自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)—堆垛機(jī)及其提升驅(qū)動(dòng)裝置、貨叉裝置、載貨臺(tái)、松繩與過載保護(hù)裝置等設(shè)計(jì)含5張CAD圖,自動(dòng)化,立體倉庫,系統(tǒng),設(shè)計(jì),堆垛,及其,提升,驅(qū)動(dòng),裝置,載貨,過載,保護(hù)裝置,CAD
自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)—堆垛機(jī)及其提升驅(qū)動(dòng)裝置、貨叉裝置、載貨臺(tái)、松繩與過載保護(hù)裝置等設(shè)計(jì)
Design of Automatic Stereo Warehouse System
摘 要
隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及現(xiàn)有土地資源是十分緊張的,故材料倉庫用地?cái)U(kuò)建難度較大,只能充分挖掘土地潛力,有效利用現(xiàn)有的庫區(qū),因此自動(dòng)化立體倉庫得到飛快的發(fā)展。它的最大特點(diǎn)主要是因它庫存空間和資源綜合利用率相對(duì)較高、易于實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)化的倉儲(chǔ)管理等優(yōu)點(diǎn)。
自動(dòng)化物料倉庫管理是廣泛指一種可以充分利用工業(yè)高層大型貨架等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)的大型倉庫。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理,大大的提高了倉庫的性能。而且自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用,可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速高效地進(jìn)行物流運(yùn)輸和商品的大容量存放,滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)、商品的流通。
隨著立體倉庫的不斷的發(fā)展，堆垛機(jī)得到了大力發(fā)展。其主要的作用是在巷道內(nèi)沿軌道運(yùn)行。接收到計(jì)算機(jī)指令后，可以在高層貨架通道內(nèi)來回穿梭，將口處的貨物存放在貨架上，也可以將貨架上的貨物取出，運(yùn)到口處，完成倉儲(chǔ)作業(yè)。堆垛機(jī)由機(jī)架、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、裝載平臺(tái)、貨叉裝置、安全保護(hù)裝置和控制系統(tǒng)組成。在設(shè)計(jì)過程中，在滿足其強(qiáng)度、剛度和運(yùn)行穩(wěn)定性要求的前提下，要綜合考慮結(jié)構(gòu)的合理性和選用材料的經(jīng)濟(jì)性，從而達(dá)到質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的目的。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化立體倉庫；堆垛機(jī)；計(jì)算機(jī)；控制
VI
ABSTRACT
With the development of productivity, the expansion of production scale and the existing land resources are very tight, so the material warehouse land expansion is more difficult, can only fully tap the potential of the land, effective use of the existing storage area, so the automated three-dimensional warehouse has been rapid development. Its biggest characteristic is mainly because of its relatively high comprehensive utilization rate of inventory space and resources, easy to real-time automatic storage management and other advantages.
Automatic material warehouse management is widely refers to a kind of large warehouse which can make full use of industrial high-rise large shelves and other equipment for automatic storage and transportation. Using computer to control management, greatly improve the performance of the warehouse. And the application of automatic storage system, can help enterprises to achieve rapid and efficient logistics transportation and large capacity storage of goods, to meet the modern production, the circulation of goods.
With the continuous development of the three-dimensional warehouse, the stacker has been vigorously developed. Its main function is to run along the track in the roadway. After receiving the computer instruction, it can shuttle back and forth in the high shelf channel, store the goods on the shelf at the mouth, or take out the goods on the shelf and transport them to the mouth to complete the storage operation. The stacker is composed of a frame, a horizontal walking mechanism, a lifting mechanism, a loading platform, a cargo fork device, a safety protection device and a control system. In the design process, on the premise of meeting the requirements of strength, stiffness and operation stability, we should comprehensively consider the rationality of the structure and the economic selection of materials, so as to achieve the purpose of high quality and low price.
Keywords: Automated three-dimensional warehouse; Stacking machine; The computer; Control
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1概述 1
1.2發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.1國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r 2
1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 3
1.2.3發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3設(shè)計(jì)的目的和意義 4
1.4堆垛機(jī)的類型 5
1.4.1有軌巷道堆垛機(jī)的類型 6
1.4.2巷道堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 7
1.5設(shè)計(jì)的內(nèi)容 7
1.6自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)前提要求 8
1.7堆垛機(jī)主要技術(shù)要求 8
第2章 自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì) 10
2.1自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)原則 10
2.2自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 10
2.2.1自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)工作原理 10
2.2.2自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)提升驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案 10
2.2.3自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì) 11
2.2.4自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)載貨臺(tái)和貨叉裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 11
2.2.5自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)安全保護(hù)裝置 11
2.2.6自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)松繩與過載保護(hù)裝置 12
2.3自動(dòng)化立體倉庫貨架系統(tǒng) 12
2.4托盤的選擇 13
第3章 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16
3.1起升機(jī)構(gòu)的總體選型 16
3.2卷筒的設(shè)計(jì) 18
3.2.1卷筒部件計(jì)算 18
3.2.2齒輪連接盤的計(jì)算 23
第4章 堆垛機(jī)貨叉的設(shè)計(jì) 26
4.1貨叉?zhèn)鲃?dòng)裝置的總體選型 26
4.2貨叉?zhèn)鲃?dòng)齒輪、齒條的計(jì)算 26
4.3貨叉?zhèn)鲃?dòng)鏈輪、鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算 30
第5章 控制系統(tǒng) 32
5.1 自動(dòng)化立體倉庫PLC功能控制流程 32
5.1.1查詢貨物有無功能模塊 32
5.1.2入庫作業(yè)功能模塊 33
5.1.3出庫作業(yè)功能模塊 33
總結(jié) 36
參考文獻(xiàn) 37
致謝 40
第1章 緒 論
1.1概述
自動(dòng)化立體倉庫是物流系統(tǒng)的重要組成部分。它是一個(gè)非常智能的系統(tǒng)，可以自動(dòng)存儲(chǔ)和取出材料，而不需要直接人工處理。它是隨著社會(huì)的發(fā)展而形成的高科技產(chǎn)品，它對(duì)提高生產(chǎn)力、減少成本具有很大的意義。
它是20世紀(jì)60年代初的新生事物。20世紀(jì)70年代，它迅速發(fā)展了起來，現(xiàn)在逐步走向成熟。為什么自動(dòng)化立體倉庫發(fā)展得這么快?這是因?yàn)樗o人們來了很多好處，它在生產(chǎn)上的應(yīng)用，已經(jīng)取得了比較大的效益。
目前，這種倉庫在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)是十分普及了。其中日本是自動(dòng)化倉庫發(fā)展速度最快、數(shù)量最多的國(guó)家。自動(dòng)化立體倉庫在我國(guó)雖然還處于發(fā)展階段，但是很多企業(yè)在這方面已取得了一些明顯的成績(jī)。
那么，什么是這種自動(dòng)化高的倉庫？這種倉庫包含了廣泛的內(nèi)容和含義。從字面上講，立體倉庫是指?jìng)}庫向高空發(fā)展。立體倉庫的高度一般在十幾米到幾十米之間，那么立體倉庫和普通倉庫有什么區(qū)別呢？主要區(qū)別是: 以前普通的倉庫是在平面地板上堆垛物資，而在立體倉庫里是成行成列的貨架，這些貨架跟書架一樣，它分成許多貨格，每個(gè)貨格都是存放貨物的空間單元。搬運(yùn)工人往往是將貨物放在集裝箱內(nèi)或托盤上，再將整個(gè)集裝箱或托盤放入貨格中。如果不借助新型的搬運(yùn)工具，就沒有辦法在立體倉庫里完成存取貨物的作業(yè)。這說明隨著自動(dòng)化立體倉庫的建立，人拉肩扛的工作方法已經(jīng)不適用了，即使一般的鏟車和叉車也難以勝任存取工作。在自動(dòng)化立體倉庫中必須使用一種專門的搬運(yùn)堆垛機(jī)。這種堆垛機(jī)可以在貨架之間的巷道中來回上下的運(yùn)行，并能把貨物放進(jìn)左右貨格中。它專門負(fù)責(zé)存取貨架上的小型集裝箱和托盤。這種作業(yè)于立體倉庫中的機(jī)器器為巷道式堆垛機(jī)，簡(jiǎn)稱為堆垛機(jī)。
堆垛機(jī)可以手動(dòng)操作，操作員就像火車車司機(jī)一樣，按動(dòng)前進(jìn)、后退、上升、下降等控制按鈕，堆垛機(jī)便會(huì)相應(yīng)地運(yùn)動(dòng)。堆垛機(jī)也是可以自動(dòng)控制運(yùn)行的，操作員只需設(shè)置好堆垛機(jī)的作業(yè)功能、目標(biāo)位置，堆垛機(jī)便會(huì)自動(dòng)地完成存取作業(yè)，我們稱這種具備自動(dòng)作業(yè)功能的堆垛機(jī)為自動(dòng)堆垛機(jī)。若整個(gè)倉庫實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理，堆垛機(jī)的指令由管理系統(tǒng)自動(dòng)下達(dá)，從而形成整個(gè)倉庫的計(jì)算機(jī)管理和控制，我們稱這種倉庫為自動(dòng)化倉庫。其中，計(jì)算機(jī)管理部分稱為計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。
由于自動(dòng)化倉庫中存儲(chǔ)的物料種類多、數(shù)量多、信息量大，傳統(tǒng)的手工管理方法顯然不適用，只能依靠計(jì)算機(jī)來管理。計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化倉庫管理中的主要功能是：物料的配送；所有貨物的統(tǒng)一管理和分配；負(fù)責(zé)倉庫內(nèi)所有儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械的監(jiān)控和管理；信息存儲(chǔ)和處理。
1.2發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)
堆垛機(jī)是在建立立體倉庫的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種專用于倉庫起重的機(jī)器[14]。堆垛機(jī)是立體倉庫中十分重要的起重運(yùn)輸設(shè)備。它主要是在專用高架立體倉庫的通道內(nèi)來回運(yùn)行，將起始端的貨物運(yùn)至貨架內(nèi)，或?qū)⒇浖軆?nèi)的貨物取出運(yùn)至起始端，完成相應(yīng)的出入庫作業(yè)。
1.2.1國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r
二戰(zhàn)之后，隨著生產(chǎn)力的快速發(fā)展，生產(chǎn)使得對(duì)原材料，配件，半成品，成品的數(shù)量不斷增加，傳統(tǒng)的倉庫存儲(chǔ)在進(jìn)出和作業(yè)特點(diǎn)上已經(jīng)日益不能適應(yīng)生產(chǎn)過程對(duì)物流流通的需要，另外，人力資源成本和勞動(dòng)成本的增加，使得倉儲(chǔ)向空間發(fā)展和自動(dòng)化發(fā)展成為一種必然。城市化的快速發(fā)展和地價(jià)的上漲，倉庫高層貨架有成為了一種必然。高層倉庫的出現(xiàn)，便要求相應(yīng)的專用物料裝卸搬運(yùn)設(shè)備，機(jī)械工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展，就為倉庫自動(dòng)化提供了有利技術(shù)支持，使得堆垛機(jī)及與之相配合的控制設(shè)備相繼問世。
在上個(gè)世紀(jì)50年代初，其中美國(guó)就已經(jīng)開始首先使用高層貨架了，它是采用的橋式堆垛機(jī)。由于這種堆垛機(jī)操作方式是十分受限的，但由于這種倉庫是十分實(shí)用的，則這種倉庫走上不斷優(yōu)化的道路，當(dāng)?shù)搅?0年代末60年代初，美國(guó)高層貨架倉庫中就率先出現(xiàn)了堆垛機(jī)，由司機(jī)控制，提高了工作效率和空間利用率。在現(xiàn)實(shí)中只要一個(gè)事物對(duì)我們生活是十分有益的，則這個(gè)事物是會(huì)不斷發(fā)展的。到了六十年代初，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制就已經(jīng)開始在倉庫中出現(xiàn)了并且使用了，引入了計(jì)算機(jī)則使倉庫的智能化更上一層樓，由此跨入了快速發(fā)展的道路，特別是在歐美一些國(guó)家發(fā)展迅猛。在20世紀(jì)末，自動(dòng)化立體倉庫開始在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到了這個(gè)世紀(jì)的20年代，日本所有的自動(dòng)化立體倉庫將達(dá)到3.8萬多個(gè)，美國(guó)將達(dá)到2萬多個(gè)，并且巨型立體倉庫高度將會(huì)超過40米的。
1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比相比而言，我國(guó)自動(dòng)化立體倉庫發(fā)展起步是比較晚的。70年代在我國(guó)開始使用堆垛機(jī)和高層倉庫。據(jù)官方發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)這種倉庫的面積由2012年的1.4億平方米增加到2017年的2.74億平方米，2017年和2018年，中國(guó)新建自動(dòng)化立體倉庫超過800個(gè)。截至2018年底，我國(guó)這種倉庫的面積約為2.91億平方米，數(shù)量約為5000個(gè)。2019年，中國(guó)將有約6000個(gè)自動(dòng)化立體倉庫。堆垛機(jī)隨著倉庫發(fā)展，也得到了快速的發(fā)展和十分廣泛的應(yīng)用，如產(chǎn)品制造業(yè)，郵電業(yè)，交通運(yùn)輸業(yè)，物流配送中心等各行各業(yè)。
我國(guó)自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展在一些特定行業(yè)的表現(xiàn)是比較突出的，主要有：1）制造業(yè)、鐵路、石油行業(yè)等對(duì)自動(dòng)化立體庫的需求較大。特別是在近些年來，隨著市場(chǎng)對(duì)這些事物的需求越來越大，對(duì)于自動(dòng)化立體倉庫的應(yīng)用也是越來越大。2）我國(guó)幾個(gè)主要大都市圈的輻射式發(fā)展，決定了中心城市人口資源極度密集，流動(dòng)人口和車輛交通是主要問題。越來越多的中心城市建設(shè)了越來越多的螺旋式地下車庫，可以有效緩解地面停車難的問題。3）乳業(yè)、海鮮等企業(yè)對(duì)自動(dòng)化立體庫需求大，尤其一些產(chǎn)品需要冷凍保存運(yùn)輸，需要建造相應(yīng)符合條件的冷凍庫，自動(dòng)化立體倉庫比普通老式倉庫更適用于冷凍庫。4）“工業(yè) 4.0”，“人工智能”，“萬物聯(lián)網(wǎng)”，“電子商務(wù)”等眾多概念助力自動(dòng)化立體倉庫蓬勃發(fā)展。以智能制造為核心的第四次產(chǎn)業(yè)革命，大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)。國(guó)內(nèi)大型電子商務(wù)物流公司的服務(wù)商，主要以京東物流和菜鳥物流園為依托，紛紛建立自動(dòng)化立體倉庫。所以研究自動(dòng)化立體倉庫具有很大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)意義。
1.2.3發(fā)展趨勢(shì)
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，以及各種高新技術(shù)的面世和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)變的日益激烈，這些種種的原因，促使我們對(duì)自動(dòng)化立體倉庫的要求更高了。實(shí)現(xiàn)它的系統(tǒng)柔性化，采用高效輸送設(shè)備以及簡(jiǎn)潔的物流線路是它的發(fā)展趨勢(shì)。目前，自動(dòng)化倉庫已經(jīng)進(jìn)入智能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)階段。貨架將會(huì)向更加穩(wěn)定和更加簡(jiǎn)潔安全的方向發(fā)展。那么對(duì)于堆垛機(jī)來說，引用高質(zhì)量的物理外形和更高性能的設(shè)備，使堆垛機(jī)的定位精度變的更高，提高搜索能力和作業(yè)速度，獲得更高的生產(chǎn)能力，是以后的發(fā)展趨勢(shì)。隨著科技的不斷的進(jìn)步，倉儲(chǔ)技術(shù)將進(jìn)一步向更加智能化方向發(fā)展。
2014 年，“亞洲一號(hào)”智能化立體庫的出現(xiàn)，使自動(dòng)化倉儲(chǔ)的發(fā)展邁向了一個(gè)新臺(tái)階。截至2017年9月，“亞洲一號(hào)”百分之九十以上的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。2016 年 8 月 15 日，推出了首個(gè)全自動(dòng)化倉庫，標(biāo)志著倉儲(chǔ)操作進(jìn)入了全新技術(shù)水平，說明自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)正逐步向第五代“3I”立體倉庫系統(tǒng)發(fā)展。
1.3設(shè)計(jì)的目的和意義
自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、控制工程、高精度gps等技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來的，其改善了倉庫物流系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)形式和管理技術(shù)。倉庫其中的設(shè)備是十分關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備，因?yàn)樨浳锎蟛糠謺r(shí)間都是在倉庫中停留和周轉(zhuǎn)的，所以其設(shè)備和技術(shù)的智能化程度對(duì)自動(dòng)化倉庫的高效利用尤為重要。因此，有必要對(duì)其進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)設(shè)備是非常少的，它主要靠人工維護(hù)，存取貨物由人工操作，效率低下。倉庫自動(dòng)化的引入將人們從倉庫中解放出來。在傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)中，貨物的倉儲(chǔ)過程和環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，而倉儲(chǔ)自動(dòng)化則簡(jiǎn)化了這些環(huán)節(jié)。通過直接引進(jìn)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能等高新技術(shù)對(duì)倉儲(chǔ)機(jī)械進(jìn)行技術(shù)升級(jí)[15]，倉儲(chǔ)機(jī)械的技術(shù)性能將得到極大提高，通過操作機(jī)械設(shè)備完成和之前同樣的操作工作。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化倉庫，目的就是為了簡(jiǎn)化某些環(huán)節(jié)推動(dòng)自動(dòng)化倉庫發(fā)展，同時(shí)為了節(jié)省資源。
倉庫中通過對(duì)電腦的應(yīng)用,避免了人工操作貨物進(jìn)行信息處理的過程中因?yàn)槿斯げ僮?而出現(xiàn)有可能導(dǎo)致的錯(cuò)誤。同時(shí),計(jì)算機(jī)的管理也更加地十分便捷了倉儲(chǔ),最大限度地利用了整個(gè)倉庫的內(nèi)部存儲(chǔ)空間,從而改善了倉儲(chǔ)管理的效率。這樣,貨物的儲(chǔ)運(yùn)以及管理能夠做到非常及時(shí)、精細(xì)化,使得企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的適應(yīng)性以及決策能力都可以得到較為重要程度的發(fā)展。
與以往的倉儲(chǔ)方式相比,這種類型的倉庫主要具有以下的優(yōu)點(diǎn)[19]:大大提高了在倉儲(chǔ)過程中的空間和利用率;十分重要有利于建立和形成先進(jìn)的生產(chǎn)和管理體系,提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和管理水平;加快了貨物的運(yùn)輸和進(jìn)出,降低了人員的工作勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)的效率;當(dāng)使用托盤或集裝箱等設(shè)備來貯藏貨物時(shí),貨品的損耗會(huì)明顯降低;減少了庫存和積壓,提高了資金周轉(zhuǎn)的速度。
這種倉庫單位面積的存儲(chǔ)容量是普通倉庫的5-8倍[28]。目前，世界上最高的立體倉庫可達(dá)到40米以上，庫容達(dá)到了10萬以上[28]，單位面積的存儲(chǔ)量可達(dá)到6.5噸/平方米，自動(dòng)化倉庫在節(jié)約土地資源方面有很好的效果，因此，它的應(yīng)用將使未來的存儲(chǔ)發(fā)展產(chǎn)生很大的改變。
通過自動(dòng)化立體倉庫堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)，完成堆垛機(jī)及其升降驅(qū)動(dòng)裝置、貨叉裝置、裝卸平臺(tái)、松繩及過載保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能及時(shí)、準(zhǔn)確地將貨物自動(dòng)送到指定位置，而加深對(duì)自動(dòng)化立體倉庫的認(rèn)識(shí)。
1.4堆垛機(jī)的類型
堆垛機(jī)作為自動(dòng)化立體倉庫一個(gè)十分關(guān)鍵部件，它擔(dān)負(fù)著貨物運(yùn)輸?shù)拇蟛糠秩蝿?wù)。根據(jù)是否有導(dǎo)軌和移動(dòng)方式，將堆垛機(jī)分為，橋式堆垛機(jī)和巷道式堆垛機(jī)。橋式堆垛機(jī)依靠吊在上部的軌道架來承擔(dān)其全部的重量，并且利用吊在上部的軌道架來實(shí)現(xiàn)貨物的運(yùn)輸。而巷道堆垛機(jī)的主要是依靠位于地面上地軌和行走機(jī)構(gòu)來運(yùn)動(dòng)，它的穩(wěn)定性是非常高的。因此，巷道堆垛機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的占比是越來越大。與橋式起重機(jī)相比，巷道式堆垛機(jī)具有以下特點(diǎn)：這個(gè)堆垛機(jī)的通道寬度較小，沒有橋式堆垛機(jī)的一些相應(yīng)的限制；橋式堆垛機(jī)不易采用自動(dòng)控制，但更傾向于手動(dòng)控制或半自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度不高；這種道式堆垛機(jī)在不給頂部橋式堆垛機(jī)留大空間的情況下，可節(jié)省空間，方便倉庫建設(shè)，提高空間利用率。
圖1-1 巷道式堆垛機(jī)三維圖及實(shí)物圖
1.4.1有軌巷道堆垛機(jī)的類型
（1）按其結(jié)構(gòu)可分為：
①雙立柱堆垛機(jī)
由兩根獨(dú)立的柱子、上部橫梁、下部縱向橫梁、攜帶貨物叉車的運(yùn)輸載荷平臺(tái)及提升設(shè)備組成。立柱,上橫梁和下縱向橫梁共同構(gòu)成一個(gè)矩形結(jié)構(gòu)的框架。立柱有兩類:方管和圓管。方管本身是可以用作升降引擎導(dǎo)軌的,但是圓管是不能。這種堆垛機(jī)最大的主要優(yōu)點(diǎn)之一就是它具有較高的強(qiáng)度和剛性,在啟動(dòng)和剎車時(shí)速度都是十分迅猛的,運(yùn)行也是十分平穩(wěn)的。
②單立柱堆垛機(jī)
該機(jī)架主要由一根立柱,下橫梁及上橫梁共同組成。整機(jī)的重量也是非常輕的,材料在工業(yè)中的使用量也是比較小的,制造費(fèi)用和成本也是相對(duì)較低,但它的強(qiáng)度和剛性略有不足,穩(wěn)定性也是不好的。由于載貨臺(tái)對(duì)立柱有偏心位置作用,以及水平慣性力的影響,故它在具體應(yīng)用上存在著較大的局限性。不適合應(yīng)用于技術(shù)提升量大、水平操作速度快等復(fù)雜條件下的一些場(chǎng)景。
（2）根據(jù)支撐形式的不同，可分為：
①懸掛式堆垛機(jī)
它是掛在巷道上方的軌道上，在門架下部的導(dǎo)向輪是夾在導(dǎo)軌兩側(cè)的。并且應(yīng)該保留有一定的空隙,以便于有效防止物料堆垛機(jī)在正常工作時(shí)的正常運(yùn)行中可能發(fā)生過大擺動(dòng)和出現(xiàn)傾斜的制動(dòng)。
②地面支撐式堆垛機(jī)
堆垛機(jī)的運(yùn)行軌道是鋪設(shè)在地面上的，堆垛機(jī)是由下行走輪來支撐和驅(qū)動(dòng)的，上導(dǎo)輪用于防止堆料機(jī)傾倒或擺動(dòng)。需要增加立柱截面在行走方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
（3）根據(jù)其運(yùn)行軌跡的不同形式，可分為：
①直線運(yùn)行堆垛機(jī)
直線式的堆垛機(jī)就是一種只能做到的是在某一個(gè)巷內(nèi)的直線式運(yùn)行,它是不能自行直接改變巷道的。它在倉庫中作業(yè)的運(yùn)動(dòng)速度也是很快,滿足了倉庫中作業(yè)的高頻率,它的應(yīng)用在目前來說是最為廣泛的。
②曲線運(yùn)行堆垛機(jī)
它的兩個(gè)行走輪和下面的橫梁都一樣是可以通過兩個(gè)縱梁橫軸互相進(jìn)行鉸接的,可以在一條曲線運(yùn)行軌道上直接進(jìn)行移動(dòng)運(yùn)行,它也就是縱軸可以從一條曲線巷道上直接進(jìn)行轉(zhuǎn)移移動(dòng)到其他一條曲線巷道。曲線式堆垛機(jī)的使用由于使用的局部性問題比較嚴(yán)重,靈活性不高，所以是比較低的。
綜上所述，本文所研究的堆垛機(jī)為雙立柱結(jié)構(gòu)，地面支撐，軌道呈直線運(yùn)動(dòng)。
1.4.2巷道堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1） 整機(jī)結(jié)構(gòu)是比較高的并且是十分窄的；
（2） 金屬結(jié)構(gòu)除了滿足強(qiáng)度要求外，還必須一定要有滿足的剛度，以保證安全；
（3） 它有一個(gè)非常自動(dòng)的放取裝置，向外延伸；
（4） 要求在快速運(yùn)行條件下穩(wěn)定、準(zhǔn)確；
（5） 安全性能要求高，需要有防護(hù)裝置；
（6） 室內(nèi)設(shè)備，要求振動(dòng)小，噪聲低
1.5設(shè)計(jì)的內(nèi)容
首先，對(duì)現(xiàn)有堆垛機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和探討，了解堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)思想，探索各種解決方案。
其次，討論了設(shè)計(jì)方法、原理和可行性，并進(jìn)行對(duì)提升機(jī)構(gòu)與貨叉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。
再次，研究堆垛機(jī)的各種模式下的工作狀態(tài)和對(duì)貨物是如何識(shí)別控制的。對(duì)貨架的結(jié)構(gòu)和托盤的種類進(jìn)行選擇。
再次，繪制相關(guān)圖紙。
最后，堆垛機(jī)的研究應(yīng)注意：（1）三維運(yùn)動(dòng)功能（2）能滿足一定的定位精度（3）在滿足其他條件的前提下，各部分應(yīng)盡量輕，以減少摩擦阻力，并提高壽命。
1.6自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)前提要求
為了設(shè)計(jì)一套符合市場(chǎng)需求的自動(dòng)化立體倉庫，必須做以下工作：
1) 首先，我們需要了解自動(dòng)化立體倉庫市場(chǎng)的具體需求，并設(shè)計(jì)一套滿足市場(chǎng)需求的系統(tǒng)。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)前，一定要學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和調(diào)研，了解設(shè)計(jì)的具體需求；
2) 根據(jù)實(shí)際的狀狀，制定合理的規(guī)劃，我們要盡可能節(jié)約空間，減少成本，提高倉儲(chǔ)率；
3) 應(yīng)要注意儲(chǔ)存區(qū)的溫濕度，并且要保持良好的通風(fēng)；
4) 倉庫需要制定相關(guān)的安全措施，并注意防水、防火，加強(qiáng)安全保衛(wèi)，確保倉庫貨物的安全[28]；
5) 我們需要考慮“貨物”、“流動(dòng)”和“數(shù)量”，“貨物”是指保存什么貨物，有關(guān)的尺寸和規(guī)格是什么，重量是多少。“流動(dòng)”是指考慮貨物的運(yùn)輸路線，“數(shù)量”是指在業(yè)務(wù)中確定貨物進(jìn)出倉庫的流量，因?yàn)樗婕暗皆O(shè)備的設(shè)計(jì)；
6) 各種設(shè)備的移動(dòng)線路應(yīng)盡可能短，以此能有效的提高作業(yè)效率。要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，系統(tǒng)的運(yùn)行是保證立體倉庫順利運(yùn)行的核心；
7) 在實(shí)現(xiàn)功能的前提下，我們應(yīng)降低成本，盡量簡(jiǎn)化流程，實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化；
8) 我們應(yīng)要滿足經(jīng)濟(jì)環(huán)保的要求。
1.7堆垛機(jī)主要技術(shù)要求
(一)金屬結(jié)構(gòu)件要求
1.上橫梁的水平彎曲值f1應(yīng)不大于K1000，K為上橫梁全長(zhǎng)。
2.下橫梁的水平彎曲值f2 應(yīng)不大于B1000，B為主、被動(dòng)輪軸距。
3.下橫梁是只允許上拱的，其上拱度F值應(yīng)不大于B1000。
(二)貨叉工作性能要求
1.在設(shè)計(jì)時(shí)，堆垛機(jī)的載貨臺(tái)在升降時(shí)，貨叉到達(dá)各層貨格的進(jìn)出位置，及最高、最低工作位置應(yīng)符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)與實(shí)際要求。
2.在承載額定質(zhì)量貨物的時(shí)侯，貨叉的工作行程是一定要符合設(shè)計(jì)要求的，當(dāng)貨叉向外伸出為最大行程的時(shí)侯，貨叉最外側(cè)的端部下?lián)蠎?yīng)控制在20mm之內(nèi)，以防止貨叉造成嚴(yán)重的彎曲變形。
3.速度的選擇應(yīng)符合要求，并且誤差應(yīng)嚴(yán)格控制在5毫米之內(nèi)。
4.當(dāng)貨叉取貨時(shí)，如有障礙，貨叉應(yīng)及時(shí)停止伸出。
(三)控制部分要求
巷道堆垛機(jī)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化立體倉庫無人化作業(yè)的主要部件，它直接關(guān)系到整個(gè)倉庫物料人/出庫作業(yè)的成敗。堆垛機(jī)上通常設(shè)置一個(gè)控制柜，實(shí)現(xiàn)整個(gè)堆垛機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行?？刂茊卧x用可靠性高、抗電磁干擾能力強(qiáng)的PLC和變頻器。
表1-1 標(biāo)準(zhǔn)雙立柱巷道堆垛機(jī)主要技術(shù)性能與參數(shù)
額定起升重量（t）
0.8；1.0；1.5；1.8；2.0……
托盤規(guī)格尺寸（mm）
800*1000；800*1200；1000*1200或任意
貨叉類型
單貨叉；雙貨叉；三貨叉；四貨叉
貨叉伸縮速度（m/min）
15（變頻調(diào)速）
水平運(yùn)行速度（m/min）
5～180（變頻調(diào)速）
垂直起升速度（m/min）
2/12；4/16；5/20（雙速）或者變頻調(diào)速30
停位精廢（mm）
水平±5～10；垂直±2～5
總功率（KW）
>10
最低貨位標(biāo)高（m）
≥0.56
最高貨位標(biāo)高（m）
≤43
整機(jī)全高（m）
≤45
導(dǎo)電方式
滑導(dǎo)線；電纜小車
通信方式
載波通信；遠(yuǎn)紅外通信
控制方式
手動(dòng)；半自動(dòng)；單機(jī)自動(dòng)；聯(lián)機(jī)自動(dòng)
出入庫作業(yè)方式
揀選式；單元式；混言式
第2章 自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)
2.1自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì)原則
為了使自動(dòng)化立體倉庫更加智能、操作更流利、造價(jià)更低，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循一些原則：
（1）考慮系統(tǒng)的安全原則；
（2）簡(jiǎn)化原則；
（3）最少的人工處理；
（4）倉庫空間要有效利用；
（5）使用合適的設(shè)備；
（6）具有較高的利用率原則；
（7）移動(dòng)距離最短原則；
（8）要易于管理和操作。
2.2自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)總體方案設(shè)計(jì)
2.2.1自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)工作原理
在地軌上的水平行走機(jī)構(gòu)的電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器，帶動(dòng)與地軌相接觸的車輪在下導(dǎo)軌上做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)[27]。提升裝置的電機(jī)通過正反轉(zhuǎn)，來帶動(dòng)載貨臺(tái)做垂直方向上的升降運(yùn)動(dòng)。位于載貨臺(tái)上的貨叉則通過有效的傳動(dòng)，來做伸與縮的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨物到達(dá)與離開的操作。通過上述這些立體的操作運(yùn)行，可以將位于指定地點(diǎn)的貨物取出或著運(yùn)送到指定的地點(diǎn)。通過尋址、識(shí)別技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)操作者對(duì)倉庫的智能控制。
2.2.2自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)提升驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案
提升驅(qū)動(dòng)裝置的作用，是讓裝載平臺(tái)能夠在垂直方向上移動(dòng)。它主要由電機(jī)、減速機(jī)、卷筒或鏈輪及相應(yīng)的柔性部件組成。它的運(yùn)行過程是，由電機(jī)產(chǎn)生周向的力，來帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，由卷筒卷住柔性件，以此來提升裝載平臺(tái)。鋼絲繩和提升鏈?zhǔn)俏覀儸F(xiàn)實(shí)生活中兩種常用的柔性部件。但是鏈條的缺點(diǎn)是它本身的重量是比較大的大，也是非常容易突然斷裂的，所以這個(gè)方案是非常不安全的。因此，本設(shè)計(jì)中是選用鋼絲繩的。鋼絲繩具有重量輕、工作噪音低、維護(hù)方便、使用安全等一系列的優(yōu)點(diǎn)。繩的一端是固定在機(jī)架的上橫梁上的。通過驅(qū)動(dòng)安裝在載貨臺(tái)上的兩個(gè)動(dòng)滑輪，來與貨臺(tái)連接。另一端則是固定在滾筒上，形成傳力閉環(huán)，構(gòu)成堆垛機(jī)的提升驅(qū)動(dòng)裝置。
2.2.3自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)
機(jī)架的立柱是一種箱式矩形結(jié)構(gòu)，而該矩形結(jié)構(gòu)截面是由角鋼和鋼板相焊接行成的，它是具有抗扭、抗彎剛度高 、耐磨性好等一些良好的特點(diǎn)。上下橫梁是由四塊鋼板焊接而成的，具有較大的抗扭彎的鋼度。并且是與立柱焊接相連接的，這樣保證了它們之間的連接是十分穩(wěn)定的，防止了對(duì)其它設(shè)備的損壞。
2.2.4自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)載貨臺(tái)和貨叉裝置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
載貨臺(tái)主要是由槽鋼、方管和鋼板焊接而成。它的結(jié)構(gòu)是相對(duì)簡(jiǎn)潔明了的，它的每側(cè)都是配有四個(gè)導(dǎo)向輪的，在它的最高處還是有兩個(gè)頂輪的，來與鋼絲繩接觸，達(dá)到使載貨臺(tái)上升與下降，通過這幾個(gè)輪的應(yīng)用確保裝載平臺(tái)能十分穩(wěn)定正常的運(yùn)行。載貨臺(tái)的立板，則是選用厚度為20mm的鋼板。
貨叉裝置是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是堆垛機(jī)上一個(gè)十分重要的機(jī)構(gòu)，是關(guān)系到貨物能否準(zhǔn)確到達(dá)和離開貨架。在本設(shè)計(jì)中是采用兩級(jí)線性差動(dòng)伸縮叉。它是由上叉、下叉和滾針軸承組成，下叉固定在載貨臺(tái)本體上，起支承作用，上面的上叉叉取貨物。
2.2.5自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)安全保護(hù)裝置
堆垛機(jī)是一種用來起重的機(jī)器，并且是在巷道中運(yùn)行的，而且速度還是比較快的。因此，則一定要有保護(hù)措施。主要是有：
聯(lián)鎖保護(hù)。如果當(dāng)堆垛機(jī)在行走提升和貨叉伸縮其中有一個(gè)運(yùn)行的時(shí)侯，另一個(gè)則會(huì)被切斷。
斷電保護(hù)。
正位虛實(shí)檢測(cè)控制。堆垛機(jī)存放貨物時(shí)，需要先檢測(cè)要存放貨物的位置是否有貨物，以防重復(fù)存放，造成事故。
限速器和安全裝置保護(hù)。為了防止因鋼絲繩斷裂或裝載平臺(tái)過載而引起的裝載平臺(tái)墜落事故，在堆料機(jī)的設(shè)計(jì)中必須考慮限速器和安全裝置。
2.2.6自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)之堆垛機(jī)松繩與過載保護(hù)裝置
這個(gè)保護(hù)裝置我是采用彈簧滑塊機(jī)構(gòu)的，它的原理是：通過鋼絲繩的張力變化，從而引起彈簧膨脹的一些變化，來控制電機(jī)的斷電，從而起到保護(hù)的作用。
這個(gè)保護(hù)裝置是控制堆垛機(jī)平臺(tái)裝載狀態(tài)的一種保護(hù)裝置。如果當(dāng)平臺(tái)上的重量超過最大允許值的時(shí)侯，由于松繩張力和裝置中的張力彈簧會(huì)產(chǎn)生不同的行程，從而切斷相應(yīng)的電源，非常及時(shí)的使起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，來保護(hù)設(shè)備；如果當(dāng)裝載平臺(tái)上的重量小于最小允許值時(shí)，松繩過載保護(hù)裝置中的彈簧可通過提升鋼絲繩的張力縮回產(chǎn)生不同的行程，從而切斷提升電機(jī)回路的電源或總電源，并及時(shí)停止起升機(jī)構(gòu)，保護(hù)設(shè)備。
2.3自動(dòng)化立體倉庫貨架系統(tǒng)
貨架是一種承載貨物的部件，則他的強(qiáng)度和穩(wěn)定性一定要滿足要求。來保證它在各種工況下不被損壞。貨架的使用為了能更好，貨架還一定，要對(duì)它的精度和變形能力具有一定要求。因此，如何設(shè)計(jì)出精度和剛度滿足工藝要求的立體貨架是立體貨架設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。貨架基礎(chǔ)是保證貨架結(jié)構(gòu)高精度的關(guān)鍵。施工后的不均勻沉降，對(duì)貨板的應(yīng)力和變形是有很大的影響。因此，貨架一般是采整體式的結(jié)構(gòu)，從而來降低不均勻沉降帶來的危害。為了提高貨架的一定的精度，保證貨架在所有的情況只有輕微的變形，所以是一定要用水平和垂直支撐部件。每排的貨架面向行道的一側(cè)應(yīng)用于貨物進(jìn)出，因此只能設(shè)置在貨架的背面。在每個(gè)架子片中，前后立柱通過斜桿和水平弦桿連接成一個(gè)桁架，這樣整個(gè)架子也連接成一個(gè)桁架。而水平面上的支撐系統(tǒng)，在貨架的頂部和底部可以使用水平桁架將整個(gè)貨架連接成一個(gè)整體。通過在垂直面和水平面上的支撐系統(tǒng)，貨架更加穩(wěn)定，貨架的整體剛度大大增強(qiáng)。
貨架投資是很大的，并且它的建造時(shí)間是很成長(zhǎng)的，同時(shí)它對(duì)鋼的用量是最大，由于它的一些特性，它對(duì)倉庫的運(yùn)行是有很大的影響。由于它對(duì)倉庫十分重要，所以我們合理選擇和設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)型貨架是十分重要的，要盡可能的要選用一些質(zhì)量輕的鋼，來減輕貨架重量，降低對(duì)倉庫地面的承壓力，以滿足儲(chǔ)存的需要。貨格的大小決定了倉庫面積和對(duì)空間的使用率。貨格尺寸的大小是與單位貨物周圍的凈空和貨架尺寸是有關(guān)的。
它的貨架主要是有兩種的。對(duì)于牛腿式貨架，考慮到它的特點(diǎn)，每個(gè)貨格我們是通常只放一個(gè)貨物的。橫梁式貨架而是，每個(gè)貨格通常設(shè)計(jì)成可以放兩個(gè)單元貨物的形式。由于需要考慮到貨架的強(qiáng)度、剛度以及整體穩(wěn)定性，且要結(jié)合實(shí)際的情況保證貨架可以長(zhǎng)時(shí)間使用以延長(zhǎng)倉庫的使用年限等因素的作用下，可考慮貨架使用橫梁式貨架，并且每個(gè)貨放且僅放一個(gè)單元貨物。
2.4托盤的選擇
貨盤的選擇應(yīng)首先考慮貨物的包裝規(guī)格和在貨盤上的擺放方式，然后考慮貨盤的防滑系數(shù)、貨盤底部與鏈傳動(dòng)設(shè)備的協(xié)調(diào)性、貨叉的高度，貨架的承載能力、永久變形、平面撓度等。
一、托盤材質(zhì)
托盤的種類是有好幾種的，而不同材質(zhì)托盤的使用和成本是不太相同的。托盤的選用應(yīng)考慮材料的形狀、性質(zhì)、承載能力和經(jīng)濟(jì)性等因素，同時(shí)我們也要考慮其他的一些顯示因素，如，也要根據(jù)實(shí)際情況做出選擇。故，我們要綜合各個(gè)方面做出最合理的選擇。
表2-1 托盤種類
托盤種類
托盤介紹
木托盤
托盤是由原木制成的。在生產(chǎn)過程中，我們?yōu)榱艘档推鋬?nèi)的含水量，同時(shí)要把一些內(nèi)應(yīng)力去了，故，我們要對(duì)它干燥成型的操作，然后經(jīng)過一系列的加工，從而把它達(dá)到型材板塊的形式。在經(jīng)過裝訂形成半成品托盤，最后在經(jīng)過一些表面的處理，形成成品。材質(zhì)不同則它的性能會(huì)不同。要嚴(yán)格控制托盤原木的含水率，因?yàn)楹适菍?dǎo)致托盤變形，甚至開裂，影響其使用壽命的重要因素。
塑料托盤
塑料托盤分為注塑托盤和中空吹塑托盤，其中注塑托盤應(yīng)用廣泛。通常，塑料托盤是指注塑托盤，即在高壓下加熱塑料顆粒并將其注射到金屬模具中。塑料托盤生產(chǎn)工藝少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。塑料托盤大多以PP（聚丙烯）或HDPE（低壓高密度聚乙烯）為主要原料，抗沖擊性非常好。
金屬托盤
金屬托盤包括重載鋼制托盤、鍍鋅鋼板托盤和金屬箱式托盤等，由鋼板焊接成型。由于鋼材本身的剛性好、加工簡(jiǎn)易，托盤制作中可以選取不同牌號(hào)、不同厚度、不同外型尺寸的鋼板，根據(jù)實(shí)際的使用要求來定制。
鋸木托盤
鋸木托盤由鋸木在模具中高溫高壓條件下成型，可套疊堆垛，節(jié)省空間，成本低，自重輕，但承重能力小。
紙托盤
此托盤價(jià)格低，重量輕、承載能力差、防潮性差、性價(jià)比低。
塑木托盤
塑木托盤由鋸材和塑料按一定比例壓制成塑木板材，用螺栓固定而成托盤。塑木托盤綜合了部分木質(zhì)托盤和塑料托盤的特點(diǎn)，具有良好的防潮、防腐、耐酸堿性能，但其重量比較大。
二、托盤的單面與雙面
單面托盤只能一面使用，其表面有網(wǎng)格狀和平板狀兩種。雙面托盤的兩面結(jié)構(gòu)是相同的，兩面可互換使用。對(duì)于自動(dòng)化立體倉庫來說，選擇單面貨架系列托盤和雙面貨架系列托盤都是可以。
綜上所述，考慮到各種托盤性能，以及自動(dòng)化立體倉庫的承重和運(yùn)行等實(shí)際情況，所以選擇單面的塑料托盤。
第3章 堆垛機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.1起升機(jī)構(gòu)的總體選型
提升的質(zhì)量300Kg，速度為v=0.5m/s，起升高度H=8m
1.定機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別
載荷狀態(tài)和利用等級(jí)是設(shè)計(jì)的依據(jù)，現(xiàn)在利用設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)和實(shí)際的運(yùn)行情況，來選定如下如下的參數(shù)：
利用等級(jí)T4，載荷情況L2，工作級(jí)別M4
2.計(jì)算鋼絲繩最大靜拉力并選擇鋼絲繩
根據(jù)實(shí)際情況，用單聯(lián)形式的滑輪組，
此時(shí)：m與n是相等的
m——滑輪組倍率
n——懸掛物品撓性件分支數(shù)
提升機(jī)構(gòu)是選用的是，十分省力的鋼絲繩和滑輪， n為2，m也是為2
鋼絲繩最大靜拉力為:
Smax=Qqaη0=300×9.812×1×0.98=1502N （3-1）
Q——起升載荷（N），Q=Cpg ,g=9.81m/s2
Cp——提升質(zhì)量（kg）
qa——滑輪組分支數(shù)
q——滑輪組倍率
a——滑輪組鋼絲繩根數(shù)
η0——機(jī)構(gòu)的總效率，取為0.98
本機(jī)構(gòu)中q=2,a=1
依據(jù)最大靜拉力選擇6×7型的鋼絲繩，鋼絲強(qiáng)度極限σi=1570MPa
取選擇系數(shù)C=0.099
鋼絲繩直徑為d=CSmax=0.0991502=3.84mm （3-2）
取d=6mm
鋼絲繩的最小破斷拉力F0=8.34KN（纖維芯鋼絲繩），鋼絲繩的安全系數(shù)為n=1000F0Smax=1000×8.3415025.55>4.5，滿足要求
3.確定最小的卷繞直徑
取彎曲頻率系數(shù)h2=1，卷筒的工作級(jí)別系數(shù)h1=16，滑輪的工作級(jí)別系數(shù)h1=18，
卷筒最小直徑
Ddmin=h1h2d=16×1×6=96mm， （3-3）
滑輪最小直徑
Dcmin=h1h2d=18×1×6=108mm （3-4）
設(shè)計(jì)采用，齒輪連接盤式的，單層式的卷筒
取卷筒直徑（即卷筒名義直徑）Dd=140mm，則以鋼絲繩圈中心測(cè)量的卷筒直徑為146mm
卷筒為標(biāo)準(zhǔn)槽形的卷筒，槽距t=7mm，則總長(zhǎng)
L=qHπDd+6t=2×8×10003.14×146+6×7=287mm （3-5）
取L=300mm，滿足要求
卷筒槽形的槽底半徑R＝3.3mm
卷筒壁厚
δ=0.02D+6~10=0.02×140+6~10=8.8~12.8 （3-6）
取δ=10mm
卷筒強(qiáng)度計(jì)算：
σ1=A1FmaxδP≤σcp （3-7）
其中Fmax=1502N，A1=0.75，δ=10mm，P=7mm
材料為鑄造碳鋼ZG270—500，則σcp=σs2=2702=135MPa
σ1=0.75×150210×7=13.4MPa<σcp，是符合要求的
鑄鋼滾筒，應(yīng)該進(jìn)行退火處理，并且其表面不能有損壞
選用繩槽底部，測(cè)得直徑220mm的標(biāo)準(zhǔn)滑輪。
4.選擇電動(dòng)機(jī)并驗(yàn)算制動(dòng)力矩
選擇的是繞線式的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
靜功率為
Pst=Qv1000ηm=300×9.81×0.51000×0.85×1=1.73KW （3-8）
v——額定起升速度（m/s）
η——機(jī)構(gòu)效率，初算時(shí)近似取η=0.85
m——電動(dòng)機(jī)的數(shù)量
電機(jī)選用的是Y100L1-4型的，它的功率是2.2KW，它的額定力矩是2.3Nm ，它的同步轉(zhuǎn)速是1430r/min
取λM=2.3，對(duì)繞線電動(dòng)機(jī)，H=2.1，因此
HmλMQv1000η=2.11×2.3×300×9.81×0.51000×0.85=1.58KW
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