1 緒論1.1 本課題研究的背景及意義我國(guó)現(xiàn)在正處于工業(yè)化、城市化發(fā)展的高速期，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，土地資源和勞動(dòng)力資源將會(huì)成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸，鑒于此，建造立體倉(cāng)庫(kù)是未來(lái)企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流中的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化的關(guān)鍵。它具有空間利用率高，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，實(shí)時(shí)自動(dòng)結(jié)算庫(kù)存貨物種類(lèi)和數(shù)量等許多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)加快物流速度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本很重要，已開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)、電子、醫(yī)藥、煙草、建材、郵電等許多行業(yè)。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的搬運(yùn)、起重、堆垛設(shè)備，對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)效率有決定性影響，是立體倉(cāng)庫(kù)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵設(shè)備之一。而我國(guó)在堆垛機(jī)制造技術(shù)上和世界發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距，鑒于我國(guó)未來(lái)物流業(yè)發(fā)展的廣闊空間，堆垛機(jī)技術(shù)落后必將成為限制我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)展的瓶頸，使我國(guó)在國(guó)際物流業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。鑒于以上因素，發(fā)展堆垛機(jī)技術(shù)有積極意義。1.2 有軌巷道堆垛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀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)。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)，1980年我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在北京汽車(chē)制造廠投產(chǎn)，從此自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展。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。早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車(chē)上懸掛一個(gè)門(mén)架，利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動(dòng)及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物，通常稱(chēng)之為橋式堆垛機(jī)。1960年左右在美國(guó)出現(xiàn)了巷道堆垛機(jī)，這種堆垛機(jī)是在地面的導(dǎo)軌上行走，利用貨架上部的導(dǎo)軌防止傾倒。隨著立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，巷道堆垛機(jī)逐漸替代了橋式堆垛機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，堆垛機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)性能越來(lái)越好，高度也在不斷增加，到1970年實(shí)現(xiàn)了由貨架支承的高度為40米的堆垛機(jī)。堆垛機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高，目前堆垛機(jī)水平運(yùn)行速度可達(dá)200m/min，起升速度高達(dá)120m/min，貨叉伸縮速度達(dá)50m/min。2004年國(guó)際物流綜合展覽會(huì)上推出的超高效能巷道堆垛機(jī)“H-V1”，走行速度500m/min，加減速0.5G，處理能力每小時(shí)500箱，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存取效率的飛躍。80年代初期，巷道堆垛機(jī)的運(yùn)行能力主要由機(jī)械的速度模式來(lái)決定，速度控制是將子母電機(jī)或變極電機(jī)進(jìn)行復(fù)合，機(jī)械式地進(jìn)行速度切換來(lái)控制高速、低速運(yùn)行。因此，最高行走速度不超過(guò)100m/min，最高升降速度不超過(guò)20m/min，在高速化上受到了制約。于是，在速度控制方面采用了直流電機(jī)的電壓切換控制方式，使巷道堆垛機(jī)的最高行走速度達(dá)到125m/min，最高升降速度達(dá)到30m/min。但是，伴隨高速化的另一個(gè)重要問(wèn)題是停止，為了滑動(dòng)停止就必須降到很低的速度。當(dāng)進(jìn)行速度切換時(shí)，由于急加減速而形成的或是由于制動(dòng)停止而引起的沖擊，誘發(fā)了機(jī)械的振動(dòng)?，F(xiàn)代堆垛機(jī)多使用變頻調(diào)速，速度控制更加平穩(wěn)，解決了變速時(shí)的沖擊問(wèn)題，但是在堆垛機(jī)制動(dòng)器抱閘停止時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生沖擊，在堆垛機(jī)機(jī)架較高的情況下，造成機(jī)架晃動(dòng)，目前只能通過(guò)改善控制減小沖擊，尚無(wú)更好的解決辦法。目前，我國(guó)巷道堆垛機(jī)的性能參數(shù)和可靠性有待進(jìn)一步提高。國(guó)產(chǎn)堆垛機(jī)的質(zhì)量相對(duì)國(guó)外堆垛機(jī)而言差距較大，為使國(guó)產(chǎn)堆垛機(jī)趕超國(guó)際水平，應(yīng)加強(qiáng)自主研究和開(kāi)發(fā)。1.3 本課題設(shè)計(jì)任務(wù)及要求此堆垛機(jī)用于機(jī)械加工工廠的毛坯、零件倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)貨架總高度為10m，貨物單元長(zhǎng)、寬尺寸為1200x1000mm，額定負(fù)載800kg，最高行走速度120m/min，最高升降速度30m/min，最高貨叉速度30m/min，首層貨架高度600mm，負(fù)載單元器具為托盤(pán)或貨箱，貨叉數(shù)為雙貨叉，每小時(shí)出入庫(kù)20次，平均工作周期3min。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)堆垛機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括門(mén)架結(jié)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)出更合理堆垛機(jī)門(mén)架結(jié)構(gòu),在保證其強(qiáng)度及剛度條件下盡量減輕整機(jī)重量，同時(shí)，設(shè)計(jì)出能減輕堆垛機(jī)制動(dòng)時(shí)晃動(dòng)的輔助天軌制動(dòng)裝置和更加簡(jiǎn)單可靠的斷繩保護(hù)裝置。2 堆垛機(jī)總體方案的確定堆垛機(jī)工作于立體倉(cāng)庫(kù)貨架之間，為節(jié)省空間，加大有限空間存貨量，現(xiàn)代立體倉(cāng)庫(kù)貨架間距做的很窄而高度很高。堆垛機(jī)在此環(huán)境下工作，決定其整體結(jié)構(gòu)高而窄，為防止傾倒，將堆垛機(jī)行走軌道設(shè)計(jì)成上下雙軌，下部地軌起支撐和引導(dǎo)作用，上部天軌可支持堆垛機(jī)直立行走，保證不發(fā)生傾倒事故。高而窄的結(jié)構(gòu)也造成堆垛機(jī)沿高度方向剛度不足，在起停過(guò)程中振動(dòng)嚴(yán)重，會(huì)延長(zhǎng)定位時(shí)間，影響效率，也會(huì)造成堆垛機(jī)定位不準(zhǔn)確，無(wú)法正常工作。為減輕剛度不足造成的影響，堆垛機(jī)設(shè)計(jì)中要非常注意機(jī)構(gòu)的動(dòng)剛度。2.1 有軌巷道堆垛機(jī)門(mén)架結(jié)構(gòu)選型按傳統(tǒng)門(mén)架結(jié)構(gòu)形式堆垛機(jī)可分為雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)和單立柱有軌巷道堆垛機(jī)：(1)雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺(tái)組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形的框架，一般稱(chēng)為機(jī)架。這種堆垛機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度和剛性都比較好，能快速起、制動(dòng)，并且運(yùn)行平穩(wěn)。一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高的立體倉(cāng)庫(kù)中，其缺點(diǎn)是自重較大。(2)單立柱有軌巷道堆垛機(jī)圖2.1 雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)單立柱有軌巷道堆垛機(jī)的機(jī)架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。立柱多采用型鋼或焊接制作，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)和貨物對(duì)立柱有偏心作用，以及行走、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機(jī)在使用上有較大的局限性。不適于起重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。圖2.2 單立柱有軌巷道堆垛機(jī)通過(guò)對(duì)比分析，本設(shè)計(jì)中堆垛機(jī)應(yīng)用于機(jī)械零件及毛坯的搬運(yùn)，受力較大。單立柱堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)剛度小，設(shè)計(jì)大剛度門(mén)架較困難。且本設(shè)計(jì)針對(duì)加大倉(cāng)庫(kù)存貨量的中型倉(cāng)庫(kù)，庫(kù)高為10米，單立柱結(jié)構(gòu)做到10米高，會(huì)顯著提高成本，不夠經(jīng)濟(jì)。故本設(shè)計(jì)采用雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)，這種堆垛機(jī)強(qiáng)度和剛性都比較好，能快速起、制動(dòng)，并且運(yùn)行平穩(wěn)。用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高的立體倉(cāng)庫(kù)中，符合本設(shè)計(jì)的任務(wù)要求。2.2 貨叉伸縮機(jī)構(gòu)2.2.1 貨叉結(jié)構(gòu)貨叉伸縮機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)存取貨物的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，置于堆垛機(jī)載貨臺(tái)上，可以橫向伸縮以便向兩側(cè)貨格送入或取出貨物。一般按叉子的數(shù)量分為單叉貨叉，雙叉貨叉和多叉貨叉，其中多叉貨叉多用在特長(zhǎng)貨物的堆垛。由于工作需要，堆垛機(jī)貨叉在收回狀態(tài)下的長(zhǎng)度要小于巷道的寬度，但伸展后的長(zhǎng)度卻要大大長(zhǎng)于巷道寬度。為了從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，必須采用多級(jí)伸縮式貨叉，目前最常用的是3級(jí)直線差動(dòng)式貨叉。底叉固定在載貨臺(tái)上，動(dòng)力裝置安裝在底叉上，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)中叉相對(duì)底叉運(yùn)動(dòng)，中叉和上叉之間裝有直線差動(dòng)機(jī)構(gòu)，使中叉相對(duì)底叉運(yùn)動(dòng)時(shí)，上叉相對(duì)中叉以2倍速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)大距離伸叉的要求。2.2.2 中叉板的驅(qū)動(dòng)中叉的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)安裝在底叉板或載貨臺(tái)上的電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)方案有齒輪齒條傳動(dòng)和鏈條傳動(dòng)。1.齒輪齒條式伸縮叉如圖2.3，電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)構(gòu)安裝在載貨臺(tái)上，齒條固定在中間叉上，齒輪固定在載貨臺(tái)中部，驅(qū)動(dòng)齒條從中點(diǎn)，向左或向右移動(dòng)大約自身長(zhǎng)度的的一半。前叉可以從中間叉的中點(diǎn)，在鏈條或鋼絲繩驅(qū)動(dòng)下向左或向右伸出比自身稍長(zhǎng)的長(zhǎng)度。圖2.3 齒輪齒條式伸縮叉伸縮機(jī)構(gòu)2.鏈條鏈輪式伸縮叉如圖2.4，固定叉安裝在載貨臺(tái)上，固定貨叉、中、上叉之間由鏈輪鏈條進(jìn)行連接，電動(dòng)機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈輪由鏈條帶動(dòng)中間叉運(yùn)動(dòng)，從固定叉中點(diǎn)向左或向右伸縮，在中叉向左或向右伸縮時(shí)，由另外兩條鏈帶動(dòng)上叉以三倍速度伸縮。圖2.4 鏈條式貨叉伸縮機(jī)構(gòu)分析以上兩方案，鏈條式貨叉伸縮機(jī)構(gòu)采用鏈輪鏈條執(zhí)行動(dòng)作，鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)整體尺寸較大，由圖中也可以看到，鏈條數(shù)較多，空間布置不便，容易造成鏈條間的干涉，傳動(dòng)中有一定的速度波動(dòng)，貨叉位置控制難以做到很精確，不利于檢測(cè)。齒輪齒條式貨叉伸縮機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條執(zhí)行動(dòng)作，速度平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，齒輪齒條耐用度高，減少維修輔助時(shí)間。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用齒輪齒條式貨叉伸縮機(jī)。2.3 起升機(jī)構(gòu)2.3.1 起升機(jī)構(gòu)形式起升機(jī)構(gòu)通過(guò)支架用螺栓固定在立柱下端，本設(shè)計(jì)可參考方案有電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)，卷?yè)P(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)以及鏈條起升機(jī)構(gòu)。1.電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)圖2.6吊鏈?zhǔn)狡鹕龣C(jī)構(gòu)鋼絲繩由電動(dòng)葫蘆卷筒引出，通過(guò)上橫梁的兩個(gè)固定滑輪與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪連接，如圖2.5.電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)應(yīng)用很廣泛，但在調(diào)速方面，市場(chǎng)上目前暫無(wú)可調(diào)頻調(diào)速的電動(dòng)葫蘆，需要專(zhuān)廠定制，且市場(chǎng)成熟度不是很好，在一定程度上增加成本。由于本設(shè)計(jì)中堆垛機(jī)對(duì)定位要求很高，電動(dòng)葫蘆由于調(diào)速上的缺陷難以做到很精確定位，市場(chǎng)上現(xiàn)有的產(chǎn)品升降速度也不能滿足任務(wù)要求，故不采用。2.吊鏈?zhǔn)狡鹕龣C(jī)構(gòu)圖2.5 電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)采用鏈輪與鏈條起升，該形式在結(jié)構(gòu)上由于升降電機(jī)裝置上置，使堆垛機(jī)重心上移，增加了不穩(wěn)定因素。鏈傳動(dòng)本身不穩(wěn)定，工作中產(chǎn)生振動(dòng)和脈動(dòng)，且工作一段時(shí)間吊鏈伸長(zhǎng)量超標(biāo)(5%)，必須更換，增加了成本和輔助時(shí)間，對(duì)于高度較高的堆垛機(jī)設(shè)備不是最合理的選擇，本設(shè)計(jì)不采用。3.卷?yè)P(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)可采用專(zhuān)業(yè)起重用調(diào)頻調(diào)速電機(jī)，通過(guò)直連式或聯(lián)軸器與減速器軸連接，輸出軸上安裝卷筒，卷筒是非標(biāo)件，可根據(jù)具體起升高度自行設(shè)計(jì)。根據(jù)市場(chǎng)上現(xiàn)有堆垛機(jī)設(shè)備調(diào)查，目前市場(chǎng)上巷道堆垛機(jī)多采用這種升降裝置，故本設(shè)計(jì)采用，其結(jié)構(gòu)如圖2.6。鋼絲繩3纏繞在卷筒8上，由卷筒引出后通過(guò)上橫梁的固定滑輪2與載貨臺(tái)上的動(dòng)滑輪10連接，卷筒在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速可以準(zhǔn)確控制載貨臺(tái)位置。1-機(jī)架 2-定滑輪 3-鋼絲繩 4-電動(dòng)機(jī) 5-支座 6-聯(lián)軸器 7-減速器 8-卷筒圖2.6 卷?yè)P(yáng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)2.3.2 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的布置方案卷?yè)P(yáng)機(jī)典型布置方案有3種，如圖2.7。(a)圖采用的是平行軸圓柱齒輪減速器，它將電動(dòng)機(jī)和卷筒布置在減速器的同側(cè)，這種布置型式結(jié)構(gòu)最緊湊，整套機(jī)構(gòu)外形尺寸最小。但它要求減速器的中心距具有一定的數(shù)值。 (b)圖采用的也是平行軸圓柱齒輪減速器，它將電動(dòng)機(jī)和卷筒布置在減速器的兩側(cè)，這種布置型式適用于減速器的中心距不夠大，整套機(jī)構(gòu)的寬度尺寸不受限制的情況。 (c)圖采用的是直交軸的減速器，它是在整套機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度尺寸不受限制的情況下采用的一種布置型式。圖2.7 卷?yè)P(yáng)機(jī)布置形式鑒于巷道堆垛機(jī)的工作環(huán)境限制，選擇圖(a)的布置形式，其結(jié)構(gòu)緊湊，也便于安裝。2.3.3 安全機(jī)構(gòu)為了保證堆垛機(jī)正常工作，確保載貨臺(tái)上人員、貨物的安全，當(dāng)載貨臺(tái)工作中發(fā)生斷繩事故時(shí)，必須自動(dòng)可靠地將載貨臺(tái)及時(shí)停止，避免發(fā)生溜車(chē)或墜車(chē)事故 因此，載貨臺(tái)必須裝有安全機(jī)構(gòu)。這種安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是敏度高、作用可靠、沖擊小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等。2.4 行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)是堆垛機(jī)水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一般由電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，制動(dòng)器，減速器和行走車(chē)輪組成。按運(yùn)行機(jī)構(gòu)所在位置的不同分為地面運(yùn)行式和上部運(yùn)行式，由于上部運(yùn)行式堆垛機(jī)的天軌設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求高，制造難度大，增加了倉(cāng)庫(kù)頂棚成本，行走驅(qū)動(dòng)在頂部使堆垛機(jī)重心上移，增加不穩(wěn)定因素，維修不便。行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)地面布置利用地軌支撐驅(qū)動(dòng)輪，很容易保證剛度，成本較低，維修方便，結(jié)構(gòu)合理。本設(shè)計(jì)采用地面驅(qū)動(dòng)形式，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪沿設(shè)在地面上的單軌運(yùn)行，結(jié)構(gòu)圖如2.8所示。圖2.8 行走機(jī)構(gòu)堆垛機(jī)的頂部用兩組水平輪固定在上橫梁的工字鋼導(dǎo)上，如圖2.9。上橫梁和立柱焊接在一起，下橫梁用槽鋼和鋼板拼焊，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主從動(dòng)車(chē)輪，電器柜等都裝在它的上面。圖2.9 天軌機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)形式如圖2.10，圖a采用一般臥式減速器，減速器輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接驅(qū)動(dòng)輪，整體尺寸較大。圖b采用套裝式減速器，減速器提供空心軸孔，驅(qū)動(dòng)輪軸直接插入減速器空心軸孔中，車(chē)輪組安裝時(shí)較簡(jiǎn)便，并能使運(yùn)行機(jī)構(gòu)整體布置緊湊。主動(dòng)車(chē)輪通過(guò)鍵與軸連接，減速器底座用螺栓固定在下橫梁一側(cè)的底座上，輸入側(cè)通過(guò)電機(jī)連接盤(pán)與電機(jī)殼相連。同時(shí)可將車(chē)輪軸通過(guò)帶偏心法蘭依靠螺栓固定在下橫梁端頭兩側(cè)板上，利用帶孔偏法蘭心可調(diào)整被動(dòng)車(chē)輪輪心與軌面距離，從而達(dá)到調(diào)整立柱對(duì)軌道的垂直度。行走車(chē)輪在鋪設(shè)于地面的單軌上行走，為防止走行輪行走中產(chǎn)生脫軌現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)安裝側(cè)面導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)。在下橫梁兩端頭部設(shè)置清軌器和聚氨脂緩沖器，減少碰撞時(shí)的沖擊力。圖2.10 行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)形式(a) (b)由于堆垛機(jī)的高窄結(jié)構(gòu)，當(dāng)堆垛機(jī)下部行走機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)，慣性力的作用會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)方向出現(xiàn)點(diǎn)頭擺動(dòng)。由于車(chē)體的擺動(dòng)，在停車(chē)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生定位誤差，既影響準(zhǔn)確尋址定位，又會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，增加噪音，造成機(jī)體的損傷。隨著堆垛機(jī)運(yùn)行速度的提高，制動(dòng)帶來(lái)的擺動(dòng)幅度會(huì)越來(lái)越大，因此消除慣性、減小擺動(dòng)顯得尤為重要。此外，由于天軌與導(dǎo)輪之間存在間隙，又無(wú)夾緊定位，停車(chē)存取作業(yè)時(shí)，由上導(dǎo)輪間隙產(chǎn)生的角傾斜，加大了貨叉作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的下?lián)?。要克服以上不足，堆垛機(jī)停車(chē)過(guò)程必須即制即停，并且保持足夠的剛度，從而減小作業(yè)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，克服上部導(dǎo)輪間隙造成的傾斜，減小貨叉的下?lián)?，提高定位精度。根?jù)堆垛機(jī)運(yùn)行停車(chē)制動(dòng)產(chǎn)生點(diǎn)頭擺動(dòng)的機(jī)理分析，要有效避免點(diǎn)頭擺動(dòng)，必須實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)下部與上部同步制動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)制造的有軌巷道堆垛機(jī)尚無(wú)同步制動(dòng)裝置。為解決堆垛機(jī)制動(dòng)時(shí)的沖擊問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)同步夾緊制動(dòng)裝置。3 貨叉伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 直線差動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1 伸縮叉尺寸確定根據(jù)使用要求，確定貨叉長(zhǎng)度為1000mm，貨叉伸出量為1100mm，由結(jié)構(gòu)特點(diǎn)初步設(shè)計(jì)貨叉各段尺寸如下圖3.1所示。圖3.1 貨叉尺寸參數(shù)a=650mm b=350mm c=200mm d=350mm e=100mml=900mm l=550mm l=650mm l=1150mm3.1.2 中叉速度確定由圖2.3可知，當(dāng)中叉相對(duì)于底叉運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)滑輪和定滑輪構(gòu)成動(dòng)滑輪組。根據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，當(dāng)動(dòng)滑輪以速度V相對(duì)于定滑輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，也就是中叉板相對(duì)于底叉板運(yùn)動(dòng)速度為V時(shí)，動(dòng)滑輪與上叉板之間的鋼繩就會(huì)以近似于2V的速度相對(duì)于動(dòng)滑輪運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上叉板以近似于2V的速度相對(duì)于中叉板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了速度和行程的倍增，最終上叉板相對(duì)于底板實(shí)現(xiàn)3倍速的運(yùn)動(dòng)。貨叉的伸叉速度為V，則中叉的運(yùn)行速度3.2 各叉導(dǎo)向軸承徑向載荷計(jì)算各叉板在相互運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保持穩(wěn)定的導(dǎo)向支撐連接關(guān)系，本設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承和凹槽組成的滾動(dòng)副。貨叉在長(zhǎng)度方向有2個(gè)支撐點(diǎn)，能形成懸臂支撐關(guān)系，可以承受載荷。圖3.2給出了貨叉最大伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)各叉板之間的連接支撐關(guān)系，此時(shí)各支撐點(diǎn)處的徑向載荷為最大。1.固定叉 2.中叉 3.上叉 4.滑輪1 5.滾輪 6.繩索 7.滑輪2圖3.2 貨叉支撐結(jié)構(gòu)如圖3.2所示，貨物和活動(dòng)叉板部分的當(dāng)量載荷為Q，為最大載荷的1.25倍，根據(jù)靜力平衡關(guān)系可以求得導(dǎo)向軸承B、C、D、E處的徑向載荷分別為 對(duì)于支撐點(diǎn)數(shù)大于2的情況，考慮到凹槽加工誤差的因素，可以仍按靠近貨物端的2個(gè)點(diǎn)來(lái)計(jì)算，結(jié)果偏安全。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)向軸承為沿叉兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，因此導(dǎo)向軸承的徑向載荷7式中K為載荷均衡系數(shù)，與加工和裝配精度有關(guān)，一般取K=1.51.7。使中叉運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力式中f為滾動(dòng)軸承摩擦阻力系數(shù)，f=0.023.3 中叉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)形式見(jiàn)圖2.3，采用漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪和齒條傳動(dòng)，小齒輪直接安裝在減速電機(jī)的輸出軸上，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和強(qiáng)度分析確定小齒輪分度圓直徑為d1 =63mm則(1)小齒輪轉(zhuǎn)速(2)小齒輪(減速電機(jī)輸出軸)轉(zhuǎn)矩確定減速電機(jī)的輸出扭矩T和輸出轉(zhuǎn)速n。減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為，輸出扭矩電機(jī)功率式中，為總傳動(dòng)效率。減速器采用型號(hào)R17，輸出轉(zhuǎn)速54r/min，輸入功率0.18kw，最大扭矩30N.m電動(dòng)機(jī)選擇Y801-4，額定功率0.55kw，額定轉(zhuǎn)速1390r/min。3.4 伸縮貨叉的撓度與強(qiáng)度3.4.1 前叉的受力分析載荷在區(qū)間產(chǎn)生的反力有、，在E點(diǎn)的傾斜角為，擾度為,受力分析如圖3.3所示。圖3.3 前叉受力變形圖由，當(dāng)時(shí)，有 其中為單個(gè)貨叉受力，按載重增加25%作為試驗(yàn)載荷。由得：設(shè)計(jì)貨叉的抗彎截面系數(shù)應(yīng)大于上叉設(shè)計(jì)如下：材料為Q235圖3.4 上叉截面尺寸由于上叉跨度短，在支撐附近有很大載荷，故進(jìn)行彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度校核。中性軸以上部分截面對(duì)中性軸靜矩滿足彎曲切應(yīng)力強(qiáng)度。 , ,有當(dāng)時(shí)3.4.2 中間叉受力分析圖3.5 中間叉總體受力變形圖因載荷的作用，在間產(chǎn)生反力、，設(shè)點(diǎn)的傾角為,擾度為當(dāng)時(shí)，設(shè)計(jì)選擇矩形空心型鋼，由得由此選擇型鋼尺寸如圖3.6。 圖3.6 中間叉截面尺寸 因時(shí)，, 則求時(shí)的傾斜角 根據(jù)圖3.7圖3.7 中間叉前端受力變形圖把段作為剛性，點(diǎn)作為固定端考慮，并設(shè)由于在中叉產(chǎn)生的反力為和，而由這些反力作用在叉子前端產(chǎn)生的擾度為和，則 在時(shí)其次當(dāng)時(shí)， 所以因此，設(shè)載貨臺(tái)和立柱為剛性時(shí)，伸縮貨叉工作的總擾度為4 堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 升降機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）起重鋼絲繩（以最大靜載荷計(jì)算）鋼絲繩最大拉力堆垛機(jī)最大起升載荷 起升滑輪組倍率 滑輪組總效率鋼絲繩破段拉力n安全系數(shù)，取5根據(jù)破段拉力選擇鋼絲繩：鋼繩6x19 B類(lèi)同向 d=8mm4（2）滑輪選擇根據(jù)起升鋼絲繩直徑確定滑輪尺寸，滑輪為標(biāo)準(zhǔn)件，滑輪輪徑D與鋼繩直徑d比：選取滑輪的軸徑d=50mm，輪徑D=200mm（3）卷筒選擇采用單層繞線卷筒，卷筒直徑鋼繩中心計(jì)算的卷筒最小直徑 鋼繩直徑 h起升系數(shù)（中級(jí)）為縮短卷筒長(zhǎng)度，選取卷筒的直徑為D=250mm，鋼繩中心計(jì)算的卷筒直徑為=263mm卷筒繞線長(zhǎng)度H堆垛機(jī)最大起升高度 t繩槽節(jié)距 附加安全圈數(shù)卷筒總長(zhǎng)度固定繩頭長(zhǎng)度，取25mm 工藝長(zhǎng)度，取80mm。（4）制動(dòng)器制動(dòng)器的制動(dòng)力矩制動(dòng)安全系數(shù)，取1.6卷筒至制動(dòng)器軸傳動(dòng)比 傳動(dòng)效率制動(dòng)器選擇制動(dòng)力矩4.2 升降機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速器的選取考慮電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間最長(zhǎng)的情況，即載貨臺(tái)由低端將貨物送到最高層然后返回，速度圖簡(jiǎn)化如下：有速度圖和負(fù)載情況求出的電機(jī)負(fù)載圖為負(fù)載持續(xù)率等效功率Ca起動(dòng)惡化系數(shù)，查得0.75 把等效功率轉(zhuǎn)化為=25%的功率電動(dòng)機(jī)選擇：電動(dòng)機(jī)YZR160M1-6型，額定功率6.3KW，額定轉(zhuǎn)數(shù)921r/min卷筒轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)至卷筒傳動(dòng)比為5 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 主動(dòng)行走輪直徑的確定行走輪用球墨鑄鐵，鋼軌選用30Kg/m型輕軌由最大接觸應(yīng)力公式 式中， 最大輪壓，17500N； b輪與軌道接觸線長(zhǎng)，60mm； 分別為行走輪與鋼軌彈性模量，=162GPa ,=210GPa； 分別為行走輪與鋼軌泊松比，=0.29 =0.3； 行走輪半徑，選擇150mm鑄鐵的抗壓強(qiáng)度<合格取車(chē)輪直徑為5.2 運(yùn)行阻力計(jì)算(1)有軌巷道堆垛機(jī)的運(yùn)行時(shí)的靜阻力有軌巷道堆垛機(jī)沿軌道直線運(yùn)行時(shí)，行走輪與軌道之間以及行走輪與軸承之間，都存在著摩擦阻力。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假定全部載荷作用在一個(gè)行走輪上，其受力情況如圖5.1所示。由彎矩平衡條件得：及 考慮其它阻力的附加阻力，乘以一個(gè)系數(shù)即圖5.1 行走輪受力式中 驅(qū)動(dòng)力矩(MPa)；堆垛機(jī)的額定起重量和自重之和(N)；行走輪滾動(dòng)摩阻系數(shù)；、分別為車(chē)輪直徑和軸徑(mm)；軸承摩擦系數(shù)。由2P119查得：滾動(dòng)阻力系數(shù) ，軸承摩擦系數(shù)，附加阻力系數(shù)，代入上式中：當(dāng)有軌巷道堆垛機(jī)在室內(nèi)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)阻力和軌道斜坡阻力較小，經(jīng)常忽略不計(jì)；所以有軌巷道堆垛機(jī)的靜阻力等于其摩擦阻力。于是計(jì)算得到滿載時(shí)的運(yùn)行阻力為350N。5.3 行走電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算有軌巷道堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的功率，是根據(jù)堆垛機(jī)滿載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的靜阻力進(jìn)行計(jì)算。按照運(yùn)行靜阻力、運(yùn)行速度計(jì)算機(jī)構(gòu)的靜功率。靜功率(kw)的計(jì)算公式為運(yùn)行機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的靜阻(N)；堆垛機(jī)的運(yùn)行速度(m/min)取120m/min計(jì)算；查14表31-27選用電動(dòng)機(jī)Y100L2-4,轉(zhuǎn)速1430r/min,質(zhì)量38kg5.4 減速器的選擇車(chē)輪的轉(zhuǎn)數(shù)：機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：根據(jù)傳動(dòng)比初選擇減速器型號(hào)為：FA37，輸出轉(zhuǎn)速128r/min，傳動(dòng)比11.08，輸入功率3kw。F系列斜齒輪硬齒面減速機(jī)具有體積小、傳遞扭矩大的特點(diǎn)；傳動(dòng)效率高，耗能低，性能優(yōu)越。 5.5 驗(yàn)算起動(dòng)時(shí)間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間，是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩，減去電動(dòng)機(jī)軸上靜阻力矩后，將剩余力矩克服堆垛機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的慣性阻力矩計(jì)算，所以起動(dòng)時(shí)間由下式確定：（2P123式4-78）式中-許用起動(dòng)時(shí)間，對(duì)堆垛機(jī)?。?電動(dòng)機(jī)軸上的靜阻力矩；-電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩；-驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)，??；對(duì)于Y型電機(jī)，計(jì)算得啟動(dòng)時(shí)間超出許用起動(dòng)時(shí)間0.2s，考慮到起動(dòng)時(shí)間過(guò)短產(chǎn)生過(guò)大晃動(dòng)影響，可以認(rèn)為此起動(dòng)時(shí)間合格。5.6 制動(dòng)時(shí)間計(jì)算堆垛機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)時(shí)間的取決于制動(dòng)器選擇是否合理，由下式計(jì)算制動(dòng)時(shí)間式中-制動(dòng)器制動(dòng)力矩；-制動(dòng)器數(shù)，?。?制動(dòng)軸上的靜阻力矩；-電動(dòng)機(jī)軸與制動(dòng)器軸之間的傳動(dòng)比；-制動(dòng)器軸與行走輪軸之間的傳動(dòng)比；-傳動(dòng)總效率，取0.96；-車(chē)輪直徑；-對(duì)于堆垛機(jī)的許用制動(dòng)時(shí)間與行走距離及停車(chē)精度有關(guān)，取由得，制動(dòng)器選擇規(guī)格制動(dòng)力矩，制動(dòng)時(shí)間5.9s6 堆垛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙立柱機(jī)架由兩根立柱和上下橫梁組成一個(gè)平面框架，具有良好的整體剛度，在門(mén)架上安裝卷?yè)P(yáng)，走行等機(jī)械裝置，由于走行起動(dòng)，停止及加速減數(shù)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，門(mén)架在通道的縱向發(fā)生撓曲，整個(gè)門(mén)架成為振動(dòng)體，其柱端振動(dòng)較大。同樣，在通道的垂直方向，立柱由于貨叉作業(yè)時(shí)的彎矩作用而發(fā)生彎曲，使伸長(zhǎng)的伸縮叉的前端撓度增大，影響正常定位。為防止柱端振動(dòng)和撓度超限而影響定位，需對(duì)門(mén)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算。堆垛機(jī)門(mén)架的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：上下梁（槽鋼22a，上、下各兩根）立柱（槽鋼22a，兩根組焊成立柱）上梁及附件質(zhì)量貨臺(tái)、貨物、附件總質(zhì)量卷?yè)P(yáng)裝置的質(zhì)量立柱的單位長(zhǎng)度的平均質(zhì)量作用在門(mén)架上的慣性力：上梁及附件貨臺(tái)、貨物、附件圖6.1 作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力卷?yè)P(yáng)裝置 (為加速減速時(shí)的加速度, )下梁中心線到-的重心高度立柱的中心距立柱AB、DC的斷面慣性矩上下梁BC、AD的斷面慣性矩立柱的剛度上下梁的剛度剛度比縱彈性模量上梁與下梁端部的偏轉(zhuǎn)角 因構(gòu)件兩端變位產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)位移 由構(gòu)件的中間載荷在桿端產(chǎn)生的彎矩，稱(chēng)為載荷項(xiàng)。堆垛機(jī)作業(yè)類(lèi)型:按起重機(jī)作業(yè)性質(zhì)定為型(經(jīng)常起吊額定重量貨物,使用不很頻繁工作有規(guī)則)載荷系數(shù):固定載荷系數(shù)=1.2（軌道無(wú)接縫，V>90m/min），移動(dòng)載荷系數(shù)=1.4。6.1 水平載荷產(chǎn)生的彎矩計(jì)算將圖6.1中作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力，分解為如圖6.2所示(a)、(b）,用角變位移進(jìn)行計(jì)算。作出作用于框架結(jié)構(gòu)的慣性力圖解圖6.2 門(mén)架受力變形分析圖（a）中各項(xiàng)的角變位移方程式：其中載荷項(xiàng)：=由節(jié)點(diǎn)的彎距平衡方程列a圖平衡方程組： (1) (2) (3) (4) (5) 由上面(1)、(2)、(3)、(4)、(5)組成方程組，利用高斯消元法求解增廣矩陣如下表6-1表6-1 a圖方程組增廣矩陣值式(1)11250-30式(2)12105-30式(3)05121-3式(4)50112-3式(5)1111-4求解程序見(jiàn)附錄?？汕蟪?再帶入前列各角變位移方程式，可求出上下梁內(nèi)力 立柱彎矩，圖b 分析計(jì)算固端彎距（載荷項(xiàng)） 列出角變位移方程式：由節(jié)點(diǎn)的彎距平衡方程列b圖平衡方程組：（1） （2）（3）（4）有隔離體靜力平衡方程式：（5）由上面(1)、(2)、(3)、(4)、(5)組成方程組，利用高斯消元法求解方程組增廣矩陣矩陣如下表6-2。表6-2 b圖方程組增廣矩陣值式(1)12105-3式(2)11250-3式(3)05121-30式(4)50112-30式(5)1111-4解上面各式，可求出 代人角變位移方程得上下梁彎矩：立柱彎矩 由水平載荷產(chǎn)生的彎距，可由圖（a）、圖（b）疊加得出：走行停止時(shí)發(fā)生振動(dòng)門(mén)架立柱上端的線變位 ：（值容許范圍一般在2.55cm，符合要求)6.3 行走車(chē)輪的反力產(chǎn)生彎矩計(jì)算受力分析圖如6.3示，其中V為車(chē)輪反力。列出角變位移方程式：圖6.3 行走輪受力分析圖行走車(chē)輪反力：固定端彎矩： = - = -則 且由由水平載荷產(chǎn)生的彎矩與行走車(chē)輪反力產(chǎn)生的彎矩的和彎矩為：由于立柱和上下梁采用同種材料，只需校核最大彎矩所在截面的強(qiáng)度，其抗彎截面系數(shù)門(mén)架結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。6.4 計(jì)算叉取作業(yè)產(chǎn)生的彎矩由于貨叉作業(yè)，在門(mén)架上及與走行方向成直角的方向增加了彎矩，產(chǎn)生了擾度。該變形造成貨叉在伸出時(shí)變形，應(yīng)考慮其大小。貨叉完全伸出產(chǎn)生彎矩：門(mén)架傾斜角：由于立柱變形產(chǎn)生的貨叉尖端下沉：則貨叉伸出后尖端總下沉量為貨叉自身變形量與立柱變形產(chǎn)生的貨叉尖端下沉之和，即當(dāng)托盤(pán)貨架進(jìn)深為110時(shí)，值應(yīng)控制在10-15以?xún)?nèi)，滿足。(3P129)由貨叉外伸產(chǎn)生的彎矩相比前兩類(lèi)彎矩影響較小，而且堆垛機(jī)不會(huì)在貨叉伸出的情況下走行，所以可以認(rèn)為最大彎矩為水平載荷產(chǎn)生的彎矩與行走車(chē)輪的反力產(chǎn)生的彎矩的合成彎矩，門(mén)架強(qiáng)度可由此最大彎矩校核。7 制動(dòng)機(jī)構(gòu)和安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)該裝置由鉗口、支架、底座、連桿、推桿、電磁鐵、磨擦片組成，結(jié)構(gòu)如圖7.1所示。1-上導(dǎo)軌 2-鉗口 3-支板 4-連桿 5-推桿 6-電磁鐵 7-支座圖7.1 天軌制動(dòng)裝置該裝置通過(guò)支座7固定在堆垛機(jī)上橫梁，當(dāng)堆垛機(jī)下部行走輪系執(zhí)行制動(dòng)時(shí)，電磁鐵6通電，推動(dòng)推桿5，將連桿4推到死點(diǎn)，制動(dòng)鉗2夾緊上導(dǎo)軌1，將堆垛機(jī)位置固定。連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)可靠，可保證隨機(jī)夾持導(dǎo)軌，穩(wěn)固機(jī)身。當(dāng)行走機(jī)構(gòu)釋放制動(dòng)時(shí)，電磁鐵同時(shí)斷電，同步制動(dòng)裝置在彈簧力拉動(dòng)下，使連桿脫離死點(diǎn)，夾緊鉗松開(kāi)。鉗口會(huì)提前張開(kāi)不會(huì)影響正常運(yùn)行，該制動(dòng)裝置采用常開(kāi)式，即通電后制動(dòng)工作，斷電后保持常開(kāi)，可減小能耗?？紤]導(dǎo)向與運(yùn)行的平穩(wěn)，同步制動(dòng)裝置也可同時(shí)安裝導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)。為緩解制動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)高剛度，避免制動(dòng)扭矩對(duì)堆垛機(jī)機(jī)身以及磨擦片的損傷，在磨擦片前后設(shè)置彈性橡膠，以緩沖制動(dòng)沖擊。7.2 安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)在參考其他設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出一種彈性裝置的堆垛機(jī)安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7.2所示。圖7.2 安全機(jī)構(gòu)如圖示，載貨臺(tái)在自重作用下使彈簧壓產(chǎn)生一定形變，彈簧組件下端接觸制動(dòng)爪，當(dāng)鋼絲繩斷裂時(shí)，載貨臺(tái)失重下滑，滑輪失去鋼繩拉力使彈簧恢復(fù)原型，向下壓制動(dòng)爪，通過(guò)合理選擇彈簧剛度，將對(duì)制動(dòng)爪產(chǎn)生足夠的壓力，通過(guò)杠桿作用將制動(dòng)片緊壓立柱，在摩擦力作用下制動(dòng)片相對(duì)立柱上移，產(chǎn)生楔塊效應(yīng)，將載貨臺(tái)制動(dòng)。在更換鋼繩后只要鋼繩上拉，制動(dòng)力自行消失，恢復(fù)正常工作。在正常工作過(guò)程中，制動(dòng)爪在自重作用下遠(yuǎn)離立柱，不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾。彈簧選擇：（參考6彈簧設(shè)計(jì)P608.表4.1-6）最小工作載荷最大工作載荷彈簧工作行程（根據(jù)結(jié)構(gòu)自定）彈簧端部結(jié)構(gòu)形式及支承圈數(shù)（選擇兩端并緊磨平式）實(shí)驗(yàn)載荷或，計(jì)算 查表取近似值彈簧中頸簧絲直徑節(jié)距實(shí)驗(yàn)載荷下的變形量工作圈數(shù)查標(biāo)準(zhǔn)系列剛度總?cè)?shù)彈簧內(nèi)徑彈簧外徑彈簧自由高度壓并高度最小工作載荷作用下彈簧高度最大工作載荷作用下彈簧高度實(shí)際工作行程銷(xiāo)軸的抗剪強(qiáng)度校核銷(xiāo)軸受剪力銷(xiāo)軸橫截面上切應(yīng)力為滿足強(qiáng)度要求（軸銷(xiāo)材料為20鋼）式中-軸銷(xiāo)的橫截面積。8 總結(jié)與展望針對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)貨物搬運(yùn)不便的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)專(zhuān)用堆垛機(jī)進(jìn)行研究，分析了堆垛機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了能夠適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)中物料搬運(yùn)的雙立柱巷道堆垛機(jī)，重點(diǎn)對(duì)其機(jī)架、升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)、水平行走機(jī)構(gòu)四部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要做了以下工作：(1)對(duì)門(mén)架結(jié)構(gòu)受力變形情況利用角變位移法進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算，為選材及焊接方式提供依據(jù)，計(jì)算過(guò)程中采用了C語(yǔ)言編程求解多元方程組，編寫(xiě)了高斯消元法的程序，簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，提高求解精度；(2)水平行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加天軌制動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以提高制動(dòng)穩(wěn)定性，減少制動(dòng)停車(chē)時(shí)間；(3)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了斷繩保護(hù)機(jī)構(gòu)，可以保證堆垛機(jī)在工作中發(fā)生斷繩事故后載貨臺(tái)可靠制動(dòng)；(4)對(duì)升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)和水平行走機(jī)構(gòu)的工作載荷分析計(jì)算，選擇動(dòng)力源，設(shè)計(jì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于時(shí)間和條件限制，本設(shè)計(jì)中還有不足，可以從以下兩方面完善：(1)門(mén)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用先選材料后計(jì)算受力的方法，由于堆垛機(jī)自重載荷影響，很難做到精確計(jì)算，精確選材。在設(shè)計(jì)方法可以嘗試開(kāi)發(fā)出設(shè)計(jì)軟件，用已有的產(chǎn)品作為數(shù)據(jù)庫(kù)資料調(diào)用，能有效減少設(shè)計(jì)時(shí)間，避免手動(dòng)多次試算的弊病。同時(shí)，可以利用有限元分析，設(shè)計(jì)出更可靠、更合理的門(mén)架結(jié)構(gòu)。(2)在控制上考慮較少，利用現(xiàn)代成熟的自動(dòng)控制技術(shù)，可以大幅度提高堆垛機(jī)工作的性能。參考文獻(xiàn)1邱宣懷主編.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19972田奇主編.倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)械設(shè)與設(shè)備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.43(日)吉國(guó)宏.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)設(shè)計(jì)M.第一機(jī)械工業(yè)部第四設(shè)計(jì)院堆垛機(jī)設(shè)計(jì)翻譯組譯.北京:人民鐵道出版社,19794(日)本田早苗主編.裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)M.周耀坤譯.北京:中國(guó)鐵道出版社，19825劉鴻文主編.材料力學(xué)M.第四版.北京:高等教育出版社,2004.16機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.47沈敏德 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2OO4(6)13周奇才,黃孝民.巷道堆垛機(jī)安全機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)J.上海鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),第36卷第3期,1995.914吳宗澤,羅圣國(guó)編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：高等教育出版社，200215杜白石,楊福增,張?jiān)隽种?機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題例題設(shè)計(jì)作業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，200116朱龍根著.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200117劉品.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006.118王功勇，欒有均.卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)減速器選型方案的探討J. 港口裝卸. 2000年第4期19郝隆譽(yù).堆垛機(jī)運(yùn)行同步制動(dòng)與變速緩沖J.物流技術(shù)與應(yīng)用.2009.6:100-10120黃根生.用角變位移法計(jì)算彈性支座上的拱J.云南水力發(fā)電.第26期.1992年第1期:21-2721安曉鋼，史勝楠，徐正林.自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)貨叉強(qiáng)度的分析與計(jì)算J.陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，25(3)：23-12522任德平.26t門(mén)式起重機(jī)大車(chē)走行電機(jī)的計(jì)算與校核J.鐵道貨運(yùn).2002年第3期:38-3923孫軍,宋軍,馮武田,張曉磊. 高速高加速巷道堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究分析J.設(shè)計(jì)與研究.2008年第12期:12-1624孫軍,宋軍,等.高速高加速巷道堆垛機(jī)水平行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究J.沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2008附錄附錄1高斯消元法解矩陣方程用程序#include "stdio.h"#include "conio.h"#include "math.h"#define N 50main() int h,i,j,m,n,w,k,b,f; double max,aNN+1,t;Z1:printf("矩陣行數(shù)應(yīng)小于50"); printf("請(qǐng)輸入矩陣行數(shù) N;n"); scanf("%d",&h); printf("請(qǐng)輸入增廣矩陣n"); for(i=0;i<h;i+) for(j=0;j<h+1;j+) scanf("%lf",&t);aij=t; for(i=0;i<h;i+) for(j=0;j<h+1;j+)printf("%ft",aij); printf("n"); for(j=0;j<h-1;j+) max=ajj; for(b=j+1;b<h;b+) if(fabs(abj)>fabs(max) max=abj;w=b; for(k=j;k<h+1;k+)t=ajk;ajk=awk;awk=t; for(i=j+1;i<h;i+) for(n=h;n>=0;n-) if(max=0)ain=ain; else ain=ain-ajn*aij/max; printf("輸出高斯消去后矩陣n"); for(i=0;i<h;i+) for(j=0;j<h+1;j+) printf("%lft",aij); printf("n"); for(i=h-1;i>=0;i-) if(aii=0&&aih!=0)printf("方程無(wú)根");goto Z2; else if(aii=0&&aih=0)aii=0;printf("X%d為任意數(shù)",i+1); else if(aii!=0)aii=aih/aii; for(m=i-1;m>=0;m-)amh=amh-ami*aii; printf("方程矩陣的解:n"); for(i=0;i<h;i+) printf("x%d=%20.12fn",i+1,aii); Z2: printf("是否繼續(xù):ntYES-input1,NO-input0n"); scanf("%d",&f); if(f=0)goto Z1; getch();該程序運(yùn)行環(huán)境是Wintc191，按提示將方程組系數(shù)矩陣輸入，輸出結(jié)果按順序?yàn)楦魑粗獢?shù)的解。附錄2英文資料：Modern LogisticsAlong with societys development, the profession competition is day by day intense, how enhances the working efficiency, reduces the management cost, the enhancement service level and enterprises competitive ability, is each enterprise superintendent most matter of concern. More and more superintendents thought the implementation computer scientific style management solves this question key. The thing flows the transportation enterprise as a result of the profession characteristic, the tradition operating process complex, document many, the competition is day by day intense. The more and more many information question emerges, for example: On the one hand, must develop the customer market unceasingly, to the customer basic document, the cargo distribution situation, the contact person likes and the contact method has a more comprehensive understanding, on the other hand, must finish financial the receipts and disbursements work, guarantees the transport expense to be able on time receipts and disbursements, the debt to be clear, prompt press for payment. Formerly consulted the thick document material the procedure, obviously was cannot be taken. Must adopt more effective solution. At the same time collects the process information the speed, the information accuracy, the security, but also affects the company whole management level and the decision-making strata to the overall service control and the coordination. Uses the computer software management information is solution above question effective means. The thing class manages the software, is flows the transportation enterprise service flow according to the thing, according to relates the enterprise service various class numbers, composes an organic system, causes aspect the and so on service, finance, market information to be able to be convenient, to transmit quickly, and produces each kind of report form after synthesis processing to deliver for each function department and the decision-making strata. The appliance flows the management software system not only to be possible to save the massive manpower, reduces in the work the fault, may be rapid to the customer inquiry inquires the information answer customer from the computer, moreover may help the policy-maker promptly to adjust the company to manage the strategy, enhances companys in same profession well-knowingness, the enhancement companys competitive power. In the past flowed the management emphatically in the enterprise interior work and organizations conformity, to the downriver customers correspondence, was take serves and the quality as the main center of gravity. Therefore, the appraisal flows the management achievement and the effect criterion, is mostly by processes the order form period the speed, supplying goods rate and completes the quality to measure. Along with the thing flowing industry development, increased the new content in the supply chain management pattern, thing flowing industry had the new ten major tendencies. (1) Thing flows the management from thing processing, promotes to in the thing Canadian value plan design, the solution and the management. May provides for the customer like, and has the personalization the service, the enterprise gradually changes emphasized the cross enterprise boundary the conformity, causes the maintenance and the management which the customer relates changes more and more importantly. (2) Changes the union by the opposition. In the traditional commercial channel, the enterprise mostly take as the center, pursues the self- benefit, therefore often makes the aspect which the enterprise opposes. However in under the pursue bigger competitive power actuation, many enterprises starts in each commercial circulation function the conformity, through the union plan and the work, forms highly the conformity supply chain channel relations, causes the channel overall result and the effect large promotion. (3) Changes the fina