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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取 圖紙 開題報告 學生姓名 專 業(yè) 班 級 指導教師姓名 職 稱 副高 工作單位 課題來源 學生自擬課題 課題性質(zhì) 應用設(shè)計 課題名稱 輪胎存放立體倉庫及自動存取貨機構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計的科學依據(jù) （科學意義 和 應 用 前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 在如今社會經(jīng)濟正在以井噴的速度飛速發(fā)展而隨意而來的是因為經(jīng)濟發(fā)展帶來的物流問題。不可能人們只進行虛擬交易而沒有人為他們的交易進行配送。這樣的話一個行之有效的物流存儲裝置就是必須的了，要不然如同上文所述事倍功半！這樣遠遠不符合現(xiàn)代人的要求理 念。二十一世紀是經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，如今的人們工作追求效率最大化，低效的工作方式必定被淘汰。做為物流調(diào)配中極具代表性的一環(huán)輪胎的存放。長久以來一直是空曠進空間輪胎隨意堆放，一堆一堆的。沒有規(guī)律，沒有效率。往往給工人師傅帶去極大的不便，給公司廠區(qū)帶來極大的經(jīng)濟損失。本次設(shè)計的輪胎立體庫擺脫了以往輪胎先入后出的弊端，先進庫的輪胎先出庫，后入庫的后出庫。避免輪胎在倉庫中久置，影響品質(zhì)。輪胎堆放更有條理方便存取歸類。同時此次設(shè)計中采用自動化管理技術(shù)也能使工人師傅更加省力，為公司節(jié)省人力成本，是客戶更快得到自己所需要的東西。時間就是金錢，效率決定企業(yè)前景。 們的一切都在向更加方便快捷發(fā)展，我們的追求是更快、更好、更有效！輪胎立體庫的設(shè)計與研究各國必將越來越重視，找出更好更合理的方案。 2．立體庫采用裝配式結(jié)構(gòu)貨架，是可以降低生產(chǎn)成本的，這樣批量生產(chǎn)更利于產(chǎn)品的裝配零部件調(diào)換同時方便工人師傅在現(xiàn)場的安裝和調(diào)試。 3．現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上查詢在堆垛機方面我國發(fā)展方向是，全力提高電子技術(shù)、控制技術(shù)的的有效應用。讓我們在使用時能夠有準確度，讓堆垛機本身具有搜索功能使以后有無人自動存取的潛力。當然，外形也是我們關(guān)注 的一個方面，美麗有趣的外觀更能吸引我們，在工作時也是一種享受！ 4．生產(chǎn)的目標應該向集中化、專業(yè)化、規(guī)模化這些方向發(fā)展，因為 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取 圖紙 這樣才能使生產(chǎn)效率最大化降低生產(chǎn)成本，為后代留下更多的資源，當然也是為我們爭取更多的利益。 5、合理的采用信息掃描技術(shù)，這樣能使工人更加有效的提高信息的準確性以及傳輸速度。 6． 人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及。 設(shè)計內(nèi)容和預期成果 （具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預期成果和 提 供 的 形式） 一、 設(shè)計內(nèi)容 整體方案的分配和數(shù)據(jù)的合理化選擇，起升電機的選擇。起升機構(gòu)的零部件的 計算，對門架及相關(guān)結(jié)構(gòu)的計算。 二、 重點解決的技術(shù)性問題 : 相關(guān)參數(shù)的選擇和參數(shù)的計算。 三、 預期的成果及提供的形式： 總體的裝配圖和相關(guān)零件的二維圖。 擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持 （設(shè)計方案、技術(shù)要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 1、 設(shè)計方法 首先應查閱相關(guān)資料了解立體化倉庫和堆垛機。整體方案的分配和數(shù)據(jù)的合理化選擇，起升電機的選擇。起升機構(gòu)的零部件的計算，對門架及相關(guān)結(jié)構(gòu)的計算。 2、 工作環(huán)境和技術(shù)支持 應用于輪胎庫，節(jié)約人力和物力。本 設(shè)計中表述四層貨叉機構(gòu)的 工作原理及輪胎庫的先進之處。 3、 實驗步驟 （ 1）查閱資料了解自動化立體倉庫。 （ 2）整體方案的確定和相關(guān)部件的選擇和計算。 （ 3）通過試驗或計算，找到設(shè)計不合理的部分進行改進。 4、可能遇到的情況和解決辦法 （ 1）二維圖繪制過程中的錯誤。 （ 2） 計算中出現(xiàn)的錯誤。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取 圖紙 實現(xiàn)本項目預期目標和已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計環(huán)境及 協(xié) 作 條 件等） 1、 對所設(shè)計的輪胎存放立體化倉庫及自動取貨機構(gòu)的設(shè)計。 2、 查閱相關(guān)書籍。 3、 學過相關(guān)的課程有一定的基礎(chǔ)。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位 ) 第一階段：熟悉課題，查閱相關(guān)資料。 第二階段：整體設(shè)計的方案的選擇和相關(guān)結(jié)構(gòu)的計算。 第三階段：二維圖的繪制過程。 第四階段： 整理設(shè)計說明書。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取 圖紙 摘要 本文是輪胎立體庫存取機構(gòu)的設(shè)計與研究，首先對傳統(tǒng)與本設(shè)計的優(yōu)劣進行分析比較展現(xiàn)出本設(shè)計中四層貨叉機構(gòu)以及輪胎庫的先進之處。著重表述四層貨叉機構(gòu)的設(shè)計原理工作方式等等，以詳盡的方法表述本設(shè)計在現(xiàn)代化管理中的優(yōu)勢地位。對于企業(yè)，對于操作工人都是一項極為使用的方案，有效節(jié)省成本降低工作強度。 關(guān)鍵詞： 輪胎立體庫 四 層貨叉 現(xiàn)代化管理 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取 圖紙 n of of of of of on of so to of in of is a of to of 目 錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ............................................................................................................................... V 第 1 章 緒論 ......................................................................................................................... 1 題背景 ................................................................................................................ 1 題應用背景 ............................................................................................. 1 題的意義 .................................................................................................. 1 動化立體倉庫 .................................................................................................. 1 動化立體倉庫分類 .................................................................................. 1 體倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成 .................................................................................. 2 垛機 ..................................................................................................................... 2 垛機概述 .................................................................................................. 2 類 .............................................................................................................. 2 垛機的結(jié)構(gòu) .............................................................................................. 3 第 2 章 整體方案的選擇 ..................................................................................................... 5 門架結(jié)構(gòu)的選擇 .................................................................................................. 5 起升方式的選擇 ................................................................................................. 6 絲繩起重類型分析 ............................................................................................ 8 降臺的設(shè)計 ........................................................................................................ 9 第 3 章 起升電機的選擇 ................................................................................................. 10 電機的選擇 ........................................................................................................ 10 牽引電機調(diào)速方法 的確定 ..................................................................... 11 牽引電機容量選擇 ................................................................................. 11 減速比的計算 ......................................................................................... 12 對于輸出扭矩的計算 ............................................................................. 12 電機的選擇 ........................................................................................................ 13 電動機、卷筒的安裝形式選擇 ........................................................................ 13 第 4 章 起升機構(gòu)零部件的計算 ....................................................................................... 15 鋼絲繩的選擇與計算 ........................................................................................ 15 機構(gòu)工作類型的確定 ............................................................................. 15 最大靜拉力的計算 ................................................................................. 15 確定最大靜拉力 ..................................................................................... 16 確定鋼絲繩尺寸 ..................................................................................... 16 校驗鋼絲繩直徑 ..................................................................................... 17 滑輪的設(shè)計計算 ............................................................................................. 17 滑輪結(jié)構(gòu)和材料的選用 ......................................................................... 17 滑輪規(guī)格選擇 ......................................................................................... 18 卷筒的計算 ........................................................................................................ 18 卷筒的技術(shù)條件 ..................................................................................... 19 卷筒的尺寸計算 ................................................................................... 19 卷筒強度計算 ......................................................................................... 20 傳動軸的強度校核 ............................................................................................ 20 對于直齒圓柱齒輪的有關(guān)計算 ........................................................................ 21 輪齒的受力分析 ..................................................................................... 21 齒根彎曲疲勞強度計算 —— 防止彎曲疲勞折斷 ................................. 22 齒輪的傳動強度計算步驟 ................................................................... 22 第 5 章 對門架及相關(guān)結(jié)構(gòu)的計算 ................................................................................... 23 立柱撓度的計算 ................................................................................................ 23 靜止狀態(tài)立柱強度的計算 ..................................................................... 23 在運動狀態(tài)下對立柱的有關(guān)計算 ......................................................... 23 立柱撓度的計算分析 ............................................................................. 23 立柱彎矩剪力的校核 ........................................................................................ 25 對于運行之中立柱的振動分析 ........................................................................ 26 橫梁撓度的計算 ................................................................................................ 27 對立柱固定螺栓的計算 .................................................................................... 28 致 謝 ......................................................................................................................... 29 參考文獻 ............................................................................................................................. 30 1 第 1章 緒論 題背景 題應用背景 在如今社會經(jīng)濟正在以井噴的速度飛速發(fā)展而隨意而來的是因為經(jīng)濟發(fā)展帶來的物流問題 。不可能人們只進行虛擬交易而沒有人為他們的交易進行配送。這樣的話一個行之有效的物流存儲裝置就是必須的了，要不然如同上文所述事倍功半！這樣遠遠不符合現(xiàn)代人的要求理念。二十一世紀是經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，如今的人們工作追求效率最大化，低效的工作方式必定被淘汰。做為物流調(diào)配中極具代表性的一環(huán)輪胎的存放。長久以來一直是空曠進空間輪胎隨意堆放，一堆一堆的。沒有規(guī)律，沒有效率。往往給工人師傅帶去極大的不便，給公司廠區(qū)帶來極大的經(jīng)濟損失。本次設(shè)計的輪胎立體庫擺脫了以往輪胎先入后出的弊端，先進庫的輪胎先出庫，后入庫的后出庫。避 免輪胎在倉庫中久置，影響品質(zhì)。輪胎堆放更有條理方便存取歸類。同時此次設(shè)計中采用自動化管理技術(shù)也能使工人師傅更加省力，為公司節(jié)省人力成本，是客戶更快得到自己所需要的東西。時間就是金錢，效率決定企業(yè)前景。 題的意義 科技在飛速發(fā)展。人們的一切都在向更加方便快捷發(fā)展，我們的追求是更快、更好、更有效！輪胎立體庫的設(shè)計與研究各國必將越來越重視，找出更好更合理的方案。立體庫采用裝配式結(jié)構(gòu)貨架，是可以降低生產(chǎn)成本的，這樣批量生產(chǎn)更利于產(chǎn)品的裝配零部件調(diào)換同時方便工人師傅在現(xiàn)場的安裝和調(diào)試?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上查 詢在堆垛機方面我國發(fā)展方向是，全力提高電子技術(shù)、控制技術(shù)的的有效應用。讓我們在使用時能夠有準確度，讓堆垛機本身具有搜索功能使以后有無人自動存取的潛力。當然，外形也是我們關(guān)注的一個方面，美麗有趣的外觀更能吸引我們，在工作時也是一種享受！生產(chǎn)的目標應該向集中化、專業(yè)化、規(guī)?；@些方向發(fā)展，因為這樣才能使生產(chǎn)效率最大化降低生產(chǎn)成本，為后代留下更多的資源，當然也是為我們爭取更多的利益。合理的采用信息掃描技術(shù)，這樣能使工人更加有效的提高信息的準確性以及傳輸速度。人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及。 動化 立體 倉庫 動化立體倉庫分類 2 根據(jù)建筑形式分類 圖 1動化倉庫分類 體倉庫的系統(tǒng)構(gòu)成 自動化立體倉庫有幾個基本的構(gòu)成支架，他們共同承擔起倉庫的各運轉(zhuǎn)功能分別是管理貨物運輸?shù)呢浳镙斔拖到y(tǒng)、保證貨物存儲的存儲系統(tǒng)、貨物進出操控的控制和管理系統(tǒng)、以及存取系統(tǒng)。 垛機 垛機概述 堆垛機在本文輪胎立體庫的設(shè)計中的作用是實現(xiàn)貨物的搬運，其操作方式有三種 自動操作以及手動操作，所以堆垛機對于倉庫而言如同心臟對于軀體。而堆垛機在長久的進步研發(fā)過程中也滋生了 多種樣式的；如單 /雙立柱型堆垛機及適合巷道內(nèi)使用的巷道式堆垛機、雙軌巷道時堆垛機等多種類型的堆垛機，以面對不同的情景模式！ 類 現(xiàn)今社會經(jīng)過長久的發(fā)展堆垛機已經(jīng)形成了不同的體系； 3 圖 1垛機分類 由上圖可知堆垛機的劃分方式與不同類別，也可由此來選擇自己在不同場合需要使用的堆垛機，其中堆垛機在按照高度化分時其區(qū)分高度一般是五米以下小型堆垛機、五到十五米中型堆垛機、十五米以上大型堆垛機。還有驅(qū)動方式劃分時也是上 /下驅(qū)動或單上單下驅(qū)動。一般根據(jù)具體貨架需求進行選擇。大型堆垛機都是使用上下 雙驅(qū)動方式進行驅(qū)動。 垛機的結(jié)構(gòu) 堆垛機的架構(gòu)一般如表中劃分方式一致。 圖 1垛機結(jié)構(gòu)分類 機架包括了上架橫梁以及立柱在整個堆垛機中起承重作用，承載整個堆垛機的全部重量并且把機架形成一個整體。在機架中我們由圖可以看到有單立柱形式還有雙立柱形式。立柱形式的不同作用效果也大不一樣；考慮到單立柱的剛性較差則單立柱形式的機架不應該作用于振動性大以及速度比較快的場合，那樣會右立柱斷裂損壞的風險不符合設(shè)計原則。相對而言雙立柱形式則能夠有效地承載較大重量載荷，同理也能在較大運作速度下進行有 效的工作。本次設(shè)計中我在立柱下安裝地軌這樣能夠使堆垛機整體自由的行走在倉庫。而且更有條理性。 堆垛機 驅(qū)動方式 高度丌同 有無軌道 立柱數(shù) 雙立柱式堆垛機 單立柱式堆垛機 無軌堆垛機 有軌堆垛機 底層型 高層型 下驅(qū)動 上驅(qū)動 4 水平行走機構(gòu)由上下運動機構(gòu)共同構(gòu)成、使堆垛機整體進行移動。讓輪胎按要求達到指定位置貨架，一般水平行走機構(gòu)包含地面、頂部、中間三種驅(qū)動方式。在本次論文中便是根據(jù)此論據(jù)進行選擇。我們都知道地面驅(qū)動方式因其運動方式是相對比較簡單的，這樣的話我就選擇地面驅(qū)動方式來作為本次設(shè)計運動方式。 提升機構(gòu)只是簡單地負責貨物的升降，一般是由載貨臺和傳動裝置構(gòu)成，我們常見 圖 1升機構(gòu) 的提升機 構(gòu)無外乎有鏈條、鋼絲繩等這兒么幾種。傳動方式相對簡單有效，而且節(jié)省成本。 4. 載貨臺 在堆垛機上的載貨臺是用來承載貨物的在本次設(shè)計中載貨臺還有一個公用是安裝四層貨叉作為它的承載機構(gòu)用載貨臺和貨叉之間安裝有導論可以減少摩擦力減少功的損耗，由鏈條、鋼絲繩等傳動件與電機相聯(lián)系對貨物進行上下移動、達到指定高度。 5. 貨叉 貨叉直接是在載貨臺上安裝的，本次論文使用的是四層貨叉。貨叉在電機的帶動下進行伸縮。以此帶動貨叉上的輪胎進行移動，使輪胎達到貨架的指定位置。貨叉每層之間設(shè)有滑槽、滑輪以減小摩擦。 6. 電氣 控制系統(tǒng) 在國內(nèi)電力拖動方面近年進步巨大渦流調(diào)速已經(jīng)很少使用。目前主要流行的是可控直流調(diào)速以及交流變極調(diào)速。還有最近迅猛發(fā)展的交流變頻調(diào)速。而對于堆垛機的控制在考慮安全及操作性因素后目前一般采用可編程控制器調(diào)控在考慮經(jīng)濟時采用單片機、計算機等應用進行調(diào)控。并且在設(shè)計時大多應考慮堆垛機是否需要貨位虛實檢測功能，自動認址功能。在安全第一的今天安全保護需要時刻提防，故堆垛機也必須安裝有安全保護措施。 提升機構(gòu) 電動機 制動輪 卷筒 減速機 5 第 2章 整體方案的選擇 門架結(jié)構(gòu)的選擇 門架結(jié)構(gòu)的設(shè)計依據(jù)是貨架形式，如下圖： 圖 2架形 式 在上述文檔中講到過立柱形式的不同，在選擇兩種立柱式選擇時應該根據(jù)具體情況進行選擇。對于兩中立柱方式我們從它們的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊性進行分析。①由圖我們可以看到雙立柱結(jié)構(gòu)的構(gòu)成很簡單只是上下兩根橫梁以及兩根立柱而已，但是這樣的結(jié)構(gòu)一般情況下這樣的結(jié)構(gòu)會比較穩(wěn)定剛性更好。如果我們升高度比較高選擇雙立柱應該比較合適。②而對于單立柱堆垛機結(jié)構(gòu)更是簡單主題由一個立柱一個下橫梁組成，這樣會使用較少的材料，制造時耗材少、耗時少但是穩(wěn)定性可能會稍有不足，因為單立柱的框架結(jié)構(gòu)我們可以分析到工人工作時事業(yè)一定會比較開 闊。但是也正因為結(jié)構(gòu)問題上述中的剛度問題也會比較突出。 如同上面說的采用單立柱形式時運動過程中因為振動會比較大，將對水平方向?qū)a(chǎn)生比較大的壓力。同時由于安裝水平有限，在安裝立柱時會有誤差。單立柱安裝時因形態(tài)問題導向輪的安裝精度、形式也會有一些問題存在。綜上所述。決定采用雙立柱其結(jié)構(gòu)形式機下圖所示； 6 圖 2立柱形式 可以根據(jù)上圖中機架尺寸來查表得到立柱的參數(shù)尺寸：如立柱的高度是 ，立柱寬度為 3375柱材料為玻璃鋼。避免因生銹而影響使用。 雙立柱的固定：使用雙立柱形式時將行走 輪固定在雙立柱中間的上橫梁，而立柱固定在堆垛機上以保持穩(wěn)定。同時還應該將兩個小型立柱固定在堆垛機上其作用是將立柱套在小立柱之上，再進行固定小立柱、立柱以螺栓進行連接這樣保證了立柱的穩(wěn)定。 起升方式的選擇 提升貨物時利用鏈條鏈輪來充當傳送裝置。我們從上圖中也可以分析到傳動鏈傳動中傳動的步驟；鏈條傳動需要把動能先行一步傳送到頂部，這樣的話上端才有動能把貨物提升到頂端。相對而言這樣的傳送方式優(yōu)缺參半。 （ 1）傳動鏈 優(yōu)點：傳動鏈大體上可以劃分為由鏈條盒、鏈輪兩部分簡單組成，而運動過程 是依靠鏈條節(jié)與鏈輪輪齒相嚙合滾動傳動。這樣的傳動方式可以直觀的保證他們不會發(fā)生相對打滑現(xiàn)象，也就保證了傳動的有效性。傳動中傳動比以及傳動效率的要求在這種傳動方式下也是能夠得到有效保證的。較高的工作效率以及簡單地安裝過程是我們得追求，在這里因為有鏈條撓性構(gòu)件的存在保證了輕松安裝的可靠性。也正是因為這樣的結(jié)構(gòu)對軸的壓力不大能夠有更長的使用壽命；鏈傳動因結(jié)構(gòu)可以保證整體尺寸比較小這樣的話 7 節(jié)省材料減小整體尺寸。緊湊的結(jié)構(gòu)也是在高溫以及潮濕條件機構(gòu)正常工作的有效保證。 缺點：有優(yōu)點當然也會有缺點的存在，在平行軸之間的 鏈輪配合因為是間隙配合所以間隙運轉(zhuǎn)時肯定會有一定的誤差存在，這樣也就不能保證瞬時的傳動比，隨之而來伴隨著工作的運行工件必定會有相應的磨損，在磨損達到一定的程度后跳齒現(xiàn)象就必不可免。這時如果在高速以及載荷變化快速的時候就容易發(fā)生意外，存在較大安全隱患。應當注意到這點。 （ 2）起重鏈 起重鏈條的起升方式也是有區(qū)分的，有環(huán)形焊接鏈和片式焊接鏈兩種焊接鏈形式。與鋼絲繩傳動方式相比焊接鏈傳動的撓性比較大，能夠更有力的傳動。另外可以使用較少的鏈輪齒數(shù)更加有效保證傳動比。當然缺點也必然存在就是對沖擊的敏感性增大了，這樣 遇到較大沖擊突然破短的可能性也必然提高。再加上磨損較快。綜上所述可以把它定位于適用起重量小，升降速度低的機械。 2． 鋼絲繩式起升方式 鋼絲繩因為其特性在起升方式中最常被人們使用。原因 鋼絲繩材質(zhì)一般比較好具有強度高、撓性好等起重方式必備優(yōu)點再加上鋼絲繩本身自重輕、運動平穩(wěn)等等這些優(yōu)點的存在，在起升機構(gòu)、牽扯引機構(gòu)等機構(gòu)中被普遍使用也就不足為奇。當然鋼絲繩的使用也絕不局限于此，有時也用于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的使用。非特殊情況鋼絲繩一般是不會斷裂的，就好像我們在家中使用往往一根鋼絲繩使用許多年。即使極其偶然的出現(xiàn)鋼絲繩的斷裂損壞也一定會有征兆，如脫絲等可以讓我們提前預知，做好防護準備。 圖下所示的鋼絲繩裝置方案是典型的設(shè)計方案。在其設(shè)計方案中卷筒、滑輪直徑不需要具體計算而是參見起重機標準來進行選擇。我們選擇卷筒的類型是帶溝圓筒，而針對于鋼絲繩的纏繞方式也有其固定的方向。一般來說在溝槽內(nèi)部纏繞的方向是必須和其開始纏繞時的鋼繩方向角度在 內(nèi)來進行纏繞，同時為保證鋼絲繩不脫離機構(gòu)也應該保證即使是貨臺處于最低位置時，在本筒上也至少留有兩圈以上鋼絲繩做為防止鋼絲繩脫落的依靠。 圖 2絲繩裝置 8 在上述文檔中針對鋼絲繩以及鏈條兩種經(jīng)典傳動方式做出了具體的分析研究，由此可以確定本次設(shè)計中所選用起升裝置是鋼絲繩傳動，這樣才是最合理的。并且根據(jù)傳動方式來選用如下圖的升降結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計；次升降機構(gòu)里含有含有電動機，減速器，卷筒等基本裝置。 圖 2升 機構(gòu) 絲繩 起重類型分析 對于鋼絲升起種類型可以從以下來進行考慮；卷筒拉伸鋼絲繩的運動是由電機帶動，并由此對起重機構(gòu)進行拉伸。這里的卷筒也有兩種方式 — 單聯(lián)式和雙聯(lián)式；另外鋼絲繩在系統(tǒng)中往往需要與滑輪進 行結(jié)合共同完成工作需求，這里的滑輪也可以區(qū)分為定滑輪和動滑輪兩種，兩種滑輪中定滑輪用來調(diào)整力的方向即鋼絲繩的方向；動滑輪的作用則是可以節(jié)省力的大小，保證在不影響主題結(jié)構(gòu)的情況下盡可能減少作用功。 在供桌構(gòu)件中卷筒的長度與堆垛機成正比關(guān)系，因為堆垛機越大證明需要提升的貨物單批量越重或者說越多那么卷筒長度相應的也必須越長，這時為了能夠縮短卷筒，就可以采用多層繞繩卷筒來進行裝配，為了配合實際設(shè)計尺寸可以肯定采用單聯(lián)多層繞繩卷筒在此處進行使用最為合適。再加上本次設(shè)計中預定的輪胎起重量比較小以及安裝條件不是十分便利等 問題的限制，就可以確定下來本次設(shè)計將不使用動滑輪，只進行定滑輪的選用足以改變方向即可。 這篇論文自動化輪胎立體庫的設(shè)計研究中重點主要是對堆垛機進行設(shè)計與研究而堆垛機中的重點又是起升裝置的設(shè)計；其主要尺寸可以根據(jù)貨架結(jié)構(gòu)和本次實驗的相關(guān)條件設(shè)計來確定相關(guān)的各項具體參數(shù)；以上有過敘述選用選用雙立柱鋼絲繩來作為繞性裝置設(shè)計本次的有軌巷道堆垛機。由此確定下文中關(guān)于堆垛機起升裝置的詳細設(shè)計必須跟上文一致應按雙立柱進行設(shè)計；這里確定的有起升所用的上橫梁的設(shè)計、升降臺、卷筒 9 的設(shè)計以及升電機、聯(lián)軸器的選擇、相關(guān)減速器等等。 降臺的設(shè)計 良好的結(jié)構(gòu)不僅能夠有效的節(jié)省材料使外觀更加美觀而且更能促進部件之間的聯(lián)系。此處針對升降臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來進行設(shè)計；而升降臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由導輪架、滑輪組、載貨臺、導向座等結(jié)構(gòu)共同組成；在升降臺上安裝有斷繩保護裝置來保護裝置的安全性。安全重于泰山，沒有安全就沒有一切。同時為了更加有效合理的進行工作升降臺上還有貨叉裝置、貨物位置異常檢測、升降認址裝置等等共同完成一次有效的作業(yè)過程。結(jié)構(gòu)圖可以簡化如下所示： 圖 2貨臺結(jié)構(gòu) 在倉庫中為了合理的利用空間往往會堆積過密這時合理的轉(zhuǎn)向裝置 尤為重要此處設(shè)計利用八個導輪固定在升降臺 8 個方通橫梁上充當導向裝置，這樣可以確保整體在起落時一般不會有什么大的晃動影響整體平衡。同時再安裝 4 個導輪在立柱的相對面上又保證了再左右同樣不會晃動。 10 第 3 章 起升電機的選擇 電機的選擇 立體倉庫提升系統(tǒng)性能的優(yōu)劣與牽引電機性能的優(yōu)劣掛鉤。提升系統(tǒng)的許多運動過程如制動減速、啟動加速平穩(wěn)運行等等均是牽引電機來控制。這樣的性質(zhì)就確定了牽引電機的性能決定了提升系統(tǒng)的性能。在另一方面上，升降系統(tǒng)中獨有的平層準確性與牽引電機的性能也有關(guān)系。具體表現(xiàn)升降時的 制動力矩、制動距這些方面。為保證上述系統(tǒng)性能的正常牽引電機本身就必須有速度可調(diào)的并且能在四個象限中運行的機械特性。 當堆垛機在倉庫中沿已鋪設(shè)的導軌運行存取貨物時牽引電機需要進行正 /反轉(zhuǎn)、起 /制動等工作狀態(tài)，并且頻繁地進行。來保證貨物在貨架內(nèi)的位置，搬運準確性。由這些要求看來整體工作環(huán)境中對電機的要求是比較高的； 總結(jié)概述重點 頻繁的啟動以及制動工作后仍能保持較小的磨損； 功率小，即啟動時電流小能使用家用電壓； （即發(fā)電制動特性），這樣能保證整個牽引系統(tǒng)在滿載、空載狀態(tài)下運行時速度能夠得到有效地控制，保證設(shè)備安全工作； 在運行過程中承載重量會發(fā)生顯著的變化，有時會有滿載快速升降的現(xiàn)象。這就要求其具備有比較高的剛度以保證整體框架不會因此而出現(xiàn)嚴重變形而影響使用。 動機的運轉(zhuǎn)也必須平穩(wěn)這樣則能保證噪音低不會影響他人，運行安全。 普通交流感應轉(zhuǎn)動電動機的轉(zhuǎn)差率小并且機械特性、運行效率也都相對比較高還有轉(zhuǎn)子電阻也比較低。 凡事都是相對的在擁有以上優(yōu)點的同時這類電 動機的缺點也十分的明顯；例如啟動電流一般情況都是額定電流的 4。會引起極大的安全隱患；同時啟動轉(zhuǎn)矩也會相應的比較大，正常情況都能達到額定轉(zhuǎn)矩的 4 倍。在本次的輪胎立體庫設(shè)計中如果選用上文所述電機做為起升系統(tǒng)電動機那么起升系統(tǒng)往往會因為工作過程中快速、頻繁的起止而使啟動電流出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象。這樣不僅在材質(zhì)上對整體有較高的要求而且電網(wǎng)電壓也容易因為起伏太大而出現(xiàn)問題。與此同時電動機快速啟制動也會散發(fā)大量熱量如果散熱不及時，或者散熱處理有問題都會發(fā)生重大安全隱患，由此可見普通交流電機在做立體倉庫中不適用做牽引電動機 。 普通堆垛機為了迎合大眾而選用的曳引電機有四種分別 — 直流低速 /高速電動機 /交 11 流單速 /雙速電動機。運用這幾種電機成本較低安裝使用方便。其中交流單速電動機一般都會用于小型貨梯上而直流電機則用于直流拖動系統(tǒng)；為了滿足本次論文中的各項要求可以選用交流雙速電動機做為堆垛機的曳引電動機。 牽引電機調(diào)速方法 的確定 調(diào)速方式經(jīng)過上文所述在最初的選定牽引電機之后我們還必須由實際情況出發(fā)選擇它的調(diào)速方式。而目前社會上主流的調(diào)速方式有以下幾種； 圖 3對于交流變極調(diào)速系統(tǒng)而言此系統(tǒng)在正常運行時會出現(xiàn) 有電抗、串聯(lián)電阻啟動以及變極減速運動平層等現(xiàn)象，出現(xiàn)這種狀況時系統(tǒng)也會出現(xiàn)制動加速過大進而造成運行不平穩(wěn)的危險因素。解決方式一般為采用可控制硅來取代啟動電阻和制動電阻以及電抗器整個交流變壓調(diào)速系統(tǒng)因此達到控制起制動電流的目的。這樣的方案好處是能夠完美的實現(xiàn)制動速度的閉環(huán)控制并且對于系統(tǒng)的平層精度也將有極大幅度的提高。而有時候我們需要平穩(wěn)地改變交流異步電動機的同步轉(zhuǎn)速。這是需要考慮的方面就是其轉(zhuǎn)速和定子繞組上的交流電源頻率之間的關(guān)系是函數(shù)關(guān)系。所以當有需要的時候我們對其進行整改只需要簡單地均勻?qū)Χㄗ永@組上的供 電頻率進行調(diào)整就可以了。 同時我們也要考慮到另外一個問題就是在本系統(tǒng)上要求維持磁通量恒定且電機的最大轉(zhuǎn)速不改變。這樣，在對電源頻率進行調(diào)整的同時，我們也應該對其供電電壓做出相應的調(diào)整。 牽引電機容量選擇 上文已經(jīng)講述過堆垛機中牽引電機的重要性 牽引電機是提升系統(tǒng)的源動力。轉(zhuǎn)矩、輸入功率需要經(jīng)過牽引系統(tǒng)的提升裝置運行。同時堆垛機在運行時具體需要多大的牽引調(diào)速系統(tǒng) 交流變極調(diào)速系統(tǒng) 變頻變壓調(diào)頻系統(tǒng) 交流變壓調(diào)速系統(tǒng) 12 功率來使系統(tǒng)正常運作需要根據(jù)提升速度和重量來進行計算。由此計算出的功率就可以做為提升系統(tǒng)的額定計算功率來使用，也可以借用此數(shù)據(jù)來選用合適功率的牽引 電機。 11 0 0 0 )(N ?? ??? ?（ 3 式中 )(— 額定載重量， )(0 ???； ? —— 提升速度， (15 m?? ； k? —— 機械效率， 975.0?k? ； 減速比的計算 在設(shè)計中使電機調(diào)頻最小頻率為 20時規(guī)定電機轉(zhuǎn)速 n，則有因為 p 為極對數(shù)，則可以選取 p=2 的電機。同時因為前幾樣參數(shù)也可以確定卷筒的線速度 v ，以及減速比i，根據(jù)本文上述堆垛機所需的速度是低速 m ,中速 5m ，則有次可以算出最小轉(zhuǎn)速比為： 0?（ 3 π60?（ 3 60?（ 3 式中 p—— 極對數(shù)； v—— 卷筒線速度； d—— 卷筒直徑； i—— 卷筒減速比； 對于輸出扭矩的計算 平穩(wěn)上升就是等速起升載荷，這個階段是輸出扭矩最大階段。則應計算出這個時候的扭矩。 a D)G(? ??? 2(3式中— 額定起重量； k? —— 滑輪組效率； ? —— 滑輪組倍率； 套筒直徑； n /m.. 5309 7 5012 105 8 8 ??? ?? 13 電機的選擇 起升裝置需要的電機的容量為 N 可以由上文所得數(shù)據(jù)間接得到， 那么電機的功率可由以下得到： （ 3 式中 系數(shù)； 由堆垛機的工作級別 查表得0 現(xiàn)取 .N e 1600201080 ??? 則根據(jù)計算所得再進行查表就我選用微特品牌電機做為本次設(shè)計所用電機，并且由此確定減速比為 50，型號 及允許負載 44.0 。 設(shè)備運行 時都需要一個制動裝置一次來確保當出現(xiàn)問題時能夠隨時、快速有效的解決問題。制動裝置一般在機器的運動速度調(diào)節(jié)或限制機構(gòu)上進行使用。但是本次設(shè)計中因選用的電動機帶得有制動器，所以不再需要再選擇。 電動機、卷筒的安裝形式選擇 在零部件基本選擇完畢后還要考慮一下安裝問題，因為有些零件尺寸不合造成重大麻煩還不如不用。而在選擇時可以看到聯(lián)軸器的安裝尺寸比較大，會與安裝位置有誤差。所以這里不選用電動機與卷筒的傳動連接以避免們這些問題。而是選用相對安裝校準比較容易的齒輪傳動。 在安裝時電動機與卷筒的安裝可以根據(jù)電動 機與軸線的方向來區(qū)分為不同的方式；安裝時電動機與卷筒的軸線都在同一垂直度方向。電動機與卷筒軸線在同一水平方向； 對于這兩種安裝方式我做了如下圖所示的示意圖給予比較； 根據(jù)相對的兩幅圖比較可知以下問題； 示可以看出整體框架運行時穩(wěn)定性會相對較好，因為這個時候齒輪在小車的一側(cè)進行行走，這樣的好處是可以降低整體機構(gòu)的高度，不但可以減少占地而且空間重心低一般情況下不容易振動。 2. 如圖 3示的機構(gòu)我們可以看到電動機和卷筒軸線在同一垂直方向，這時整個卷筒的整體重量都是由軸承座支撐著，而此時軸承座 又是安裝在如圖顯示尺寸為一個高度在 100支架上，而且支架上還安裝有墊塊，并且要在小車上進行二次安裝，這樣整體高度必定會比較高，高則容時出現(xiàn)不穩(wěn)定因素稍一運作容易產(chǎn)生振動，造成系統(tǒng)誤差。 這樣分析之后就基本可以確定：設(shè)計選擇電動機與卷筒軸線處于同一水平方向的方案； 14 圖 3電動機與卷筒軸線在同一垂直方向 圖 3電動機與卷筒的軸線平行安裝方式 如圖卷筒靠近立柱，可以預知鋼絲繩的垂直方向分力也勢必會較大，這樣的壞處是固定滑輪的鐵板受力也會較大盡而容易導致鐵板一受力較大而彎曲變形。所以選用卷筒遠離立柱的方式比較合適。 15 第 4章 起升機構(gòu)零部件的計算 鋼絲繩的選擇與計算 機構(gòu)工作類型的確定 將機構(gòu)都是有壽命限制的而按照國標的區(qū)分方法是分為十級，十級的區(qū)分方法以及年限壽命在表 8機械設(shè)計手冊》）中均可以查到，總設(shè)計壽命在手冊中有明確指出是機構(gòu)假定的使用年數(shù)內(nèi)機構(gòu)總共運轉(zhuǎn)的 總小時數(shù)。這個總設(shè)計壽命作用不是很大因為它有很大的局限性例如數(shù)據(jù)機構(gòu)零件在設(shè)計時僅僅能夠作為一個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，卻不能把它當做真正的保用期來使用。同樣的由上表可以知道此處可選機構(gòu)利用等級為 由已知條件得出結(jié)論最大受力為 )，因為所受力相對而言比較小則該機構(gòu)是承受輕載荷比較多的一個小型機構(gòu)，一般不會出現(xiàn)大載荷。所以就可以查《機械設(shè)計手冊》中的表 到結(jié)論機構(gòu)載荷狀態(tài)為 時還可以確定機構(gòu)工作類型為 最大靜拉力的計算 鋼絲繩最大靜拉力的計算：在起升機構(gòu)中想要快速 的計算出鋼絲繩的最大靜拉力，可以考慮起升載荷在計算滑輪組效率與承載分支數(shù)后算出鋼絲繩最大工作靜拉力；其中的起升載荷指起升質(zhì)量。起升質(zhì)量包括起取物裝置，在計算過程中對于起升高度小于 50米的鋼絲繩質(zhì)量不對其進行計算。 工作機構(gòu)中滑輪組的的倍率系數(shù)的計算： 4 式中 滑輪組中總共承載繩索分支數(shù)； 表示繞入卷筒的繩索分支數(shù)； 我們平時所用的滑輪組都是省力滑輪組，而在這些滑輪組中有兩種滑輪組可以考慮在本次使用①雙聯(lián)滑輪組和②單聯(lián)滑輪組；對于它們進行分析；雙聯(lián)滑輪組在卷筒上纏繞的繩索有兩根，即。 本著一切以方便準確的原則在本堆垛機的設(shè)計中起升選擇倍率可以選擇為 a =1。 滑輪的阻力系數(shù)的計算： 滑輪的阻力在運作時必不可少，這樣如何有效的減小阻力的產(chǎn)生。以及如何計算阻力大小，掌控各部分阻力分布就成了一個問題。阻力系數(shù)在這里包括兩種 軸阻力 ② 繩索僵性阻力。 16 1、繩索僵性阻力：這種阻力其實就是一種變向時所產(chǎn)生的一些阻力具體表現(xiàn)在鋼絲繩繩索在工作時經(jīng)由滑輪處進去變向由直變彎，喲或者在離開滑輪時再次變向由彎變直，這兩種變向過程都要克服繩索的僵性阻力作用會浪費許多功 。 2、輪軸阻力：這種阻力是最為簡單的一種即滑輪在軸上時，繩索與滑輪軸承的摩擦阻力，即為輪軸阻力?；臼菬o可避免，只能經(jīng)理減小。 上述兩種阻力合成后就是該出的總附加阻力我們將以 F 表示，則 ?(4? （ 4 ?????? ）（ ??（ 4 式中 F —— 總附加阻力； ? —— 系數(shù)； ）β（o?1—— 滑輪阻力系數(shù)； 對于鋼絲繩滑輪來說，當滑輪使用滑動軸承，一般情況使用阻力系數(shù) 05.1?k ；而用滾動軸承時， 02.1?k 。 確定最大靜拉力 繩索的最大張力為： m （ 4 式中— 取物裝置與起升裝置之和； a —— 滑輪組倍率； 滑輪組形式系數(shù)； 滑輪組效率； 所以根據(jù)查表及上述數(shù)據(jù)所得， 確定鋼絲繩尺寸 鋼絲繩選用一定要選擇合適的直徑這樣既不浪費材料又能達到理想的工作要求。而確定鋼絲繩直徑的方法是據(jù)鋼絲繩的最大工作靜拉力即 19833811/ ?定： （ 4 式中 d —— 鋼絲繩最小直徑； C —— 選擇系數(shù)； F —— 鋼絲繩最大靜拉力； 計算時必定要先選擇系數(shù) C，而 它的取值和工作機構(gòu)的運行級別有關(guān)，則可以查表選 17 取。而在這里公式中使用的數(shù)值是根據(jù)鋼絲繩充滿系數(shù) ，以及折減系數(shù) 時的選擇系數(shù) 或者當鋼絲繩的 ? 、 k 和b?與表中不同時，可根據(jù)工作級別選取 根據(jù)所選擇鋼絲的 ? 、 k 和b?的值按式計算，然后再按式計算繩徑。 4 式中 n —— 安全 系數(shù)； K —— 鋼絲繩的捻制折減系數(shù)； w —— 鋼絲充滿系數(shù)； 鋼絲的公稱抗拉強度； 由上述的公式可求得 ?d ， 則初步選擇鋼絲繩的直徑為 校驗鋼絲繩直徑 本設(shè)計初步選取纖維芯鋼絲繩其中結(jié)構(gòu)型式為 ?? 76 ， 4 7 0 ??? ?? 則 C = 查表公稱直徑為 ? 的鋼絲繩的公稱抗拉強度為 470??，最小破斷力的纖維芯鋼絲繩。 選擇鋼絲繩直徑時我們所選擇的依據(jù)是按鋼絲繩 所在的機構(gòu)的工作級別有關(guān)的安全系數(shù)，由此可知鋼絲繩的破斷拉力時我們還要考慮滿足下式： 0