qiáng)，設(shè)計(jì)制造難度大，大多由外國(guó)進(jìn)口【4］。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)研究和應(yīng)用的迅速發(fā)展，大型自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)也開(kāi)始由國(guó)設(shè)計(jì)和總承包。我國(guó)之際引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。隨著我國(guó)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的研究和應(yīng)用的迅速發(fā)展，我國(guó)出現(xiàn)了很大科研單位。(3)國(guó)外自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì).大型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)已經(jīng)不是發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界主要工業(yè)國(guó)家都將著眼于開(kāi)發(fā)性能可靠地新產(chǎn)品和采用高技術(shù)上，國(guó)外在建設(shè)物流系統(tǒng)及自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)方面也更加注重實(shí)用性和安全性。.貨架普遍采用裝配式結(jié)構(gòu)，高層化，有利于批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高精度，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試。.在堆垛機(jī)方面，不斷推出具有新的外形和更高性能的設(shè)備，進(jìn)一步提高電子和控制技術(shù)的應(yīng)用。在使堆垛機(jī)具有更高定位精度的同時(shí)，提高搜索能力和運(yùn)行速度。.產(chǎn)品生產(chǎn)專業(yè)化，規(guī)?；?，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成品的降低。.普遍采用掃描技術(shù)，提高信息的傳輸速度和準(zhǔn)確性。.計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)化。.人工技能技術(shù)和多媒體技術(shù)的應(yīng)用。1.1.2自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的分類.按照建筑形式分類按照建筑形式，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)可分為整體式和分離式兩種。整體式是指貨架除了儲(chǔ)存貨物外，還可以作為建筑物的支撐結(jié)構(gòu)，分離式是指儲(chǔ)存貨物的貨架獨(dú)立存在，在建筑物部。.按照建筑高度分類.按照高度不同，自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)可以分為低層型（5米以下），中層型（5—12米）和高層型（12米以上）。.按照貨架的形式分類按照倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)造方式可以分為單元貨格式，貫通式，水平旋轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式倉(cāng)庫(kù)。.按照倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)形式分類按照倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)方式可以分為單元貨架式，移動(dòng)貨架式和揀選貨架式倉(cāng)庫(kù)。.按照自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的作用分類可以分為生產(chǎn)性倉(cāng)庫(kù)和流通式倉(cāng)庫(kù)。.按照自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)連接的緊密程度分類可以分為獨(dú)立型，緊密型和緊密型倉(cāng)庫(kù)1.1.3自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)一般由貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)，貨物存取系統(tǒng)，貨物輸送系統(tǒng)系統(tǒng)，控制和管理系統(tǒng)四個(gè)部分組成。1.2堆垛機(jī)堆垛機(jī)是整個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的核心設(shè)備，通過(guò)手動(dòng)操作、半自動(dòng)操作或全自動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)把貨物從一處搬運(yùn)到另一處。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的重要組成部分，是直接將貨物放入制定貨格的裝置，其形式有多種：堆垛機(jī)形式多種多樣，包括單軌巷道式堆垛機(jī)、雙軌巷道式堆垛機(jī)、轉(zhuǎn)巷道式堆株機(jī)、單立柱型堆垛機(jī)、雙立柱型堆垛機(jī)等等。分類堆垛機(jī)的分類方式有很多種，主要分類形式如下：按照立柱的個(gè)數(shù)分為單立柱式和雙立柱式按照有無(wú)導(dǎo)軌，堆垛機(jī)可以分為有軌堆垛機(jī)和無(wú)軌堆垛機(jī)。有軌堆垛機(jī)是指堆垛機(jī)沿著巷道的軌道運(yùn)行;無(wú)軌堆垛機(jī)又稱高架叉車。在立體倉(cāng)庫(kù)中主要的作業(yè)設(shè)備為有軌巷道堆垛機(jī)，無(wú)軌巷道堆垛機(jī)和普通叉車。按照高度不同，堆垛機(jī)可以分為低層型，中層型和高層型。低層型堆垛機(jī)一般起升高度在5m以下，主要用于分體式高層貨架倉(cāng)庫(kù)及簡(jiǎn)易立體倉(cāng)庫(kù)：中層型堆垛機(jī)是指起升高度在5—15m之間；高層型堆垛機(jī)是指起升高度在15m以上，主要用于一體式的高層貨架倉(cāng)庫(kù)。按照驅(qū)動(dòng)方式不同，堆垛機(jī)可以分為上部驅(qū)動(dòng)，下部驅(qū)動(dòng)和上下部相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式。按照自動(dòng)化程度不同，堆垛機(jī)可分為手動(dòng)，半自動(dòng)，自動(dòng)堆垛機(jī)。手動(dòng)和半自動(dòng)堆垛機(jī)上有司機(jī)室，自動(dòng)堆垛機(jī)不帶有司機(jī)室，采用自動(dòng)控制裝置進(jìn)行控制，可以進(jìn)行自動(dòng)尋址，自動(dòng)裝卸貨物。按照用途不同，堆垛機(jī)可以分為橋式堆垛機(jī)和巷道堆垛機(jī)。堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成堆垛機(jī)由機(jī)架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。1.機(jī)架堆垛機(jī)的機(jī)架是整個(gè)堆垛機(jī)的載體，是承載了堆垛機(jī)的全部的重量，它包括了上橫梁、下橫梁、立柱，這三部分把機(jī)架形成一個(gè)集體，機(jī)架有單立柱和雙立柱兩種形式，在相同情況下，單立柱是用于重量較小，速度較慢的場(chǎng)合，因?yàn)樗恼駝?dòng)比較大，剛性不是很好。雙立柱則用于承載量大，速度要求高的場(chǎng)合。機(jī)架下面有地軌，是支撐整個(gè)堆垛機(jī)重量用的，行走輪起到支撐重量和導(dǎo)向作用。機(jī)架上有載貨臺(tái)，控制臺(tái)，起升機(jī)構(gòu)和貨叉等結(jié)構(gòu)。2.水平行走機(jī)構(gòu)水平行走機(jī)構(gòu)是用于將堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)到一定地方的裝置，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，按照驅(qū)動(dòng)地方的不同，可以分為：地面驅(qū)動(dòng)式，頂部驅(qū)動(dòng)式和中部驅(qū)動(dòng)式等幾種，一般是地面驅(qū)動(dòng)和頂部驅(qū)動(dòng)，本設(shè)計(jì)就是用地面驅(qū)動(dòng)式，因?yàn)榈孛骝?qū)動(dòng)式安裝簡(jiǎn)單，地位較為準(zhǔn)確。.提升機(jī)構(gòu)提升機(jī)構(gòu)就是要完成將載貨臺(tái)提升到一定高度的裝置，另外其還要負(fù)責(zé)貨叉的微升，微將。提升機(jī)構(gòu)的提升方式有：鋼絲繩提升，鏈條提升。提升機(jī)構(gòu)包括以下部分：電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速機(jī)、卷筒或鏈輪以及柔性件組成，常用的柔性件有鋼絲繩和起重鏈等..載貨臺(tái)載貨臺(tái)是一個(gè)承載機(jī)構(gòu)，用于安裝貨叉，同時(shí)載貨臺(tái)上有導(dǎo)輪，用于固定載貨臺(tái)，不使其發(fā)生傾斜，鋼絲繩或鏈條連接到載貨臺(tái)上，提升載貨臺(tái)。5.貨叉貨叉是直接安裝在載貨臺(tái)上，分為上叉，中叉，下叉。目的是當(dāng)貨物到達(dá)相應(yīng)高度時(shí)將貨物送進(jìn)貨格，其由電動(dòng)機(jī)等組成。.電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)主要包括電力拖動(dòng)、控制、檢測(cè)和安全保護(hù)。在電力拖動(dòng)方面，目前國(guó)多用的是交流變頻調(diào)速、交流變極調(diào)速和可控硅直流調(diào)速，渦流調(diào)速己很少使用。對(duì)堆垛機(jī)的控制一般采用可編程控制器、單片機(jī)、單板機(jī)和計(jì)算機(jī)等。堆垛機(jī)必須具有自動(dòng)認(rèn)址、貨位虛實(shí)等檢測(cè)以及其他檢測(cè)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)要同時(shí)滿足快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確三個(gè)方面的要求。堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除需滿足強(qiáng)度要求外，還須具有足夠的剛性，并且滿足精度要求。另外安全保護(hù)裝置也是堆垛機(jī)的重要組成部分，這是為了防止突發(fā)的事故而設(shè)置的，一般包括：終端限位保護(hù)、連鎖保護(hù)、正位檢測(cè)控制、載貨臺(tái)斷繩保護(hù)、斷電保護(hù)等。第二章整體方案的選擇門(mén)架結(jié)構(gòu)的選擇門(mén)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)貨架形式確定，如圖2-1：圖2-1貨架結(jié)構(gòu)圖門(mén)架結(jié)構(gòu)有單立柱式和雙立柱式兩種，這兩種的選擇的選擇通常會(huì)考慮到的是立柱的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)的緊奏性⑸。雙立柱結(jié)構(gòu)的機(jī)架由兩根立柱和上、下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形的框架。這種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性都比較好，適用于起重量較大或起升高度比較高的場(chǎng)合。單立柱式堆垛機(jī)機(jī)架只有一根立柱和一根下橫梁，整機(jī)重量比較輕，制造工時(shí)和材料消耗少，結(jié)構(gòu)更加緊湊且外形美觀。堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，司機(jī)的視野比較寬闊，但剛性稍差。由于載貨臺(tái)與貨物對(duì)單立柱的偏心作用，以及行走、制動(dòng)和加速減速的水平慣性力的作用對(duì)立柱會(huì)產(chǎn)生動(dòng)、靜剛度方面的影響。由于本畢業(yè)設(shè)計(jì)組的能力有限，安裝水平不高，所以在安裝立柱時(shí)難免有誤差，同時(shí)如果采用單立柱，則在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中振動(dòng)會(huì)很大，這對(duì)水平方向?qū)a(chǎn)生很大的壓力，單立柱還對(duì)導(dǎo)論的安裝形式和安裝精度有較大難度。綜合考慮上訴情況，本設(shè)計(jì)組決定采用雙立柱形式機(jī)架。

圖2-2：雙立柱形式根據(jù)貨架尺寸得到立柱的相關(guān)尺寸：立柱高度2.5米，立柱截面寬度為75mmX45mm,厚度1.5mm。立柱材料為不銹鋼雙立柱的固定：立柱的上橫梁上安裝有行走輪，用于導(dǎo)向作用，立柱安裝在行走小車上，用螺栓將兩個(gè)小立柱固定在小車上，然后立柱套于小立柱上，小立柱與立柱之間用螺栓聯(lián)結(jié)。這方面的容將在后面章節(jié)介紹。起升方式的選擇起升方式的比較.鏈條式起升方式所謂鏈條式起升方式就只利用鏈條鏈輪進(jìn)行傳動(dòng)，從而提升貨物。從門(mén)架的情況我們可以確定如果采用鏈條式起升方式，就需要首先用傳動(dòng)鏈將動(dòng)能傳遞到立柱頂部，再通過(guò)起重鏈來(lái)提升貨物⑹。下面分析鏈條起升方式的優(yōu)缺點(diǎn)：(1)傳動(dòng)鏈、優(yōu)點(diǎn)：鏈傳動(dòng)由鏈條盒鏈輪組成，通過(guò)鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比和很高的傳動(dòng)效率。有鏈條撓性構(gòu)件，不需要安裝太緊，故對(duì)軸的壓力不大，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)能在高溫和潮濕條件下工作。缺點(diǎn)：只能實(shí)現(xiàn)平行軸之間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保證瞬時(shí)的傳動(dòng)比，磨損后易產(chǎn)生跳齒，工作時(shí)產(chǎn)生噪音，不宜用在載荷變化大，高速和急速反向的傳動(dòng)。(2)起重鏈起重鏈條有環(huán)形焊接鏈和片式焊接鏈。焊接鏈與鋼絲繩相比，優(yōu)點(diǎn)是撓性大，鏈輪齒數(shù)可以很少，因而直徑小，結(jié)構(gòu)緊湊，其缺點(diǎn)是對(duì)沖擊的敏感性大，突然破短的可能性大，磨損也較快。另外不能用于高速，起重鏈用于起重量小，起升高度小，起升速度低的其中機(jī)械。鏈條傳動(dòng)還要有鏈條加緊裝置，從而還增加了安裝的難度。.鋼絲繩式起升方式鋼絲繩起升方式是最常用的其中方式。由于它具有強(qiáng)度高、自重輕、撓性好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、極少突然斷裂等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、牽扯引機(jī)構(gòu)中，有時(shí)也用于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。鋼絲繩強(qiáng)度高、自重輕、柔韌性好、耐沖擊，安全可靠。在正常情況下使用的鋼絲繩不會(huì)發(fā)生突然破斷，但可能會(huì)因?yàn)殡S的栽荷超過(guò)其極限友斷力而破壞。鋼絲繩的破壞是有前兆的，總是從斷絲開(kāi)始，極少發(fā)生整條繩的突然斷裂。圖2-2所示為典型的鋼絲繩裝置方案。卷筒和滑輪的直徑應(yīng)為所用負(fù)擔(dān)直徑參見(jiàn)起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。卷筒為帶溝的圓筒，鋼絲繩在溝纏繞的方向與纏入溝時(shí)的鋼繩方向之間的角度在4o以，當(dāng)貨臺(tái)在最低位置時(shí)，在卷筒上殘留的鋼絲繩必須在2圈以上。

圖2-21、起升裝置2、滑輪3、導(dǎo)輪4、卷筒5、減速裝置6、起升電機(jī)結(jié)論：根據(jù)以上對(duì)鋼絲繩和鏈條兩種主要的傳動(dòng)方式優(yōu)缺點(diǎn)的比較，以及根據(jù)實(shí)際的情況我們選用鋼絲繩作為升降裝置的撓性構(gòu)件。選用圖2-2所示的升降結(jié)構(gòu)，包括電動(dòng)機(jī)，減速器，卷筒等裝置。圖2-21、減速裝置2、帶制動(dòng)器的電機(jī)3、聯(lián)軸器4、卷筒2.2.2鋼絲繩起重類型的選擇鋼絲繩由電機(jī)帶動(dòng)卷筒運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行拉升鋼絲繩，卷筒有單聯(lián)式和雙聯(lián)式，鋼絲繩通常還與滑輪相結(jié)合，滑輪有定滑輪和動(dòng)滑輪，定滑輪的作用是改變鋼絲繩的方向即力的方向，動(dòng)滑輪的作用是節(jié)省力的作用，有多少動(dòng)滑輪就相應(yīng)地減少多少力。卷筒長(zhǎng)度隨著堆垛機(jī)的增大而增大，為了能夠用卷筒，在各種裝卸機(jī)械上可以采用縮短卷筒長(zhǎng)度以節(jié)約空間的多層繞繩卷筒，考慮到本設(shè)計(jì)的實(shí)際安裝尺寸，決定采用單聯(lián)多層繞繩卷筒。由于本設(shè)計(jì)的起重量小，以及受到安裝條件的限制，決定不使用動(dòng)滑輪，只適用定滑輪改變方向。本論文主要是對(duì)堆垛機(jī)起升裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與相關(guān)的校核心，其主要尺寸是根據(jù)貨架的結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)并確定相關(guān)的參數(shù)，由上面已經(jīng)確定選用雙立柱鋼絲繩作為繞性裝置的有軌巷道堆垛機(jī)⑺。那么對(duì)于堆垛機(jī)起升裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)按雙立柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)起升所用的升降臺(tái)、上橫梁的設(shè)計(jì)、卷筒的設(shè)計(jì)和起升電機(jī)、相關(guān)減速器、聯(lián)軸器的選擇。2.3升降臺(tái)的設(shè)計(jì)首先對(duì)升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，載貨臺(tái)總成主要由導(dǎo)輪架、載貨臺(tái)體、導(dǎo)向座、及滑輪組等組成；其上裝有貨叉裝置、斷繩保護(hù)裝置、升降認(rèn)址裝置、貨物位置異常檢測(cè)裝置等。其中升降臺(tái)全部使用28*28的方通鋼焊接而成。如圖2-3所示

圖2-3載貨臺(tái)結(jié)構(gòu)今用八個(gè)導(dǎo)輪作為導(dǎo)向部件安裝在升降臺(tái)兩側(cè)的8個(gè)方通橫梁上，使八個(gè)導(dǎo)輪夾住兩根立柱確保其在起落時(shí)不會(huì)前后晃動(dòng)。再安裝4個(gè)導(dǎo)輪在立柱相對(duì)面上，以保證其不會(huì)左右晃動(dòng)。另外本論文還包括了導(dǎo)輪和滑輪的選擇。第三章起升電機(jī)的選擇3.1電機(jī)的計(jì)算牽引電機(jī)性能的優(yōu)劣，直接影響到立體倉(cāng)庫(kù)提升系統(tǒng)性能的好壞。提升系統(tǒng)的啟動(dòng)加速、平穩(wěn)運(yùn)行及制動(dòng)減速由牽引電機(jī)控制著，所以牽引電機(jī)性能直接影響提升系統(tǒng)的啟動(dòng)、制動(dòng)性能。另外，升降系統(tǒng)的平層準(zhǔn)確度既與制動(dòng)距離、制動(dòng)力矩有關(guān)，又與牽引電機(jī)的性能有關(guān)。牽引電機(jī)的機(jī)械特性必須能在四個(gè)象限中運(yùn)行，而速度是可調(diào)的。在堆垛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，牽引電動(dòng)機(jī)需頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，而且負(fù)荷變化大，經(jīng)常工作在重點(diǎn)短時(shí)狀態(tài)、電動(dòng)狀態(tài)、制動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)電機(jī)要求較高。根據(jù)工作性質(zhì)，牽引電動(dòng)機(jī)應(yīng)該有以下特點(diǎn)：(1)、能頻繁的制動(dòng)和起動(dòng)。(2)、起動(dòng)電流較小。(3)、要有發(fā)電制動(dòng)的特性，能由電動(dòng)機(jī)本身的性質(zhì)來(lái)控制牽引系統(tǒng)在滿載下行和空載上行時(shí)的速度。(4)、要有較硬的機(jī)械特性，不會(huì)因起升裝置載重的變化而引起提升速度的過(guò)大變化。(5)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，運(yùn)行噪聲低。普通交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻低，機(jī)械特性好，轉(zhuǎn)差率S小，運(yùn)行效率高?？墒沁@類交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，一般為額定電流的4?7倍，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較大，一般為額定轉(zhuǎn)矩的3—5倍。如果選用為起升系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，會(huì)因?yàn)槠鹕到y(tǒng)的頻繁起動(dòng)，它的起動(dòng)電流會(huì)造成電網(wǎng)電壓的大幅度波動(dòng)，還會(huì)增加電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量，使得溫度超過(guò)允許的限度，所以普通交流電機(jī)不適合用做立體倉(cāng)庫(kù)的牽引電動(dòng)機(jī)。在堆垛機(jī)上常用的曳引電機(jī)有交流單速電動(dòng)機(jī)、交流雙速電動(dòng)機(jī)、直流高速電動(dòng)機(jī)、直流低速電動(dòng)機(jī)等。其中直流電機(jī)用于直流拖動(dòng)系統(tǒng)、交流單速電機(jī)用于小型貨梯上。在此，堆垛機(jī)的曳引電動(dòng)機(jī)選用交流雙速電動(dòng)機(jī)，其性能滿足上述曳引系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。牽引電機(jī)調(diào)速方法研究牽引電機(jī)選定之后，還需要選擇其調(diào)速方式。目前主要有交流變極調(diào)速系統(tǒng)、交流變壓調(diào)速系統(tǒng)、變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)等。變極調(diào)速系統(tǒng)是在運(yùn)行時(shí)，串連電阻或電抗啟動(dòng)，變極減速平層的。這就造成了起、制動(dòng)加速度大，運(yùn)行不平穩(wěn)。交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)采用可控硅取代起、制動(dòng)電阻、電抗器，從而控制起制動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)速度的閉環(huán)控制。提高了系統(tǒng)的平層精度。交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，是其定子繞組上交流電源頻率的函數(shù)。所以只要均勻地改變定子繞組的供電頻率，就可以平穩(wěn)地改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。但是系統(tǒng)要求電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速不變，維持磁通量恒定。因此，在改變定子繞組上電源頻率的同時(shí)，對(duì)其供電電壓也要做相應(yīng)的調(diào)節(jié)。能夠同時(shí)改變供電電源的電壓和頻率的調(diào)速系統(tǒng)，就稱為變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)（VVVF）。牽引電機(jī)容量選擇牽引電機(jī)是提升系統(tǒng)的動(dòng)力源，輸入功率（轉(zhuǎn)矩）通過(guò)牽引系統(tǒng)牽引提升裝置運(yùn)行。根據(jù)提升速度和重量，可計(jì)算出堆垛機(jī)運(yùn)行對(duì)牽引機(jī)的功率需求，這個(gè)功率就是提升系統(tǒng)的額定計(jì)算功率，是選用合適功率的牽引電機(jī)的依據(jù)。倍率:牽引電機(jī)上卷筒的線速度與提升裝置速度之比稱為牽引比，用^表示，此處用動(dòng)滑輪傳動(dòng)所以a=2。機(jī)械效率：令牽引機(jī)中牽引輪上鋼絲繩承受的拉力為F，提升裝置總max重力為Q+G0，則機(jī)械效率nh=（Q+G0）/Fma。牽引電機(jī)容量的選擇：N=（Q+G0”y1000xnh式中：（Q+G0）一額定載重量，Q+G0=60x9.8=588（N）；v一提升速度，v=15m/min；n—機(jī)械效率，這里叩=0.975。588x15計(jì)算得N= 60—=0.151kW。1000x0.975減速比的計(jì)算本設(shè)計(jì)是利用調(diào)頻進(jìn)行調(diào)速的，調(diào)頻的最小頻率為20赫茲，電機(jī)轉(zhuǎn)速n="！，其中p為極對(duì)數(shù)，取p=2的電機(jī)。P則卷筒的線速度為v=亞幾d；d=100mm,i為減速比，f>20赫茲2i則i=絲衛(wèi)，按照堆垛機(jī)所需的速度為低速5m/min,中速15m/min,則可2v以得出最小轉(zhuǎn)速比為：i =60X20X“X0”=37.7min2X5對(duì)于輸出扭矩的計(jì)算平穩(wěn)上升階段是輸出扭矩最大階段則應(yīng)算這個(gè)時(shí)候的扭矩。平穩(wěn)上升就是等速起升載荷，這時(shí)卷筒上的載荷扭矩M為M二3+G。）xD02xaxnh式中：Q+G0—為額定起重量（N）與取物裝置自重大問(wèn)（N）,Q+G「588（N）；D0一卷筒計(jì)算直徑，現(xiàn)取D0=100mm；a一滑輪組的倍率，a=1；nh一滑輪組的效率，nh=0.975；所以可得扭矩M='8x0.1=30.15N?m2x1x0.975電機(jī)的選擇由以上計(jì)算可得起升裝置所需要的電機(jī)的容量N二0.201kW,則電機(jī)的功率：N>kdN式中：kd一系數(shù)，根據(jù)堆垛機(jī)的工作級(jí)別M3查表可得kd取0.75—0.85,現(xiàn)取kd=0.80。那么N>0.8義0.201=0.160kW。選擇的電機(jī)的圖片及電機(jī)信息參考附錄。由附錄本設(shè)計(jì)決定選用微特微品牌電機(jī)，其型號(hào)為Y100-200200W,減速比為50,允許負(fù)載44.0NXm.外形尺寸如附錄所示。制動(dòng)器是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器減速或使其停止的裝置，有時(shí)也用于調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)動(dòng)速度。它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器正常安全工作地重要部件。包括：電力制動(dòng)、機(jī)械式制動(dòng)。本設(shè)計(jì)所選的電動(dòng)機(jī)已經(jīng)自帶了制動(dòng)器，故不再進(jìn)行選擇。電動(dòng)機(jī)、卷筒的安裝形式選擇由于聯(lián)軸器的安裝尺寸過(guò)大，與實(shí)際的安裝位置不符，故電動(dòng)機(jī)與卷筒的傳動(dòng)連接不選用，而選用齒輪傳動(dòng)。由此，電動(dòng)機(jī)與卷筒的軸線平行安裝。共有兩種形式：電動(dòng)機(jī)與卷筒軸線在大致同一水平；電動(dòng)機(jī)與卷筒軸線在同一垂直方向。兩種方式的比較：由示意圖可知：.電動(dòng)機(jī)與卷筒的軸線平行安裝方式的穩(wěn)定性較好，而且齒輪在行走小車的側(cè)面，可以降低整體的高度，故不容易振動(dòng)。.電動(dòng)機(jī)與卷筒軸線在同一垂直方向時(shí)，整個(gè)卷筒是由軸承座支撐著，而軸承座必須安裝在一個(gè)高度大約在100mm的支架上，而且在支架上還需安裝墊塊，這樣整個(gè)高度就很高，要在小車上進(jìn)行二次安裝，則容易產(chǎn)生振動(dòng)。在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。由此比較：本設(shè)計(jì)選擇電動(dòng)機(jī)與卷筒軸線在同一垂直方向的方案

1、2分別表示齒輪1、齒輪2圖3-2電動(dòng)機(jī)與卷筒的軸線平行安裝方式在電動(dòng)機(jī)與卷筒的軸線平行位置選擇：當(dāng)卷筒靠近立柱時(shí)，鋼絲繩的垂直方向分力較大，對(duì)固定滑輪的鐵板受力較大，容易使鐵板受彎變形。所以選用卷筒遠(yuǎn)離立柱的方式。具體安裝尺寸在裝配途中描述。第四章起升機(jī)構(gòu)零部件的計(jì)算鋼絲繩的選擇與計(jì)算機(jī)構(gòu)工作類型的確定機(jī)構(gòu)利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)，見(jiàn)表8-1-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》），總設(shè)計(jì)壽命規(guī)定為機(jī)構(gòu)假定的使用年數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視為保用期，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-1-1，可選機(jī)構(gòu)利用等級(jí)為T(mén)4。由上式計(jì)算可知最大受力為603.07（N）則該機(jī)構(gòu)為經(jīng)常承受輕載荷，偶爾承受最大的載荷，再根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表8.1-3可確定機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)為L(zhǎng)1-輕。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表8.1-3可確定機(jī)構(gòu)工作類型為M3。鋼絲繩的選擇鋼絲繩的選擇分兩個(gè)部分進(jìn)行：理論計(jì)算鋼絲繩的直徑，初定直徑；校核其強(qiáng)度。最大靜拉力的計(jì)算鋼絲繩最大靜拉力：在起升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩最大工作靜拉力是由起生載荷考慮滑輪組效率和承載分支數(shù)后確定，起升載荷是指起升質(zhì)量的重力。起升質(zhì)量包括起升的最大有效物品，取物裝置（下滑輪組，吊鉤，吊梁，抓斗，容器，起重電磁鐵等），懸掛撓性件及其它在升降中的設(shè)備質(zhì)量，起升高度小于50米的鋼絲繩質(zhì)量科不計(jì)。確定滑輪組的的倍率系數(shù)：本設(shè)計(jì)中由于安裝的關(guān)系則不使用省力滑輪組和增速滑輪組，只選用改變其方向的功能。按使用的目的，滑輪可分為省力滑輪組和增速滑輪組兩類。在堆垛機(jī)中使用最普遍的是省力滑輪組，應(yīng)用這種滑輪組后，當(dāng)重量一定時(shí)，繞入卷筒的繩索分支比不不用滑輪組而直接繞入卷筒的繩索分支力要小，但這時(shí)物品的升降速度卻比不用滑輪組而直接繞入卷筒的速度降低了。而在本設(shè)計(jì)中由于安裝的關(guān)系則不使用省力滑輪組和增速滑輪組，只選用改變其方向的功能匕?；喗M的倍率。是用來(lái)表征滑輪組減速(或省力)的大小的。a=巳Zj式中：Z一滑輪組中承載繩索分支數(shù)；zj一繞入卷筒的繩索分支數(shù)；省力滑輪組中常用的有單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。單聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的繩索分支數(shù)為一根，即2廣1；而雙聯(lián)滑輪組繞入卷筒的繩索分支有兩根，即Zj=1本堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)為了方便起升選擇倍率a=1?；喌淖枇ο禂?shù)的計(jì)算：其阻力包括兩種，即繩索僵性阻力和輪軸阻力。(1)繩索僵性阻力繩索在進(jìn)入滑輪時(shí)由直變彎，離開(kāi)滑輪時(shí)由彎變直，克服繩索的僵性阻力，需要附加的作用力。(2)輪軸阻力滑輪在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑輪軸承的摩擦阻力，即為輪軸阻力。以上兩種阻力合成后的總附加阻力以F表示，則S=S+F滑輪的總附加阻力F可寫(xiě)成：F=pSr式中：p由實(shí)驗(yàn)決定的系數(shù)，于是S=S+pS=(1+p)S=kS式中：k=(1+P)------滑輪的阻力系數(shù)。對(duì)于鋼絲繩滑輪，當(dāng)滑輪用滑動(dòng)軸承時(shí)，一般取阻力系數(shù)k=1.05；而用滾動(dòng)軸承時(shí)，k=1.02。

確定最大靜拉力繩索的最大力為:max式中：Q+G0-----取物裝置與起升裝置重量之和，本設(shè)計(jì)中Q+G0=60x9.8=588（N）；a 滑輪組的倍率，由上設(shè)計(jì)可知a=1?；喗M型式的系數(shù)，當(dāng)為雙聯(lián)滑輪組時(shí)）=1；滑輪組的效率，可由起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械查得n=0.975。hF=

F=

max60x9.81x1x0.975=603.07(N確定鋼絲繩尺寸鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力按GB/T3811-1983確定，計(jì)算方法如下：d=d=C；F,max（1）式中：d一鋼絲繩最小直徑（mm）；Fmax一鋼絲繩最大靜拉力（N）；C-選擇系數(shù)（mm/AN）。選擇系數(shù)C的取值與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別有關(guān)，按表8.1-8選取。表中的數(shù)值是對(duì)鋼絲繩充滿系數(shù)①=0.46，折減系數(shù)K=0.82時(shí)的選擇系數(shù)C值。當(dāng)鋼絲繩的3、K和\與表中不同時(shí)，則可根據(jù)工作級(jí)別從表8.1-7中選取〃值，并根據(jù)所選擇鋼絲的3、K和。，的值按（2）式計(jì)算：然后再按（1）式計(jì)算繩徑。

式中：n----安全系數(shù)，按表8.1-8選??；K---鋼絲繩捻制折減系數(shù)，按表8.1-9選取;3---鋼絲繩充滿系數(shù)，按下式求得：鋼絲斷面面積總和

橫繩斷面毛面積°b--鋼絲的公稱抗拉強(qiáng)度，Mpa。由上述的公式可求得d=0.098<603：07=2.41mm則初步選擇鋼絲繩的直徑為3mm。校驗(yàn)鋼絲繩直徑本設(shè)計(jì)初步選取纖維芯鋼絲繩其中結(jié)構(gòu)型式為6x7+FC，公稱抗拉強(qiáng)度。 : 45取°=1470MPa，K=0.88,3=0.46。貝UC=1 - =0.0982。b '一一一一3.14一10.88x0.46x--x1470查表8-1-9公稱直徑為d=3mm的鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度為°b=1470MPa,最小破斷力勺=12.20MPa的纖維芯鋼絲繩。標(biāo)記：3NAT6*7+FC1470ZS12.23.10GB/T8918—1996按鋼絲繩所在機(jī)構(gòu)工作級(jí)別有關(guān)的安全系數(shù)來(lái)選擇鋼絲繩直徑時(shí)，所選擇鋼絲繩的破斷拉力下還應(yīng)滿足下式：nF——max<FK0式中：F0---所選用的鋼絲繩最小破斷力（N）,已選定F0=12.20MPa；n---安全系數(shù)，按表8.1-8選取n=4。K---折減系數(shù)，已選定K=0.88。4x4x603.07

0.88=2.741kN<12.20kN校核可知此型號(hào)的鋼絲繩符合要求滑輪的設(shè)計(jì)計(jì)算滑輪結(jié)構(gòu)和材料滑輪一般用來(lái)導(dǎo)向和支承，以改變繩索及其傳遞閏力的方向或平衡繩索分支的拉力。承受載荷不大的小尺寸滑輪（D<350mm）一般制成實(shí)體滑輪，用Q235-A或鑄鐵（如HT150）。承受載荷大的滑輪一般采用球鐵（如QT420-10）或鑄鋼（如ZG230-450、ZG270-500或ZG35Mn等）、鑄成帶筋和孔或輪輻的結(jié)構(gòu)。大型滑輪（D>800mm）一般用型鋼和鋼板的焊接結(jié)構(gòu)。受力不大的滑輪直接裝于心軸；受力較大的滑輪則裝在滑動(dòng)軸承（軸套材料采用青銅或粉未冶金材料等）或滾動(dòng)軸承上，后者一般用在轉(zhuǎn)速較高，載荷大的工況。輪轂長(zhǎng)與軸套的直徑比一般為1.5-1.8?；喴?guī)格選擇根據(jù)GB/T3811—1988規(guī)定，按鋼絲繩子中心來(lái)計(jì)算滑輪的最小直徑，即Dmin二hd式中Dmin-按綱絲繩的中心計(jì)算的滑輪的最小直徑（mm）；d一鋼絲繩的直徑，由上式的選擇可知d=3mm；h一與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，按表8.1-61可根據(jù)工作系數(shù)查得h=16。則可得滑輪的最小直徑Dm,n16x3=48mm。查《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》繩槽兩側(cè)面夾角為30°到90°，一般為35°到45,滑輪的圈高度為12.5根據(jù)以上的計(jì)算可知滑輪的受力不大久為603.07N，并且滑輪槽截面形狀和尺寸對(duì)于滑輪組工作的可靠性和鋼絲繩使用壽命都有很大影響。因此只要保證槽形有下面的要求：（1）應(yīng)保證鋼絲繩與槽形有足夠的接觸面積；（2）容許鋼絲繩有一定限度的偏斜（通常約為1/10），不使鋼絲繩與槽形邊緣摩擦。根據(jù)上述情況按《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇槽形，由上述計(jì)算可知D350mm，所以此滑輪可選用HT200鑄鐵鑄造成，而且滑輪受力不大僅為603.07N，所以可把滑輪直接安在心軸上。由圖8-1-3旁邊標(biāo)注可知滑輪繩槽底半徑R=(0.53-0.6)d?？傻娩摻z繩半徑為3mm的槽底半徑為1.8mm，此標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)鋼絲繩直徑d的最大允許偏差為+7%確定的.則可以得到本設(shè)計(jì)的滑輪繩槽底半徑R=(0.53-0.6)d=1.6—1.8mm而本設(shè)計(jì)所選用的滑輪的繩槽底半徑R=1.7滑輪強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》小型鑄造滑輪的強(qiáng)度尺寸決定與鑄造工藝條件，一般不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。由于本設(shè)計(jì)所選用得滑輪屬于小型滑輪故不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。卷筒的計(jì)算卷筒的類型較多，最常用的是齒輪聯(lián)結(jié)盤(pán)式和周邊大齒輪式兩種，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是卷筒軸不受扭矩，只承受彎矩。尤其是前者是目前標(biāo)準(zhǔn)型橋式起重機(jī)典型結(jié)構(gòu)，分組性好，為封閉式傳動(dòng)。缺點(diǎn)是檢修時(shí)需順著軸向外移卷筒。周邊大齒輪，一般均為開(kāi)式傳動(dòng)。卷筒的技術(shù)條件卷筒有單層卷繞單聯(lián)卷筒，單層卷繞雙聯(lián)卷筒，本設(shè)計(jì)選用單層卷繞單聯(lián)卷筒。根據(jù)《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：卷筒技術(shù)條件應(yīng)按JB/T90006.3—1999《起重機(jī)用鑄造卷筒技術(shù)條件》的規(guī)定，其具體要求如下：(1)材料鑄造卷筒的材料應(yīng)采用不低于GB/T9439中規(guī)定的HT200灰鑄鐵，或GB/T11352中規(guī)定動(dòng)作ZG270-500鑄鋼。鑄鐵件需經(jīng)時(shí)效處理以消除應(yīng)力，鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行退火處理。(2)表面質(zhì)量卷筒不得有裂紋。成品卷筒的表面上不得有影響使用性

能和有損外觀的顯著缺陷（如氣孔，疏松，夾渣等）。（3）尺寸公差和表面初糙度 同一卷筒上左右旋槽的底徑差，不得超過(guò)GB/T1801—1999中規(guī)定的h12.加工表面未注公差尺寸的公差等級(jí)應(yīng)按GB/T1804中的m級(jí)（中等級(jí)）。未注加工表面粗糙度Ra值按GB/T1031中的12.5um。形位公差 卷筒上配合圓（D1）的高度tj同軸度，左右螺旋槽的徑向圓跳動(dòng)t3以及端面圓跳動(dòng)、，不得大于GB/T1184中的下列值：q孔的公差帶2q孔的公差帶2孔t不低于8級(jí);2D1000卷筒的尺寸計(jì)算（1）、卷筒的直徑根據(jù)GB/T3811-1988規(guī)定，按鋼絲繩中心來(lái)計(jì)算卷筒的最小直徑D后=hd式中Dmin一按鋼絲繩中心來(lái)計(jì)算卷筒的最小直徑mmd一鋼絲繩的直徑，由前面的選擇可知d=3mm；h一與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，按表8.1-61可根據(jù)工作系數(shù)查得h=14。則可得卷筒的最小直徑D.=14x3=42mm。由于本設(shè)計(jì)的起升高度很小，需要卷入卷筒的鋼絲繩的長(zhǎng)度只有2米，由實(shí)際情況可初步選擇卷筒的名義直徑為D=100mm。3、卷筒的長(zhǎng)度決定于繞在它上面的繩索工作圈數(shù)Z或繩索工作長(zhǎng)度l（繞繩量），而l則由起升高度與滑輪組型式和倍率。來(lái)決定，當(dāng)為單滑輪組時(shí)，則工作長(zhǎng)度為：L=("max+Z)p0冗D10式中：\一卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng);Hmax一最大起升高度，此堆垛機(jī)Hma「2.0m；D0一卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中算起的卷筒直徑此處D=D+d=100+3=53mm；取103mm[21.5—為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)，現(xiàn)取[=2；p一繩槽槽距，此值可由P的需要根據(jù)鋼絲繩直徑查得p=3.6mmoMp=（1.1—1.2）d，由此可得L=（2。。。x1+2）x3.6=29.43mm。0 3.14x103本設(shè)計(jì)選取100mm。此長(zhǎng)度加上電機(jī)寬度及制動(dòng)器、聯(lián)軸器寬度滿足設(shè)定的貨架之間的寬度。所以選擇此種形式的卷筒即可。此卷筒直徑 D=100mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=100mm；槽底半徑R=3.3mm，標(biāo)準(zhǔn)槽形槽距P=7mm；起升高度Hma、=3m，滑輪倍率a=2；標(biāo)記為：A100x100—3.3x3.6—2x1—左JB/T9006.2—1999。卷筒強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵、特殊需要時(shí)可用ZG230—450，ZG270—500鑄鋼或用Q235—A焊接制造。若忽略卷筒自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒子產(chǎn)生壓、彎曲和扭應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大。當(dāng)L<3D時(shí)，彎曲和扭應(yīng)力合成應(yīng)力不超過(guò)10%壓應(yīng)力。所以，當(dāng)L<3D時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)L>3D時(shí)還要考慮彎曲應(yīng)力。本設(shè)計(jì)中L<3D，不用考慮彎曲應(yīng)力⑻。卷筒彎矩圖3-1所示：

圖4-1卷筒受力圖當(dāng)L<3D時(shí)，只計(jì)算壓應(yīng)力，當(dāng)單層卷繞時(shí)，壓應(yīng)力應(yīng)按下式來(lái)計(jì)算O'=AAFax<[o]1 216p bc式中：。1—單層卷繞卷筒壓應(yīng)力(MPa)；F 一鋼絲繩最大拉力(N)本設(shè)計(jì)中F =603.07N；6一卷筒壁厚(mm)，本設(shè)計(jì)中壁厚的計(jì)算公式為:6=0.02D+(6~10)=0.02x50+6=7mm&-應(yīng)力減小系數(shù)，一般取A1=0.75；A2由表8.1—62選擇1.8.603.07可算得o,=1.8x0.75[o]一許用力，對(duì)鑄鐵[o]=tb，現(xiàn)取[o]=200=40(MPa)603.07可算得o,=1.8x0.75=16.6<[oJ；由計(jì)算可知此卷筒合用。傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核傳動(dòng)軸在工作時(shí)，同時(shí)受到扭轉(zhuǎn)、彎曲和壓縮三種負(fù)荷，不僅承受靜載荷，而且還有附加動(dòng)載荷作用。目前國(guó)外主要根據(jù)規(guī)公式計(jì)算軸徑，而主要依據(jù)扭矩，即以軸在額定工況時(shí)傳遞的平均扭矩所產(chǎn)生的扭應(yīng)力！，應(yīng)小于或等于許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，并考慮一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出來(lái)的。而沒(méi)有明確考慮扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮三種負(fù)荷的綜合作用。為了反映實(shí)際受力情況，以及對(duì)規(guī)公式計(jì)算出的軸徑作進(jìn)一步校核，有必要對(duì)傳動(dòng)軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和校核。傳動(dòng)軸強(qiáng)度校核的基本方法，是按規(guī)計(jì)算出傳動(dòng)軸的基本軸徑的基礎(chǔ)上，計(jì)算靜載荷下的合成應(yīng)力，再引用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)所確定的安全系數(shù)來(lái)考慮動(dòng)載荷的作用。用這種方法來(lái)驗(yàn)算強(qiáng)度，雖然與實(shí)際情況不盡相符，但實(shí)踐證明是可行的。下圖為軸的圖形：圖4-2軸示意圖因?yàn)檩S在云裝的古城中受到彎矩和扭矩的作用，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。彎扭強(qiáng)度校核已經(jīng)綜合了正應(yīng)力、切應(yīng)力，故不用再單獨(dú)校核。按彎扭合成強(qiáng)度條件校核（第三強(qiáng)度理論）O=代2+412 O=M/WT=T/2WW=0.1d3則o=52.4MPaQ235的[o]=160Mpa則按彎扭合成強(qiáng)度條件校核合適

直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算本節(jié)是對(duì)傳動(dòng)齒輪強(qiáng)度的校核，本設(shè)計(jì)采用了直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，兩Ypa14a1 4a24a2輪大小相同，齒數(shù)為60,模數(shù)為2,壓力角為20度，則[°]F1和[0]F2相等。下面是校核容：輪齒的受力分析忽略摩擦力，法向力Fn沿嚙合線作用于節(jié)點(diǎn)處（將分布力簡(jiǎn)化為集中力）Fn與過(guò)節(jié)點(diǎn)P的圓周切向成角度a。Fn可分解為匕和Fr1、力的大小圓周力 Ft=2n/di }t1=-Ft2a Fri=-Fr2大小相等，方向相反法向力F=F/cosa

ntFa Fri=-Fr2大小相等，方向相反法向力F=F/cosa

ntFJ圖4-3齒輪受力圖小齒輪上的60直T1——小齒輪上傳遞的扭矩（N.mm）30.15d1徑（mm）,a=20°小齒輪上的60直2、力的方向“主反從同”，F(xiàn)——指向軸線一外齒輪背向軸線一齒輪

齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算一一防止彎曲疲勞折斷由于輪齒嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)的位置從齒頂?shù)烬X根不斷變化，且輪齒嚙合時(shí)也是由單對(duì)齒到兩對(duì)齒之間變化，由此，齒根部分的彎曲應(yīng)力是在不斷變化，最大彎曲應(yīng)力產(chǎn)生在單齒對(duì)嚙合區(qū)的最高點(diǎn)但計(jì)算比較復(fù)雜。計(jì)算假設(shè)：1）單齒對(duì)嚙合；2）載荷作用于齒頂；3）計(jì)算模型為懸臂梁;4）用重合度系數(shù)考慮齒頂嚙合時(shí)非單齒對(duì)嚙合影響；5）只考慮彎曲應(yīng)力，???裂紋首先在受拉側(cè)產(chǎn)生，且壓應(yīng)力對(duì)較小對(duì)拉應(yīng)力有抵消作用；6）危險(xiǎn)截面一一30°切線法定丫一一齒頂壓力角勺C0Ss一彎曲拉應(yīng)力；F?inn——產(chǎn)生壓應(yīng)力如圖8-16,齒根危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力是為：MFcossh6FcosshO==—n =n F0W1 bs2—bs26L…2K， 2KTF=KF=KF/cosa= -計(jì)入載荷系數(shù)K, "c nt d1C0Sa代入上式2K兀6hcoss 2K兀6(h/m)cossFa - dbs2cosabdm(s/m)2cosaFa2KT KFo- 1Y-t-YF0bdmFabmFaiYFa——齒形系數(shù)，只與齒形有關(guān)，即與。，C*,Z1,X,P有關(guān)，當(dāng)。，C*一定時(shí)，只與Z1,X,P有關(guān)，而與m無(wú)關(guān)。???彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式:2K兀 KFYYYO=OYY= YYY=—tFasa8<[o]Mpa(8-4)FF0ssabdmFasaebm FMpa(8-4)i其中，Y「0.25+0.75/ea ，——端面重合度令巾d=b/di——齒寬系數(shù)(設(shè)計(jì)時(shí)選定)，將b=。d，di，F(xiàn)t=2兀/di和m=d1/Z1，代入上式得校 核 公 式：O=2燈1,工3<[O]F 0dm3Z12 FMpa (8-5a)2KTYYYm23' 1'—Fasa-8設(shè)計(jì)公式： t"dZi2 [O]f (mm)=取標(biāo)準(zhǔn)值 (8-5b)計(jì)算值的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表9-6得Ka=1.0；圖10-8得Kv=1.1；表10-3得Ka=1.0；表10-4得Kp=1.179F="=2義30,5=502.5N F=Ftand=i82.9Ntd0.i2 rtiFn=Jf2+f2=534.75Nt r

查表10-5得YF=2.28 ,=1.73所以：2KTYY 2義1.297義30.15*2.28*1.73*10000.5義查表10-5得YF=2.28 ,=1.73所以：2KTYY 2義1.297義30.15*2.28*1.73*10000.5義8*3600=21.42Mpa齒輪材料為40Cr,硬度200HBs。查表10-20(3得［o]=380MPa所以彎曲疲勞強(qiáng)度的校核合適。4.5.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算防止疲勞點(diǎn)蝕要求齒面的最大接觸應(yīng)力不超過(guò)接觸疲勞極限應(yīng)力<[o]引入齒寬系數(shù)、設(shè)計(jì)公式:直齒輪，KFu土1<

,——廣? <[o]H\bd uH1二b/d1，則得(Ft=2K/d1)a=20。,Mpa,2K兀>3T-d(mm)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)Zh=2.5???分別得二2.5ZZKi^<[O]HMpa、2(mm)d1>2.32

(mm)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得Z?=118000 Zh=2.5 U=1=118000義2.5二100415041.9=100.4MPa,,1.297義502.5義2

V15x=118000義2.5二100415041.9=100.4MPa查圖10-21得[。2]=440Mpa所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算合適4.5.4齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算說(shuō)明1、彎曲強(qiáng)度計(jì)算，要求0F1-[°]F1，°F2-[°]F2，公式（8-5b）對(duì)大小齒Ypa14a Ypa14a1 0a24a2輪，其它參數(shù)均相同只有"]F不同，應(yīng)將"]F1和[°]F2中較大者代入計(jì)算。2、接觸強(qiáng)度計(jì)算公式中，°h1=°H2，[°]H=min后]H1，[°]H2]3、輪齒面一一按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)■度硬齒面一一按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度或分別按兩者設(shè)計(jì)取較大者參數(shù)為設(shè)計(jì)結(jié)果（書(shū)本）4、在用設(shè)計(jì)公式定4或0時(shí)，???Kv、K屋Ka預(yù)先未知一試取載荷系數(shù)Kt代K（一般Kt=1.2?1.4）一計(jì)算得djmn）論為d1t（m/f按d1t計(jì)算v查Kv、Kb、Ka—計(jì)算K=KaKvKPKa，若K與Kt相差較大，則應(yīng)對(duì)d1t（mJ進(jìn)行修正。d1=d1nK/K、mn=*鄧/K （這里考慮斜齒輪的一般情況）5、在其它參數(shù)相同的條件下，彎曲疲勞強(qiáng)度與m成正比，接觸疲勞強(qiáng)度與d1（i一定）或中心距2成正比，即與mz乘積成正比，而與m無(wú)關(guān)例：m=2，Z1=40，Z2=80；m=4，Z1=20，Zj40。兩對(duì)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度是相同的。1 1第五章對(duì)門(mén)架及相關(guān)結(jié)構(gòu)的計(jì)算門(mén)架結(jié)構(gòu)包括了立柱、橫梁、固定螺栓等，由于在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中它們受到了撓度、力的作用，所以有必要對(duì)它們的強(qiáng)度進(jìn)行校核。立柱撓度的計(jì)算機(jī)構(gòu)不管是在靜止?fàn)顟B(tài)還是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，立柱始終都會(huì)受到力和彎矩扭矩的作用，對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)和對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的校核實(shí)為了保證堆垛機(jī)的安全。本章節(jié)就是針對(duì)堆垛機(jī)立柱的強(qiáng)度而進(jìn)行計(jì)算的，分為靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行。靜止?fàn)顟B(tài)立柱強(qiáng)度的計(jì)算在靜止?fàn)顟B(tài)下，堆垛機(jī)載貨臺(tái)上沒(méi)有貨物，載貨臺(tái)位于非工作位置，整個(gè)立柱受力極小，故不對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下堆垛機(jī)進(jìn)行分析只對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下分析。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)立柱的相關(guān)計(jì)算堆垛機(jī)在靜止、起升、降落、伸縮叉過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)以及由于力的作用點(diǎn)和方向的改變，立柱就會(huì)不停地改變其受力和扭矩，彎矩的方向，振動(dòng)也隨之而來(lái)。在靜止情況下，立柱所受的靜撓度和受力是一定的，然而堆垛機(jī)在行走，起升等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，隨著速度的不斷改變，受到了不同的加速度作用，堆垛機(jī)的受力情況會(huì)產(chǎn)生很大的改變，而且有些改變是突然發(fā)生的，這些改變都會(huì)對(duì)立柱的撓度產(chǎn)生很大的變化，此時(shí)定位裝置若安裝在立柱及上、下橫梁上，誤差將會(huì)增大，定位精度很難得到保證，容易引起事故。所以，堆垛機(jī)在提升速度時(shí)要充分考慮加速度與撓度的變化關(guān)系。本課題選取的堆垛機(jī)是按照半閉環(huán)進(jìn)行速度的調(diào)速控制，每條運(yùn)行曲線是根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出的，因此每條運(yùn)行曲線的速度變化是不同，這樣加速度的變化對(duì)堆垛機(jī)立柱的影響也不一樣。本小節(jié)通過(guò)對(duì)立柱撓度的分析，得出立柱頂端的變形量，并確定隨著加速度的提高，對(duì)立柱的影響。立柱撓度的計(jì)算分析由于堆垛機(jī)為雙立柱，兩個(gè)立柱在外力作用下產(chǎn)生的撓曲變形在天軌的連接作用下幾乎一致的，故本課題只對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行撓度分析計(jì)算（后面的振動(dòng)分析亦只分析一個(gè)立柱的）。本計(jì)算以載貨臺(tái)在最高位置時(shí)計(jì)算，因這時(shí)的撓度最大。堆垛機(jī)立柱的受力分析如圖5-1所示。圖5-1立柱受力示意圖由疊加法可知，立柱頂端的撓度泉為:如圖5-2所示：

圖5-2立柱頂端撓度其中：f.二『屋口fF一由慣性力F引起的立柱柱端撓度，m二一各部分質(zhì)量引起的慣性力，N。F=mar15 a丁f=---乙Fy2(3h—y)=——-mmy2(3h—y)F6EIii1 6EI ii1iii iiim1~m3一貨物及貨叉質(zhì)量，上橫梁及導(dǎo)輪質(zhì)量，提升機(jī)構(gòu)質(zhì)量，;x1~x3,y1~y3—各質(zhì)量的坐標(biāo)，在此設(shè)計(jì)中以上三個(gè)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)為:mmmm(kg)50512x(mm)345345345y(mm)210025002150a—堆垛機(jī)的加速度，m/s2,取a=0.9m/s*s；E1一立柱材料的氏彈性模量，因?yàn)槭荙235鋼所以Ei=200GPa11一立柱橫截面對(duì)中性軸的慣性矩，75mm*45mm鋼所以HB3I=——=0.000000569m4I=0.000000533m41 12 21=0.000000569-0.000000533=0.000000036m4h一立柱高度,h=2.5m；所以由以上三種質(zhì)量所引起的撓度：0.2x[1190.7+156.25+296.76]f= =0.00076mF 6x2000x0.000000036x109f—由各質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量對(duì)立柱軸線的力偶引起的立柱柱端撓度,mMM=mgxi各質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量對(duì)立柱軸線的力偶，N.mg一重力加速度，g=9.8m/s2；TOC\o"1-5"\h\z_'My(h—y)_ymgy(h—y)f=i——i i—=43ii i-M EI EI1 11 1 11所以由各質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量對(duì)立柱軸線的力偶引起的立柱柱端撓度為:9.8x(20+4.2) =0.0002084m2000x569fq—立柱自重產(chǎn)生的慣性均勻分布力引起的立柱柱端撓度m。/ 5qh4f=——1——aq48E1I1q1立柱自重均勻分布質(zhì)量，q1=2.844kg/m。所以由立柱自重產(chǎn)生的慣性均勻分布引起的立柱柱端撓度為:, 5x2.844x39.0625八，f= 0.9=0.000145mq48x2000x36由疊加法可知，立柱頂端的撓度f(wàn)1為:f1=%+fM+f=0.00076+0.0002084+0.000145=0.00111m

根據(jù)堆垛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)3.2.1.4的規(guī)定根據(jù)堆垛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)3.2.1.4的規(guī)定f1<200而本設(shè)計(jì)中:2.5f=0.00111m<——=0.0125mi 200則選取的立柱符合撓度要求。5.2立柱彎矩剪力的校核在載貨臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，立柱受到彎矩的作用，從而使立柱受到剪力的作用，現(xiàn)在對(duì)彎矩產(chǎn)生的建立進(jìn)行校核。.在門(mén)架的連線方向上：MY

O= I由以上可知其受最大彎矩為：M=265.422N.M1=0.000000036。1:276.48Mpa由于是雙立柱所以oj138Mpa1.5X10-5.在垂直于貨架方向上：圖5-3一端固定一端支撐的梁的剪力計(jì)算示意圖3M(L—3b2)2

o= 二 9V3LEI在這方向上的I=275663.25X10-12M=298.84。=0.000002Mpa2則綜合得。3=138Mpao3<160Mpa由立柱彎矩產(chǎn)生的剪力校核合適。5.3運(yùn)行中立柱的振動(dòng)分析堆垛機(jī)啟動(dòng)以后，在達(dá)到最大加速度以前，一直是以非勻加速運(yùn)行的，所以在運(yùn)行過(guò)程中，其立柱的振動(dòng)的振幅也是不停的改變。當(dāng)加速度達(dá)到最大時(shí)，立柱柱端的振幅也最大，對(duì)此時(shí)柱端進(jìn)行振動(dòng)分析，得出最大振幅，用以解決在提升速度以后引起的振動(dòng)問(wèn)題。建立堆垛機(jī)振動(dòng)模型，并解決其振動(dòng)問(wèn)題。由于雙立柱堆垛機(jī)的兩個(gè)立柱在運(yùn)行過(guò)程中以共同的頻率，共同振幅的振動(dòng)的，所以在本文僅對(duì)其中一個(gè)立柱進(jìn)行振動(dòng)分析，該立柱相當(dāng)于一個(gè)懸臂梁，梁長(zhǎng)為hm。堆垛機(jī)是由無(wú)窮多個(gè)質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的彈性系統(tǒng)，并且在構(gòu)件的連接處采用彈性阻尼隔振技術(shù)，求解這樣的多自由度系統(tǒng)有一定的難度。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把堆垛機(jī)簡(jiǎn)化成理想狀態(tài)下的單質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，如圖5-4。

圖5-4雙立柱簡(jiǎn)化圖由上一節(jié)可知，把堆垛機(jī)立柱簡(jiǎn)化為懸臂梁，并根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)我們可以得知，懸臂梁的靜撓度,在外力P的作用下為:5="，如圖5-5。S 3EI圖5-5懸臂梁此時(shí)，懸臂梁起彈簧的作用，自由端產(chǎn)生的靜變形所需要的力就是梁的彈簧系數(shù)k：7P3EI

k=——= 6 h3S根據(jù)梁端的振動(dòng)微分方程：3EIm'y= yh3得出立柱的振動(dòng)頻率為：,1；3EI

f=一，一T2冗\(yùn)m,h31:3EI2兀*m,h3其中，m'為懸臂梁在自由端的等效質(zhì)量。換算質(zhì)量系統(tǒng)與原來(lái)的多質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)具有相同振形和相同的頻率。換算質(zhì)量在工程中經(jīng)常用的有兩種方法:剛度法和能量法。能量法的換算原理為具有換算質(zhì)量的系統(tǒng)于原多質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)在振動(dòng)時(shí)的最大動(dòng)能相同。假定梁自由振動(dòng)的振動(dòng)形式和懸臂梁在自由端加一集中靜載荷時(shí)的靜撓度曲線一樣。在梁端在載荷P的作用下，懸臂梁自有端的撓度為：6="，在截面x處的撓度S3EI為：（?。?，在自由振動(dòng)中,梁各點(diǎn)的振幅仍然近似按比例,即其中y0為梁的自由端的振幅。設(shè)質(zhì)量m的自由振動(dòng)可以表示為y0Sin3n，而梁的振動(dòng)可以表示為:全梁動(dòng)能的最大值為:T=—q32Jhy2(x)=—q32(-yo-)2Jh(3hx2-x3)2dxmax2n0 2n 2h3 0

133二一xqh①214033所以：m'= qh140qq=2.844kg/m，則此時(shí)m'=33——x2.844x2.5=1.676kg140帶入公式得出立柱懸臂梁的振動(dòng)頻率:- 1 3EI 1 13x200x109x56.9x10-83二2對(duì)二 二 .二 二18.18rad/s2兀\，m'h3 2x3.14 1.676x15.6255.4橫梁撓度的計(jì)算橫梁所受最大撓度可認(rèn)為是起升裝置重力F(N)所引起的撓度5/和橫梁自重q(kg/m)所引起的5q之和，即5=5f+5q。圖5-6受到集中力作用時(shí)的變形情況當(dāng)起升裝置重力F(N)單獨(dú)作用于橫梁上時(shí)，此時(shí)橫梁所受的撓度可簡(jiǎn)化成上圖，此時(shí)撓曲軸方程為：Fx/ 312.3= (X2)12EI4式中：E—彈性模量，此橫梁選用的是Q235,所以E=200GPa；

I一,此時(shí)I=3.6x10-8mm；l一橫梁的長(zhǎng)度，此處取l=690mm。當(dāng)x=l/2時(shí)，有最大撓度值即：Fl35=- fFl35=- f48EI=553x10-6m48x200x109x3.6x10-8圖5-7受到均布載荷時(shí)的情況當(dāng)僅考慮橫梁自重時(shí)的撓度曲線方程為：qx①= (2lx2—x2—12)24EI式中：q—理論重量，方通鋼的q=2.844kg/m。當(dāng)x=l/2時(shí)，撓度有最大值，此時(shí)=1.153x10-6m。5ql=1.153x10-6m。384EI―384x200x109x3.6x10-8則此時(shí)橫梁所受的最大撓度值是：5=5f+5=553x10-6+1.153x10-6=554.15x10-6m由《堆垛起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.1.1條可知要求和上橫梁的水平彎曲6―,l為上橫梁的長(zhǎng)度。此設(shè)計(jì)為l=690mm,即要求61000—<069=6.9x10-4m，由上面計(jì)算可知：100010006=6+5=0.35x10-6m<6.9x10-4m則橫梁校核合適。5.5對(duì)立柱固定螺栓的計(jì)算螺栓型號(hào)為GB/T5782M8X80.對(duì)螺栓的計(jì)算主要進(jìn)行的是拉伸強(qiáng)度校核由上得F1=588N,m=50Kg,a=0.2m/s2，許用拉應(yīng)力為160MPa則螺栓所受最大拉力為F=588+50X0.2=598N共有八個(gè)螺栓聯(lián)結(jié)，直徑為8mm,則o=4F=1487104P=1.48MP<160MPa8x兀d2 a a則螺栓校核合適第六章總結(jié)不知不覺(jué)，短短一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這也是我的大學(xué)階段的最后一個(gè)學(xué)習(xí)實(shí)踐任務(wù)，是我將四年大學(xué)所學(xué)到得知識(shí)融會(huì)貫通的機(jī)會(huì)，也是我最后一次鍛煉自己，為即將在社會(huì)中工作地最后準(zhǔn)備。在鐵異老師的指導(dǎo)下，我完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為學(xué)校教學(xué)做一個(gè)自動(dòng)化立體