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附 錄 A
Genetic Algorithm Optimization On Crane
Transmission In Neural Network
Abstract：The fuzzy optimization mathematic model is established to design crane transmission. The method of second-class comprehensive evaluation was used by the optimal level cut set, thus the optimal level value of every fuzzy constraint can be attained, and the fuzzy optimization is transformed into the usual optimization. The Fast Back Propagation of neural network algorithm is adopted to train feed-forward networks so as to fit relative coefficient. Then the fitness function with penalty terms is built by penalty strategy, neural networks program is recalled, solver functions of Genetic Algorithm Toolbox of Matlab software are adopted to solve the optimization mathematic model.
Index ：Terms-Crane Mechanism; Genetic Algorithm Optimization; Neural Networks.
FUZZY OPTIMIZATION MATHEMATICAL MODEL OF TRACTION MECHANISM
Design sample: A involute helicoidal worm gearing is adopted in crane transmission, which has principal parameters as follows: rated power Pe=1.5kw, output speed 28.4r/min, output torque T2=295.87N.m, gear ratio u=49.3, working load factor k=1.05. The worm is machined and heat-treated 45 steel and the tooth corona of gear is made of machined ZQA1 9-4
A. Specifying objective function
In order to economize nonferrous metal of tooth corona of worm gear, the objective function should be specified that the volume of tooth corona of worm gear in traction
mechanism incline to minimum=1.5. According to Fig.1, d0, di2 and b are outer diameters, inner diameters and face width of tooth corona of worm gear respectively, thus the volume of tooth corona is;
where
Therefore the objective function is
where m-module of gear;
d1-reference diameter of gear;
z1-number of start of worm.
Fig.1.the configure drawing of worm gear
B. Selecting design variables
According to equation of the objective function, Z1 ,m,d1should be selected as design variables, that is:
C. Establishing fuzzy constraints
Considering the random character of the value of design parameters and some factors whose value is very indefinite such as loading property and material quality, the fuzzy
constraints are set up, including the property and boundary constraints.
1)Limit of number of start of worm: to power
drive, z1=1~2;
2)Limit of module of gear:2≤m≤8;
3)Limit of the lead angle γ of the worm for guaranteeing
the efficiency of the worm gearing:
3≤γ≤8,tan γ=mz1/d1;
4)Constraint of contact strength of worm gear:
Where Ze-the material elasticity factor,
σh-the contact stresses of worm gear;
[σh]-the fuzzy value of the allowable contact stresses of worm gear.
5)Constraint of tooth beam strength of worm gear:
Where σf the beam stress of gear teeth;
[σf]-fuzzy value of the allowable bending stress of worm gear teeth;
Yf -the profile factor for worm gear teeth.
6)Constraint of the stiffness of worm:
The worm is supported between two bearings, if the worm shaft bends too much, that is, the teeth will not mesh properly, and the result will be excessive wear and early failure. So the maximum deflection is
Where Ft1-the tangential force of the worm(N),
F r1-the radial force of the worm(N),
E-the modulus of elasticity(Mpa),
I-the inertia moment of the dangerous cross-section of worm(mm4)
L-the distance of the worm bearings (mm),
L=0 .9muz1.
IV.FUZZY OPTIMIZATION MATHEMATICAL MODEL OF TRACTION MECHANISM
The key of this method is how to decide the optimal level value. Several factors, such as factor class, factor fuzziness and the different influence of the factors on the different optimal level values, were considered and the method of second-class comprehensive evaluation was used based on the optimal level cut set, thus the optimal level value
λ*of every fuzzy constraint can be attained, that is λ*=0.71.Therefore the fuzzy optimization problem is converted into the usual optimization problem.
V.TRAINING RELATION COEFFICIENT BY NEURAL NETWORKS
Neural networks are composed of simple element operating in parallel. These elements are inspired by biological nervous systems. As in nature, the network function is determined largely by the connections between elements. We can train a neural network to perform a particular function by adjusting the values of the connections
(weights)between elements. Commonly neural networks are adjusted, or trained, so that a particular input leads to a specific target output based on a comparison of the output and the target, until the network output matches the target. Some points on relation curve between teeth number Z2 and the profile factor Yf of worm gear are selected as training sample data, the Fast Back Propagation are adopted to train feed-forward networks, the weights and biases of the network are updated. Then neural networks is simulated by the function of Neural Networks Toolbox in MATLAB. Program as follows:
Z2=0:10:90;YF=[2.58,2.5176,2.4566,2.3972,2.3392,2.2825,2.2273,2.1734,2.1208,2.0695]
n1=5;[W1,b1,W2,b2]= initff(Z2,n1,’tansig’,YF,’purelin’);
fpd=100;mne=20000;sse=0.001;lr=0.01;tp=[fpd, mne, sse, lr];
[W1,b1,W2,b2,te,tr]=trainbpx(W1,b1,’tansig’,W2,b2,’purelin’,Z2,YF,tp)
y=simuff(Z2,W1,b1,’tansig’,W2,b2,’purelin’)
VI..SOLVING USUAL OPTIMIZATION MATHEMATICAL MODEL BY GENETIC ALGORITHM TOOLBOX
One key to successfully solving many types of optimization problems is choosing the method that best suits the problem. The Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox is a collection of functions that extend the capabilities of the Optimization Toolbox and the MATLAB? numeric computing environment. The Genetic Algorithm Toolbox includes routines for solving optimization problems using Genetic algorithm Direct search. These algorithms enable you to solve a variety of optimization problems that lie outside the scope of the standard Optimization Toolbox. Firstly the fitness function with penalty terms is built by penalty strategy with addition type, and the fitness function is programmed in MATLAB language, and above neural networks program fitting the profile factor of worm gear teeth is recalled, then the nonlinear constraints function are
programmed and the solver functions of Genetic Algorithm Toolbox are adopted. Program as follows:
options= gaoptim set (‘PopulationSize’,20);
options=gaoptimset(‘Generations',100);
options=gaoptimset(‘CrossoverFraction’0.95, ’MigrationFraction’0.01);
options=gaoptimset('SelectionFcn', selection-tournament,
’CrossoverFcn’, cross over scattered,’ Mutation Fcn’,
Mutation gaussian); nvars=3;lb=[1;2;10];ub=[2;8;150];
[x, Fval, exit Flag, Output]=ga(@fitnessfun, nvars,
[],[],[],[],lb, ub, @yueshufun, options)
After function counting 108 times and iterating 326
times, the final running output of above programming is:
x1=1.0102,x2=4.8889,x3=78.2222,f(X)=1090628.
VII..CONCLUSION
This paper explored the methods available in the Genetic Algorithm and Neural Networks Toolbox. Compared with standard optimization algorithms(f(X)=1269257.5),
the objective function optimum in the genetic algorithm is about16 .37%less than the former. Therefore we saw that the genetic algorithm is an effective solver for non smooth problems. Additionally, we found that the genetic algorithm can be combined with other solvers, such as fuzzy logic and neural networks, to efficiently find a more accurate solution.
TABLE I
OUTPUT OF STANDARD OPTIMIZATION AND GENETIC ALGORITHM
附 錄 B
在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中起重機(jī)傳輸遺傳算法最佳化
摘要：那失真的適宜數(shù)學(xué)模型在設(shè)計(jì)起重機(jī)傳輸建立。那方法的二等的綜合評(píng)價(jià)被那最佳的把割集弄平整使用經(jīng)由，那方法的二等的綜合評(píng)價(jià)是使用經(jīng)由那最佳的把割集弄平整，因此每個(gè)模糊約束那最佳的價(jià)值可以是獲得弄平整，并且那模糊的最佳化是被變成那通常的最佳化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法那背面加固增長(zhǎng)的將采用到連續(xù)性前饋網(wǎng)絡(luò)如此適合相關(guān)系數(shù)。然后那用罰款期限是構(gòu)成由罰款策略裝配功能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是召回、解算機(jī)功能的遺傳算法工具箱的matlab軟件是采用到解決那最佳化數(shù)學(xué)模型。
索引詞：起重機(jī)機(jī)構(gòu)；遺傳算法最佳化；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
模糊的最佳化數(shù)學(xué)模型的牽引機(jī)構(gòu)
設(shè)計(jì)漸開(kāi)線螺旋狀的蝸輪傳動(dòng)裝置是采民用在起重機(jī)傳輸，哪個(gè)有主參數(shù)如下：額定功率Pe=1.5kw、輸出速度28.4r／min、輸出轉(zhuǎn)矩T2=2 295.87n.m、齒輪比U=49.3、工作負(fù)荷因素k=1.05, 那螺旋是機(jī)器和經(jīng)加熱處理材45鋼和那由ZQA19-4構(gòu)成的齒輪的齒輪冠.
A指定目標(biāo)函數(shù)
為了節(jié)省有色金屬的齒輪冠的螺旋齒輪，那目標(biāo)函數(shù)將應(yīng)指定那那大量的齒輪冠的螺旋齒輪在牽引機(jī)構(gòu)向最小的按照?qǐng)D1傾斜，d0、 di2,b分別是外徑、內(nèi)徑和螺旋齒輪的齒面寬冠，因此那是大量的牙齒冠；
由
所以那目標(biāo)函數(shù)是
m齒輪模數(shù)；d1齒輪分度圓直徑；z1螺旋開(kāi)始的齒數(shù)。
圖1.渦輪傳動(dòng)裝置圖
B反面選擇設(shè)計(jì)參數(shù)按照等式的那目標(biāo)函數(shù)、,m、d1將應(yīng)雖然設(shè)計(jì)參數(shù)選擇，但是簡(jiǎn)而言之：
C建立模糊約束
認(rèn)為Φ值的隨機(jī)特性設(shè)計(jì)參數(shù)和一些因素誰(shuí)的價(jià)值很不定的比如負(fù)荷性質(zhì)和材料品質(zhì)、那模糊約束是建立、包括那性質(zhì)和邊界約束在內(nèi)。
1）極限的開(kāi)始的螺旋的齒數(shù)：z1=1~2;；
2）極限的齒輪的模數(shù):2≤m≤8；
3）極限的那導(dǎo)程角螺旋的因?yàn)楸ＷC蝸輪傳動(dòng)裝置的效率：3≤γ≤8,tan γ=mz1/d1;
4）約束的接觸強(qiáng)度的螺旋齒輪：
那材料彈性因素、
σh那接觸應(yīng)力的螺旋齒輪；
[σh]-那模糊的Φ值那容許接觸應(yīng)力的螺旋齒輪。
5）約束的牙齒梁強(qiáng)度的螺旋齒輪：
那橫梁強(qiáng)調(diào)的輪齒；
[σf]-模糊的Φ值那容許彎曲應(yīng)力的螺旋齒輪牙齒；
Yf-那輪廓因素因?yàn)槁菪X輪牙齒。
６）約束稠的的的螺旋：那螺旋信息系統(tǒng)支持
在...之間二軸承、如果那蝸桿軸彎曲多，那就是說(shuō)，那牙齒不會(huì)適當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)孔，那么，那結(jié)果將要成為...的過(guò)度磨損和過(guò)早損壞所以極限偏轉(zhuǎn)是
ft1-螺旋的切向力（N）、
F r1-螺旋的徑向力（N）、
E-那彈性模數(shù)（Mpa)、
I-危險(xiǎn)截面的慣性矩的螺旋（mm4）
L-蝸桿軸承的距離（毫米）、L=9muz1
IV.模糊的最佳化數(shù)學(xué)模型的牽引機(jī)構(gòu)
這個(gè)的鍵方法是如何決定那最佳的把價(jià)值個(gè)別的因素弄平整、比如因素通信鏈路分析器系統(tǒng)、因素模糊和因素的不同的影響上去那不同的最佳的把價(jià)值弄平整、是認(rèn)為和那方法的二等的綜合評(píng)價(jià)是使用以那最佳的把割集弄平整為基礎(chǔ)，因此那最佳的把價(jià)值＊的每模糊約束可以是獲得弄平整、簡(jiǎn)而言之＊那模糊的優(yōu)化問(wèn)題是變?yōu)槟峭ǔ５膬?yōu)化問(wèn)題。
V.連續(xù)性相關(guān)系數(shù)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由...組成簡(jiǎn)單的元件并行操作這個(gè)元件被生物學(xué)的神經(jīng)的體系當(dāng)做本質(zhì)上鼓舞、那網(wǎng)絡(luò)函數(shù)決意大量地由那關(guān)系在...之間元件我們可以訓(xùn)練一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行一特定函數(shù)由調(diào)整那Φ值那關(guān)系（重量）在...之間元件通常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是調(diào)整，否則連續(xù)性，結(jié)果一特別的輸入導(dǎo)致一具體任務(wù)產(chǎn)量以一比較產(chǎn)量的和那靶子為基礎(chǔ)、直到那網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)量相配那靶子。
一些漲若干點(diǎn)相關(guān)曲線在齒數(shù)和那輪廓因素的螺旋齒輪被選為連續(xù)性樣本數(shù)據(jù)之間、那背面加固繁殖將采用到連續(xù)性前饋網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)的重量和偏見(jiàn)是更新然后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被那功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱在matlab模擬。計(jì)劃如下：
Z2=0:10:90;YF=[2.58,2.5176,2.4566,2.3972,2.3392,2.28 25,2.2273,2.1734,2.1208,2.0695];
n1=5;[W1,b1,W2,b2]= initff(Z2,n1,’tansig’,YF,’purelin’);
fpd=100;mne=20000;sse=0.001;lr=0.01;tp=[fpd, mne, sse, lr];
[W1,b1,W2,b2,te,tr]=trainbpx(W1,b1,’tansig’,W2,b2,’purelin’,Z2,YF,tp)
y=simuff(Z2,W1,b1,’tansig’,W2,b2,’purelin’)
VI..解決通常的最佳化數(shù)學(xué)模型由遺傳算法工具箱
單密鑰到成功地解決許多種優(yōu)化問(wèn)題是選擇那方法那井衣服那問(wèn)題那遺傳算法和直接檢索工具箱是許多功能那伸展那做...的能力那最佳化工具箱和那matlab？數(shù)字計(jì)算環(huán)境那遺傳算法工具箱包括常規(guī)因?yàn)榻鉀Q優(yōu)化問(wèn)題與罰款期限是用加法類(lèi)型造由罰款策略一起使用遺傳算法直接檢索這算法使你解決種種的優(yōu)化問(wèn)題那謊言超出那標(biāo)準(zhǔn)最佳化工具箱范圍。第一那適合功能，并且那適合功能是編制matlab語(yǔ)言、和在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃適合那輪廓因素的螺旋齒輪牙齒是召回上、然后那非直線型限制功能是程序和那解算機(jī)功能的遺傳算法工具箱是采用。
程序如下：
選擇權(quán)gaoptimset（總體大小 ,20）；
選擇權(quán)gaoptimset（世代,100）；
選擇權(quán)gaoptimset（交叉分?jǐn)?shù)'0.95,' 分?jǐn)?shù)0.01）；
選擇權(quán)gaoptimset（s選擇完全約束的非晶網(wǎng)、選擇錦標(biāo)賽、、交叉分散、變化高斯型曲線）；nvars=3;lb=[1;2;10];ub=[2;8;150];[x,Fval, exitFlag, Output]=ga(@fitnessfun, nvars,[],[],[],[],lb, ub, @yueshufun, options)）
在功能計(jì)算108次并重復(fù)次時(shí)以后，那最后的焊道上面程序的產(chǎn)量是：
x1=1.0102,x2=4.8889,x3=78.2222,f(X)=1090628.
VII..結(jié)論
這個(gè)紙?zhí)綔y(cè)那方法有效范圍那遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和...相比標(biāo)準(zhǔn)最優(yōu)化算法f(X)=1269257.5)、那目標(biāo)函數(shù)在遺傳算法的最佳的是 大概16 .37%少于比前者.因此我們努力設(shè)法使那遺傳算法是一有效的解算機(jī)因?yàn)閚onsmooth問(wèn)題.加之、我們發(fā)現(xiàn)那遺傳算法可以與...化合其他的解算機(jī)、比如模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、有效地發(fā)現(xiàn)一更精確的解答。
表格1標(biāo)準(zhǔn)最佳化的產(chǎn)量和遺傳算法
解算機(jī)
X1
X2
X3
F(X)
標(biāo)準(zhǔn)最佳化
1.0501
4.3574
78.4517
1269257.5
遺傳算法
1.0102
4.8889
78.2222
1090628
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
填表日期
年 月 日
迄今已進(jìn)行 周剩余 周
學(xué)生姓名
系部
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
指導(dǎo)教師姓名
職稱(chēng)
從事
專(zhuān)業(yè)
是否外聘
□是□否
題目名稱(chēng)
學(xué)
生
填
寫(xiě)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
存在問(wèn)題及努力方向
學(xué)生簽字：
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見(jiàn)
教研室主任簽字： 年 月 日
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
陳才東
系部
汽車(chē)系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱(chēng)
教授
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱(chēng)
雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
現(xiàn)代物流系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)、自適應(yīng)控制、及gps、gis等技術(shù)的發(fā)展而建立起來(lái)的，它不僅改善了物流系統(tǒng)的組織形式和管理技術(shù)，而且降低了勞動(dòng)消耗，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備是其中最關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備，物品大部分時(shí)間都是在倉(cāng)庫(kù)中停留和周轉(zhuǎn)，因此其設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性和控制水平將直接影響物流效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)化立體物流倉(cāng)庫(kù)是先進(jìn)的物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)是必要的。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1.設(shè)計(jì)內(nèi)容
1）．概述，分析題目研究的內(nèi)容和意義；
2）．自動(dòng)化立體物流倉(cāng)庫(kù)的選型、設(shè)備的分析；
3）．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)組成、機(jī)構(gòu)原理分析，選型和總體方案設(shè)計(jì)；
4）．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)整體和零件設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
2、技術(shù)路線（研究方法）
1）在現(xiàn)有的資料和實(shí)驗(yàn)室器材的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸的分析、設(shè)計(jì)、布置，如有必要進(jìn)行調(diào)研，參考相近似的同類(lèi)機(jī)型。
2）雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的選型分析、結(jié)構(gòu)分析，運(yùn)動(dòng)分析和強(qiáng)度計(jì)算，液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)，電氣控制圖的設(shè)計(jì)。
3）在對(duì)各個(gè)主要部件、總成的尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)后，利用CAD軟件繪制裝配裝配圖。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)裝配圖及零件圖紙若干，說(shuō)明書(shū)一份。
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1．調(diào)研，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，寫(xiě)文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告；第1～2周（3月2日～3月15日）
2．對(duì)課題雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；第3～8周（3月16日～4月26日）
3．期中考核； 第9周（4月27日～5月3日）
小四號(hào)宋體，加粗
4．對(duì)課題計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD繪制裝配圖及部分零件圖；第10～13周（5月4日～5月31日）
5．對(duì)裝配圖、零件圖進(jìn)行修改；第14周（6月1日～6月7日）
6．審核；第15周（6月8日～6月14日）
7．修改、撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)；第16周（6月15日～6月21日）
8．畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯；第17周（6月22日～6月 28日）
五、主要參考資料
[1]巷道式堆垛起重機(jī)形式與基本參數(shù)，JB/T2960-1999
[2]有軌巷道式堆垛起重技術(shù)條件，JB/T7016-1993
[3]有軌巷道式堆垛起重技安全規(guī)范，JB/T5319。2-1991
[4]余華，汪浩．有軌巷道堆垛機(jī)水平運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2004年第17
[5]吳國(guó)輝，張力．單立柱有軌巷道式堆垛機(jī)運(yùn)行過(guò)程的仿真分析，現(xiàn)代制造工程，2007年 第08期
[6]宋章領(lǐng)，沈敏德，張紅俠．小型有軌巷道堆垛機(jī)的系列化設(shè)計(jì)，工程機(jī)械，2007年第38卷 第10期
[7]劉惟信．汽車(chē)設(shè)計(jì)[J]．清華大學(xué)出版社，2001，7
[8]秦明森,王方智.實(shí)用物流技術(shù).北京:中國(guó)物資出版社, 1991
[9]斯麥霍夫A A.自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1984
[10]施康，鄒春曦 工程車(chē)輛作業(yè)穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J]機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2000
[11]GB3811-83起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］
[12]GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[13]張曉萍，等.現(xiàn)代生產(chǎn)物流及仿真「M』.北京:清華大學(xué)出版社，1998.
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六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
2
SY-025-BY-1
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目審定表
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱(chēng)
教授
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是√否
題目名稱(chēng)
雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)設(shè)計(jì)
課題適用專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
課題類(lèi)型
X
課題簡(jiǎn)介：（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。）
一、主要內(nèi)容：1．通過(guò)對(duì)資料的分析研究課題的意義；2.自動(dòng)化立體物流倉(cāng)庫(kù)的選型、設(shè)備的選擇；3．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)組成、機(jī)構(gòu)原理分析，選型和總體方案設(shè)計(jì)；3．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)零件設(shè)計(jì)；4．自雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析。
二、意義：現(xiàn)代物流系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)、自適應(yīng)控制、及gps、gis等技術(shù)的發(fā)展而建立起來(lái)的，它不僅改善了物流系統(tǒng)的組織形式和管理技術(shù)，而且降低了勞動(dòng)消耗，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備是其中最關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備，物品大部分時(shí)間都是在倉(cāng)庫(kù)中停留和周轉(zhuǎn)，因此其設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性和控制水平將直接影響物流效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)化立體物流倉(cāng)庫(kù)是先進(jìn)的物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)是必要的。
三、現(xiàn)有條件：實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備，計(jì)算機(jī)和相關(guān)資料。
四、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式：雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)設(shè)計(jì)。雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)整體裝配圖A0圖紙2張，若干零件圖，圖紙量合計(jì)為A0圖紙4張以上，計(jì)算說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)大于1.5萬(wàn)字。
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教
研
室
意
見(jiàn)
1
選題與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預(yù)計(jì)工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預(yù)計(jì)難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字： 年 月 日
系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
注：課題類(lèi)型填寫(xiě) W.科研項(xiàng)目；X.生產(chǎn)（社會(huì)）實(shí)際；Y.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；Z.其它。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程管理材料
題 目
雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)
設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
陳才東
系部名稱(chēng)
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
車(chē)輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師
王慧文
職 稱(chēng)
教授
教研室
車(chē)輛工程教研室
起止時(shí)間
2009.03～2009.06
教 務(wù) 處 制
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
陳才東
系部
汽車(chē)工程系
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱(chēng)
教授
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是√否
題目名稱(chēng)
雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義
1、目的和意義
現(xiàn)代物流系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)、自適應(yīng)控制、及gps、gis等技術(shù)的發(fā)展而建立起來(lái)的，它不僅改善了物流系統(tǒng)的組織形式和管理技術(shù)，而且降低了勞動(dòng)消耗，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備是其中最關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備，物品大部分時(shí)間都是在倉(cāng)庫(kù)中停留和周轉(zhuǎn)，因此其設(shè)備和技術(shù)的先進(jìn)性和控制水平將直接影響物流效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。自動(dòng)化立體物流倉(cāng)庫(kù)是先進(jìn)的物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)是必要的。
2、有軌巷道堆垛起重機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1、 概述
? ? 有軌巷道堆垛起重機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)用起重機(jī)，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為堆垛機(jī)。堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，是代表立體倉(cāng)庫(kù)特征的標(biāo)志。其主要用途是在高層貨架倉(cāng)庫(kù)的巷道內(nèi)沿軌道運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反，取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口，完成出入庫(kù)作業(yè)。20世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開(kāi)始研究采用巷道式堆垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前已建成三百余座。堆垛機(jī)做為立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，也得到了較快的發(fā)展。
? ? 2、 有軌巷道堆垛起重機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀
? ? 按現(xiàn)行機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有軌巷道堆垛機(jī)分類(lèi)方式多種多樣，如按支承方式、用途、控制方式、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行軌跡等分類(lèi)。但無(wú)論何種類(lèi)型的堆垛機(jī)，一般都由水平行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)及貨叉機(jī)構(gòu)、機(jī)架和電氣設(shè)備等基本部分組成。在目前立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用中，堆垛機(jī)最常見(jiàn)的是按結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行軌跡分類(lèi)。
? ? 2.1 有軌巷道堆垛起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
? ? 從結(jié)構(gòu)形式上區(qū)別，目前立體倉(cāng)庫(kù)中堆垛機(jī)有雙立柱結(jié)構(gòu)和單立柱結(jié)構(gòu)。
? ? 2.1.1 雙立柱堆垛機(jī)。雙立柱結(jié)構(gòu)的堆垛機(jī)機(jī)架由兩根立柱和上橫梁、下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形框架。立柱形式有方管和圓管。方管兼作起升導(dǎo)軌，圓管附加起升導(dǎo)軌。雙立柱堆垛機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度和剛性都比較好，并且運(yùn)行平穩(wěn)。一般對(duì)于起重高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度高的立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)多采用雙立柱結(jié)構(gòu)。雙立柱堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，普遍采用鏈條傳動(dòng)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條引載貨臺(tái)沿立柱或起升機(jī)導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。由于鏈條牽引載貨臺(tái)或配重裝置，受空間尺寸限制，傳動(dòng)和布置較復(fù)雜，但定位較準(zhǔn)確。
? ? 2.1.2單立柱堆垛機(jī)。單立柱結(jié)構(gòu)的堆垛機(jī)機(jī)架由一根立柱和下橫梁組成。立柱多采用較大的H型鋼或焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌。整機(jī)重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對(duì)較低，但剛性稍差。由于載貨臺(tái)及貨物對(duì)立柱的偏心作用，以及行走、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱堆垛機(jī)在使用上有局限性。不適于起重重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。單立柱堆垛機(jī)的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動(dòng)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩牽引載貨臺(tái)沿立柱或起升鋼軌作升降運(yùn)動(dòng)。對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)，傳動(dòng)和布置相對(duì)容易，但定位準(zhǔn)確性稍差。
? ? 2.2 有軌巷道堆垛起重機(jī)的運(yùn)行軌跡
? ? 堆垛機(jī)水平驅(qū)動(dòng)裝置一般安裝在堆垛機(jī)下橫梁上，通過(guò)電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使堆垛機(jī)沿水平方向運(yùn)行。此種地面驅(qū)動(dòng)方式使用最為普遍。一般采用兩個(gè)承重車(chē)輪，沿敷設(shè)在地面上的軌道（通常亦叫做地軌）運(yùn)行。通過(guò)下部?jī)山M水平輪沿軌道運(yùn)行導(dǎo)向，在堆垛機(jī)頂部?jī)山M導(dǎo)向輪沿上軌道（通常亦叫做天軌）運(yùn)行輔助導(dǎo)向。按其運(yùn)行軌跡形式區(qū)別，有直線運(yùn)行型堆垛機(jī)和曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)。
? ? 2.2.1 直線運(yùn)行堆垛機(jī)。直線運(yùn)行型堆垛機(jī)只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，不能自行轉(zhuǎn)換軌道。只能通過(guò)其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道，如堆垛機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)。直線型堆垛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，能夠滿(mǎn)足出入庫(kù)頻率較高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè)，應(yīng)用最為廣泛。
? ? 2.2.2 曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)車(chē)輪與下橫梁是通過(guò)垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運(yùn)行，即可以走曲線，不通過(guò)其他輸送設(shè)備便可以從一個(gè)巷道自行轉(zhuǎn)移到另一個(gè)巷道。此種堆垛機(jī)通常亦叫做轉(zhuǎn)軌堆垛機(jī)。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)在使用上有局限性，只適用于出入庫(kù)頻率較低的立體倉(cāng)庫(kù)。因?yàn)椴坏珗?chǎng)地要受到轉(zhuǎn)彎半徑的限制，而且轉(zhuǎn)彎時(shí)速度特別慢，不能滿(mǎn)足出入庫(kù)頻率高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè)。
? ? 2.3 有軌巷道堆垛起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)
? ? 堆垛機(jī)作為立體倉(cāng)庫(kù)中重要的運(yùn)輸設(shè)備，其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的選用，將直接影響到整座立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。合理的選擇各項(xiàng)參數(shù)，將大大提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)現(xiàn)階段立體倉(cāng)庫(kù)中，堆垛機(jī)技術(shù)參數(shù)的選用上，和世界先進(jìn)水平相比，存在著較大的差別。
? 2.3.1 堆垛機(jī)的速度參數(shù)。與堆垛機(jī)的速度有關(guān)的參數(shù)，主要指水平運(yùn)行速度、起升速度和貨叉伸縮速度。這三項(xiàng)參數(shù)的高低，直接關(guān)系到出入庫(kù)頻率的高低。?
? ? 2.3.2 堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)。堆垛機(jī)的尺寸參數(shù)較多，例如起升高度、下降深度、整機(jī)全長(zhǎng)、最低貨位極限高度等。其中最低貨位極限高度，即貨叉上表面從最低一層貨格的低位到地軌安裝水平面的垂直距離。該參數(shù)涉及合理利用有效空間，增加庫(kù)容量，亦是評(píng)價(jià)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。目前，國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的最低貨位極限高度普遍偏高。
? ? 2.3.3 堆垛機(jī)的貨叉下?lián)隙取Ｘ洸嫦聯(lián)隙?，是堆垛機(jī)的一項(xiàng)非常重要的性能參數(shù)，直接關(guān)系到堆垛機(jī)是否能正常工作。因結(jié)構(gòu)型式、材料及加工熱處理工藝的限制，同等狀況下，目前國(guó)內(nèi)立體堆垛機(jī)的貨叉下?lián)隙纫葒?guó)外大20%~30%。改進(jìn)貨叉結(jié)構(gòu)，合理選材，提高工藝手段，是減少貨叉下?lián)隙?，保證堆垛機(jī)工作性能的重要措施。
? ? 2.3.4 堆垛機(jī)的噪音。堆垛機(jī)在高速運(yùn)行和升降中，特別是在同時(shí)進(jìn)行時(shí)，由于車(chē)輪與軌道摩擦和提升鏈條或鋼絲繩的振動(dòng)、摩擦等，將產(chǎn)生較大的噪音。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，堆垛機(jī)在工作時(shí)，其噪聲值不高于84分貝。目前立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)際應(yīng)用表明，對(duì)于行走速度不超過(guò)80米/秒的，還可以保證，超過(guò)100米/秒以上的，一般難以保證。
? ? 2.4 有軌巷道堆垛起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
? ? 目前，國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，電機(jī)減速機(jī)普遍采用德國(guó)、日本、意大利的產(chǎn)品，也有少數(shù)采用國(guó)內(nèi)的電機(jī)減速機(jī)。由于堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的運(yùn)輸設(shè)備、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和綜合性能要求都非常嚴(yán)格，如無(wú)故障率應(yīng)大于97%，停準(zhǔn)精度±10mm，以及噪音要求等。這就要求電機(jī)減速機(jī)的可靠性非常高。因此，現(xiàn)階段在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)減速機(jī)的選用上，建議選用國(guó)外先進(jìn)的產(chǎn)品，以保證堆垛機(jī)的整機(jī)性能。
? ? 3、 有軌巷道堆垛起重機(jī)的應(yīng)用情況
? ? 隨著我國(guó)立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，有軌巷道堆垛起重機(jī)已廣泛用于各行業(yè)和地區(qū)，有的已形成系列。
? ? 3.1 有軌巷道堆垛起重機(jī)的載重與高度
? ? 在國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)中，堆垛機(jī)的載重量、高度等大小不一。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)堆垛機(jī)的高度已達(dá)到36米，載重量達(dá)到4200公斤，貨物寬達(dá)到4000mm。
? ? 3.2 有軌巷道堆垛起重機(jī)的行業(yè)分布
? ? 目前，我國(guó)的立體倉(cāng)庫(kù)中，應(yīng)用堆垛機(jī)的行業(yè)較為廣泛，應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、紡織業(yè)、鐵路、卷煙、醫(yī)藥等行業(yè)較多。因?yàn)檫@些行業(yè)的產(chǎn)品比較適合自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)。由于受人的觀念影響，在物流過(guò)程中，生產(chǎn)過(guò)程庫(kù)用的較多，成品庫(kù)用的較少。 ?
? ? 3.3 有軌巷道堆垛起重機(jī)的地區(qū)分布
? ? 目前國(guó)內(nèi)立體倉(cāng)庫(kù)中，采用堆垛機(jī)的自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)，隨地區(qū)的不同而不同，主要是地區(qū)經(jīng)濟(jì)的差異和人的觀念不同。較多的應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，如華東、華南、華北地區(qū)。
? 4、 有軌巷道堆垛起重機(jī)的安全性問(wèn)題
? ? 堆垛機(jī)作為一種重要的起重設(shè)備，其安全性和可靠性尤為重要。生產(chǎn)制造及安裝廠家必須具有資格證，設(shè)備經(jīng)需方當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門(mén)驗(yàn)收。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有多種安全保護(hù)裝置，并在電氣控制上采取一系列聯(lián)鎖和保護(hù)措施，目前應(yīng)用較多的安全保護(hù)裝置有：
? ? 4.1 終端限位保護(hù)
? ? 在水平行走、垂直升降和貨叉伸縮的終端都有機(jī)械限位保護(hù)裝置。
? ? 4.2電氣聯(lián)鎖保護(hù)
? ? 堆垛機(jī)在出入庫(kù)作業(yè)時(shí)，保護(hù)貨叉不能動(dòng)作；相反，貨叉伸縮時(shí)，保證水平行走或垂直升降不能動(dòng)作。
? ? 4.3 正位檢測(cè)保護(hù)
? ? 堆垛機(jī)在出入庫(kù)作業(yè)時(shí)，只有在水平（列）方向和垂直（層）方向停準(zhǔn)時(shí)，貨叉才能伸縮，即貨叉運(yùn)動(dòng)是受條件控制的。
? ? 4.載貨臺(tái)斷繩保護(hù)
? ? 當(dāng)鋼絲繩或鏈條斷裂時(shí)，通過(guò)斷繩保護(hù)裝置使載貨臺(tái)卡住立柱或?qū)к?，阻止其墜落。目前比較常見(jiàn)的載貨臺(tái)制動(dòng)器有楔鐵式和凸輪式兩種，也有棘輪式結(jié)構(gòu)。
? ? 另外，一般還有松繩保護(hù)，過(guò)載保護(hù)等。
? ? 5、 有軌巷道堆垛起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
? ? 隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，有軌巷道堆垛起重機(jī)技術(shù)在不斷提高和完善。世界主要工業(yè)國(guó)家都把著眼點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高新技術(shù)上，更加注重實(shí)用性和安全性。在堆垛機(jī)方面，我們應(yīng)當(dāng)看到和世界先進(jìn)國(guó)家的差距，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出不足，打破傳統(tǒng)思路，推出具有新的外形和更高性能的堆垛機(jī)。在使用堆垛機(jī)具有更高定位精度的同時(shí)，提高運(yùn)行速度，以獲得更短的操作周期和更大的生產(chǎn)能力。
? ? 相信，通過(guò)我們的不斷努力，更加高速、安全、可靠的堆垛機(jī)將不斷從國(guó)外引進(jìn)消化到國(guó)內(nèi)，使有軌巷道堆垛起重機(jī)發(fā)展到一個(gè)新階段
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容,擬解決的主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)思路
（一）主要研究?jī)?nèi)容
本課題的主要內(nèi)容是研制開(kāi)發(fā)雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的總體布置的方案和各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，計(jì)算和校對(duì).結(jié)合國(guó)外堆垛機(jī)設(shè)計(jì)的一些先進(jìn)技術(shù)和國(guó)內(nèi)專(zhuān)家們做過(guò)的一些工作，對(duì)雙立柱堆垛起重機(jī)的設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)的方法和較為合理的理論。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路所設(shè)計(jì)的有軌巷道式雙立柱堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)及載貨臺(tái)、貨叉、電氣控制和各種安全保護(hù)裝置構(gòu)成
1）機(jī)架
機(jī)架是由上橫梁、左右立柱和下橫梁構(gòu)成的長(zhǎng)方形框架,主要用于承載。為了便于安裝零件和減輕堆垛機(jī)重量,上、下橫梁用槽鋼制作,立柱用方通制作。上橫梁上設(shè)有天軌阻擋器和緩沖器,下橫梁上設(shè)有地軌阻擋器。
2）行走機(jī)構(gòu)
行走機(jī)構(gòu)選用DAMAG行走輪組件,安裝在下橫梁上,主要由行走電機(jī)(包括減速
器)、行走輪及沿地軌的導(dǎo)向輪組成。為了保證堆垛機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行,在上橫梁上裝有天軌導(dǎo)向輪。
3）提升機(jī)構(gòu)和載貨臺(tái)
提升機(jī)構(gòu)主要由提升電機(jī)(包括減速器)、傳動(dòng)鏈輪、傳動(dòng)鏈條、雙聯(lián)鏈輪、提升鏈
條和惰鏈輪組成。提升鏈條選用雙排滾子鏈,安全系數(shù)大于5,它與載貨臺(tái)和上下橫梁上的惰鏈輪組成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)。當(dāng)提升電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)雙聯(lián)鏈輪旋轉(zhuǎn)時(shí),使提升鏈條運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)載貨臺(tái)(包括貨叉、貨物)升降。提升電機(jī)通過(guò)PLC變頻控制,避免在開(kāi)始升降和停止時(shí)提升鏈條所受拉力過(guò)大。載貨臺(tái)主要由扁通、鋼板焊接而成,主要用于安裝貨叉和一些安全保護(hù)裝置。為了保證載貨臺(tái)平穩(wěn)上下運(yùn)行,在它的每個(gè)側(cè)面裝有沿立柱的4個(gè)導(dǎo)向輪和2個(gè)頂輪。
4）貨叉
主要由電機(jī)減速器、鏈輪、鏈連接裝置、叉板、活動(dòng)導(dǎo)軌、固定導(dǎo)軌、輥輪軸承和
一些定位裝置組成內(nèi)側(cè)輥輪軸承通過(guò)連接板和叉板連在一起,外側(cè)輥輪軸承安裝在固定導(dǎo)軌上,固定導(dǎo)軌安裝在載貨臺(tái)橫梁上, 2組軸承都嵌在工字型活動(dòng)導(dǎo)軌中,當(dāng)電機(jī)減速器通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)鏈輪時(shí),通過(guò)鏈連接板Ⅱ帶動(dòng)活動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),再通過(guò)鏈輪和鏈連接板Ⅰ帶動(dòng)叉板雙向伸縮,使叉板能以2倍于活動(dòng)導(dǎo)軌的速度運(yùn)動(dòng)。
為了使貨叉伸縮到位,保證準(zhǔn)確存、取貨物,在貨叉上裝有機(jī)械定位裝置(雙向阻擋
器)和電氣定位感應(yīng)開(kāi)關(guān)(極限感受塊和接近開(kāi)關(guān))組成的雙重定位報(bào)護(hù)裝置。另外,還有檢測(cè)貨叉是否回到原位的中位感應(yīng)條和接近開(kāi)關(guān)。
5）電氣設(shè)備及控制
主要包括電力拖動(dòng)、信號(hào)傳輸和堆垛機(jī)控制。堆垛機(jī)采用滑觸線供電;由于用供電
滑觸線載波通訊易受電力雜波等干擾,所以采用抗干擾性好的紅外通信方式與計(jì)算機(jī)等倉(cāng)庫(kù)設(shè)備進(jìn)行信息交換。堆垛機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)是必須精確定位和準(zhǔn)確認(rèn)址否則就會(huì)取錯(cuò)貨物,碰壞貨物、貨架,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞堆垛機(jī)本身。堆垛機(jī)的位置控制采用絕對(duì)認(rèn)址方式,用激光測(cè)距儀通過(guò)測(cè)量堆垛機(jī)到基點(diǎn)的距離和事先儲(chǔ)存在PLC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)確定堆垛機(jī)當(dāng)前位置,成本較高,但可靠性很高。
6）安全保護(hù)裝置
為了保護(hù)人身、設(shè)備和貨物的安全,堆垛機(jī)必須具有完善的安全保護(hù)措施:
a)堆垛機(jī)在行走、載貨臺(tái)升降和貨叉伸縮終端處都設(shè)有機(jī)械和電氣限位裝置。
b)貨物檢測(cè) 載貨臺(tái)上設(shè)有貨物超高、超長(zhǎng)和超寬檢測(cè)裝置。在貨物進(jìn)入載貨臺(tái)時(shí),
當(dāng)檢測(cè)到貨物超過(guò)設(shè)定高度、長(zhǎng)度或?qū)挾葧r(shí),堆垛機(jī)便停止運(yùn)行并報(bào)警。一般允許誤差為30~40 mm,檢測(cè)元件采用對(duì)射或反射式光電傳感器。
c)載貨臺(tái)上還設(shè)有檢測(cè)貨叉是否回位、貨叉上有無(wú)貨物和貨位中有無(wú)貨物的裝置。
如貨叉沒(méi)有回位,堆垛機(jī)不能水平運(yùn)行;如貨叉上已有貨物則不能再取貨;入庫(kù)時(shí),必須檢測(cè)貨位中有無(wú)貨物,以避免發(fā)生事故。
d)斷電保護(hù) 如載貨臺(tái)升降過(guò)程中忽然斷電,則通過(guò)提升電機(jī)制動(dòng)使載貨臺(tái)停在當(dāng)
前位置不會(huì)掉落下來(lái)。
e)載貨臺(tái)斷鏈保護(hù) 提升鏈條通過(guò)壓簧與載貨臺(tái)相連,當(dāng)鏈條由于長(zhǎng)時(shí)間使用或意
外原因忽然斷裂時(shí),彈簧彈開(kāi)鏈條,檢測(cè)裝置檢測(cè)到鏈條時(shí)便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)裝置使載貨臺(tái)停在當(dāng)前位置,不至于掉下來(lái),同時(shí)整個(gè)堆垛機(jī)停止運(yùn)行。
(二）擬解決的主要問(wèn)題
1．通過(guò)對(duì)資料的分析研究課題的意義；
2. 立體物流倉(cāng)庫(kù)的選型、設(shè)備的選擇；
3．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)組成、機(jī)構(gòu)原理分析，選型和總體方案設(shè)計(jì)；
4．雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)零件設(shè)計(jì)；
5自雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析。
（三） 設(shè)計(jì)思路
為使堆垛機(jī)能夠準(zhǔn)確、快速、安全、自動(dòng)搬運(yùn)貨物出入庫(kù),必須滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)要求:
1． 具備三維運(yùn)動(dòng)功能,即堆垛機(jī)沿巷道來(lái)回運(yùn)動(dòng)、載貨臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)、貨叉沿貨架方
向雙向伸縮;
2．滿(mǎn)足一定的定位精度,重復(fù)定位精度誤差不能超過(guò)10 mm;
3．具備安全保護(hù)措施;
4．在滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和可靠性的前提下,盡量減小堆垛機(jī)各部分的重量,以減小提升
功率和行走時(shí)的摩擦阻力;
5．倉(cāng)庫(kù)環(huán)境,避免貨物污染受損。
三、技術(shù)路線（研究方法）
1、在現(xiàn)有的資料和實(shí)驗(yàn)室器材的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸的分析、設(shè)計(jì)、布置，如有必要進(jìn)行調(diào)研，參考相近似的同類(lèi)機(jī)型。
2、雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的選型分析、結(jié)構(gòu)分析，運(yùn)動(dòng)分析和強(qiáng)度計(jì)算，液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)，電氣控制圖的設(shè)計(jì)。
3、在對(duì)各個(gè)主要部件、總成的尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)后，利用CAD軟件繪制裝配裝配圖。
四、主要參數(shù)及簡(jiǎn)圖
額定起重量：0.1 0.25 0.6 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0(T)
起升范圍：30(m)
水平運(yùn)行速度：80 100 125 140 160 180 200 250(m/min)
起升速度：16 20 25 31.5 40 63 80 100(m/min)
貨叉伸縮速度：12.5 16 20 31.5 40 50(m/min)
（以上參數(shù)任選一種）
有軌巷道式雙立柱堆垛機(jī)
1. 上橫梁 2.天軌導(dǎo)向輪 3.立柱 4.載貨臺(tái)頂輪 5.載貨臺(tái)導(dǎo)向輪 6.貨叉
7.傳動(dòng)鏈輪 8.提升電機(jī) 9.傳動(dòng)鏈條 10.雙聯(lián)鏈輪 11.下橫梁 12.惰鏈輪
13.行走輪 14.行走電機(jī) 15.提升鏈條 16.載貨臺(tái)
五、進(jìn)度安排
1．調(diào)研，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，寫(xiě)文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告；第1～2周（3月2日～3月15日）
2．對(duì)課題雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；第3～8周（3月16日～4月26日）
3．期中考核； 第9周（4月27日～5月3日）
小四號(hào)宋體，加粗
4．對(duì)課題計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD繪制裝配圖及部分零件圖；第10～13周（5月4日～5月31日）
5．對(duì)裝配圖、零件圖進(jìn)行修改；第14周（6月1日～6月7日）
6、審核；第15周（6月8日～6月14日）
7、修改、撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)；第16周（6月15日～6月21日）
8、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯；第17周（6月22日～6月 28日）
六、參考文獻(xiàn)
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七、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
7