双立柱巷道物流堆垛起重机设计说明书Word文档下载推荐.docx
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关键词：
双立柱；
自动化仓库；
巷道；
物流；
堆垛起重机；
设计
ABSTRACT
Alongwithcontinuouslydevelopofthesciencetechnologyandworldeconomy,modernlogisticswhichareanimportantpartinthemoderneconomyandamosteconomicreasonablecomprehensiveservicemodeintheprocessofindustrialization,developsquicklyintheglobalscope.Automatedthree-dimensionalstorehouseasanimportantcompositionpartinlogistics,isonekindofmultilayereddepositingcargohighstructurewarehousesystems.Itdosenotdirectlycarriesonthemanualinterventioninthesituationautomaticallytosaveandtotakeoutthesystemwhichthethingflows.Itisthehightechproductoutofthedevelopmentofmodernindustrysociety,whichhavethevitalsignificancetoenhancetheproductivityandreducethecost・
ThispaperistakingdesigningamachinenameddoublepillaralleyStackingCraneofengaginginpilingthingsortransportationinstorehouse・Itanalysesit'
shoistingmechanism,stretchforkmechanism,walkmechanism,workingprinciple,andit'
saimedateachmechanismtodesign,select,andsize"
scalculateofdoublepostalleystackingcrane・Overallsportscheme*sdesignandanalyzeofstructure,thedesignofhoistingmechanism,stretchfork'
smechanismdesign,walkmechanism*sdesign,organismframedesignandotherinstallationdesigns・Eachmechanismwithgeneratorselecttostart,throughcalculatingandselectingofthecharacterofserviceofwirerope,reel,sprocketchainandtheshipleatherbeltofleatherbelttoanalyzeanddesign,sotodesignthesuitableframeofdoublepillaralleystackingcrane,andthentodesignadoublepillaralleystackerofcompletenaturalcapacity
Keyword:
DoublePillar;
AutomatedThree-dimensionalStorehouse;
Alley;
Logistics;
StackingCrane:
Design
第1章绪论
随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进以及经济全球化的趋势的加强，各国面临着前所未有的机遇和挑战。
在这种大形势之下，现代物流作为丄业化进程中最为经济合理的综合服务模式和管理技术已被越来越多的企业所重视。
物流系统的改善和合理性对优化资源配置、提高企业生产率、降低生产成本起着至关重要的作用。
堆垛起重机是自动化立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库的标志。
本文从堆垛机的应用特点入手，着重就堆垛机的结构设计进行初步的研究［1］。
1.1课题背景
1.1.1巷道堆垛机发展现状、发展趋势与优势
随着计算机信息技术的发展，现代企业生产模的不断扩大和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库是实现物流系统合理化的关键。
它具有空间利用效率高、便于实现自动化管理、适时自动结算库存货物种类和数量、立体仓库信息库可以和中央计算机系统连网运行等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义，因此自动化仓库受到越来越多的关注并已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、裁减、邮电等许多行业。
仓库最早是在二战期间被美国用来存储油料、枪支、器械等物品。
在当时看来这种简单的设备已经具有占地空间小、便于我品的存放与管理等优点。
到十九世纪五六十年代我国的大部分生产厂家应用仓库来存储产品，到七八十年代仓库已经发展为自动化立体仓库并得到广泛应用。
随着仓库的不断发展，仓库内的搬运设施也不断的优化，从最初的人力搬运转化为机械搬运。
仓库内的搬运、取货设备最开始是由一辆引导车牵引一节装有起重机的车厢，由起重机来完成货物的存取与运输。
这种方法与之前的人力相比具有了提高劳动生产率、降低劳动成本等优点，但行走所需空间大，这就降低了仓库的利用率。
为了弥补这种不足，人们就想到了把引导车与起重机结合到一起来完成货物的存取与运输功能，巷道堆垛起重机就是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称堆剁机。
堆剁机是立体仓库中最重要的起重运输、搬运、堆垛设备，是代表立体仓库特征的标志。
其主要用途是在接受计算机的指令以后，能在高层货架巷道中来回穿梭，将货物从巷道口出入库货台搬运到指定的货格中，或把需要的货物从仓库中搬运到巷道口出入库货台，再配以相应的转运、输送设备通过计算机控制实现货物的自动出入库作业。
其对立体仓库的出入货效率有重要影响，是立体仓库能否达到设计要求和体现其优点的关键内容之一。
20世纪70年代初，我国开始研究采用旱稻式堆垛机的立体仓库，据不完全统计，到LI前已建成三口余座。
而堆垛机作为立体仓库中最重要的其中搬运设备，也得到了较快的发展。
按照现行继续界行业标准，巷道堆垛起重机可以按照支撑方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类，但无论何种类型的堆垛机都主要山水平行走机构、起升机构、栽货台及货义机构、机架和电气设备等基本部分组成。
堆剁机的分类方式很多，主要分类形式有以下儿种：
1按照有无导轨，堆剁机可分为有轨堆垛机和无轨堆垛机。
有堆垛机需沿巷道内的轨道运行；
无轨堆剁机乂称为高架义车。
在立体仓库中运行的主要设备有轨道堆垛机、无轨道堆垛机和普通义车。
这三种设备相比较之下，有轨巷道堆垛机对巷到要求宽度小，对仓库的利用率高切作业高度高，可以进行手动、半自动、自动和远距离集中控制，但却必须配备出、入库设备。
无轨巷道堆剁机山于无轨道限制可以服务于两个以上的巷道，并可完成高架区外的做业。
2按高度不同，堆剁机可分为低层型、中层型、高层形。
低层行起重机一般起升高度在5m以下，主要用于分体式高层货架仓库及简易立体仓库中，中层型堆垛机的起升高度在5-15m之间，而高层型堆垛机的起升高度在15m以上，主要用于一体式的高层货架仓库中。
3按照驱动方式不同，堆垛机可分为上部驱动式、下部驱动式、和上下部相结合的驱动方式。
4按照用途不同，堆垛机可分为桥式堆垛机和巷道式堆垛机。
桥式堆垛机具有起重机和义车的双重结构特点，像起重机一样，具有桥架和回转小车，同时具有固定式和可伸缩式的立柱，立柱上装有货义或者其他取物装置。
桥式堆垛机的堆垛和取货是通过取货装置在立柱上的运动实现的，但山于立柱的高度限制，桥式堆垛机主要适用于12m以下中等跨度的仓库，且航道宽度较大，适用于笨重和长大物料的搬运和堆垛，并可服务于多条航道。
巷道堆垛机沿货架仓库巷道内的轨道运行，使得作业高度提高；
采用货义伸缩机构，使货义可以伸缩，这样就可以使巷道宽度变窄提高仓库的利用率；
巷道堆垛机适用于各种高度的高层货架仓库，除以上优点之外，巷道堆垛机还要求有较高的运行速度和生产效率、配备出入仓库装置较高的制造和安装精度、多节伸缩货义或货板、较高的电气传动调速且制动平衡、停车准确、要有安全保护装置等特点［2］。
1.1.2双立柱巷道堆垛机的分类
巷道堆垛机按结构不同可分为单立柱型巷道堆垛机和双立柱型巷道堆垛机。
单立柱型巷道堆垛机的机架结构山一根立柱、上横梁和下横梁组成一个矩形框架。
立柱多采用较大的H型钢或焊接制作，立柱上附加导轨。
整车质量较轻，消耗材料少，因此制造成本相对较低，但结构刚度比双立柱差。
山于载物台及货物对立柱的偏心作用，以及行走、制动时产生的水平惯性力的作用，使单立柱堆垛机在使用上有局限性。
不适用于起重量大和水平运行速度高的堆垛机，适用于重量12t以下，起升高度在16m以下的仓库。
单立柱堆垛机的起升结构普遍采用钢丝绳传动，山电机减速机驱动卷筒转动，通过钢丝绳牵引载物台沿立柱或起升钢轨作升降运动。
对于钢丝绳传动，传动和布置相对容易，但定位准确性稍差。
双立柱机构的堆垛机的机架山两根立柱和上横梁、下横梁组成一个长方形框架。
立柱形式有方管和圆管。
方管兼作起升导轨，圆管附加起升导轨。
双立柱堆垛机的最大优点就是强度和刚性都比较好，并且运行平稳。
一般对于起升高度较高、起重量较大和水平运行速度较高的立体仓库堆垛机，多采用双立柱结构。
双立柱堆垛机的起升机构普遍采用链条（钢丝绳）传动，山电机减速机驱动链轮（卷筒）转动，通过链条（钢丝绳）牵引载货台沿立柱或起升导轨作升降运动。
山于链条传动多采用封闭链或配重装置，受空间尺寸限制，传动和布置较复杂，但定位较准确［2］。
1.2设计参数
表1.1载重量为3吨的双立柱巷道堆垛起重机的主要性能参数
表1.1载重量为3吨的双立柱巷道堆垛起重机的主要性能参数续表
笫2章总体运动方案设il•和结构分析
2.1双立柱巷道物流堆垛起重机的总体运动方案设汁
因为与单立柱相比，双立柱巷道堆垛机具有强度和刚性都比较好，运行平稳且定位准确等优点，被广泛应用于自动化立体仓库中，结合这一现状，我决定对双立柱巷道堆垛起重机进行研究和设讣。
为使堆垛机能够准确、快速、安全、自动搬运货物岀库，必须满足以下设计要求:
（1）具备三维运动功能，能在高窄巷道中进行高升降行程作业，可以有效利用仓库空间，能适应最高层、最低层、其他层货位及站台货位的存、取货物。
货义长度及伸义行程适应托盘深度及货架宽度方向尺寸（包括巷道宽度），使单元负载得以正确平稳地方入货位中。
在存取货时，堆垛机的行走及升降运动能同时动作，且行走及升降速度匹配，缩短了作业时间，即沿巷道来回运动、载货台垂直运动、货义沿货架方向伸缩运动能同时进行；
（2）堆垛机的结构设计成熟可靠，结构具有足够的强度及刚性要求，运行稳定可靠，满足一定的定位精度，重复定位精度不能超过10mm；
（3）具备安全保护措施；
（4）在满足强度、刚度和可靠性的前提下，尽量减小堆垛机各部分的重量，以减小提升功率和行走时的摩擦阻力；
（5）所有零部件按标准要求采用优质材料制造，以提高堆垛机整机性能；
堆垛机需调整的零部件以尽量减少，以简化维护工作并延长使用寿命；
（6）堆垛机起升导轨光滑，保证堆垛机运行平稳；
（7）保护仓库环境，避免货物污染受损。
根据以上设讣要求制定双立柱巷道物流堆垛起重机的总体运动方案。
无轨堆垛机在使用过程中虽然因为没有轨道而节约了仓库的地面利用率，但却存在在存取货物时不便于控制的缺点，所以我决定针对有轨巷道堆垛机进行研和设计。
在这个课题中由于采用上下两条轨道作为堆垛机滑轨已经可以保证堆垛机沿伸义方向的平稳性，所以上下轨道我均采用单轨道作为滑轨，这样即可以节轨道占地空间乂可以节约轨道与机器的制造成本。
堆垛机的起升机构多数采用链传动或钢丝绳传动，为了减小体积在这里我采用钢丝绳一卷筒传动；
在伸义结构中为了保证伸平稳性的高精度釆用链轮一链条传动；
在控制行走的部分为了达到体积与平稳性的要求采用皮带轮传动
[3]。
堆垛机结构如图2.1、2.2所示
图2.1单立柱堆垛机结构简图图2.2双立柱堆垛机结构简
图
2.2主要装置
2.2.1底架
是堆垛机整体支承座，山两端的行走轮支架及钢板组焊成的矩形梁构成。
堆垛机运行时产生的动负荷及静负荷均111底架传至行走轮，底架具有很好的刚性。
2.2.2立柱
矩形截面，减小行走运动时的立柱震动，维持走行运行平稳。
在立柱上加工升降导向槽，支撑升降台上下运动，行走时立柱上的导向轮沿着天轨做直线运动，防止立柱左右偏摆，有足够的稳定性。
2.2.3升降载货台
为U型结构，其竖支架侧面有深沟球轴承可以在立柱内的导向槽内沿着立柱升降，升降牵引机构采用钢丝绳方式。
升降载货台水平支架上设有货义，可左右滑动义取货架上的货物或将货物放置到货架上，货义为链轮链条式驱动。
2.2.4行走机构
堆垛机底部装有的四个行走轮支撑整机重量运行，使堆垛机沿天地轨方向运动。
堆垛机的行走是山装在后行走轮轴上的带制动的减速电机带动的皮带轮所驱动的。
所选用减速电机通过自身减速使行走更加平稳可靠。
2.2.5升降机构
以立柱内侧的导向槽为导向，升降载货台依靠夹在导向槽内的深沟球轴承起导向作用以保证上下运行。
山减速电机驱动的升降钢丝绳拉动升降台上下运动。
所选用电机通过减速器实现速度降低，让升降更加平稳可靠。
此电机能将载货台稳定的保持在一定的高度。
升降部分包括卷筒、滑轮。
2.2.6货叉驱动机构
山减速电机驱动一个链轮链条机构，使得货义可以伸缩取货。
电机功率很小，在接触障碍时，电机堵转不会影响堆垛机和义体的安全。
所选用电机通过自身减速让升降更加平稳可幕。
货义的伸义速度可按空载的不同自动调整，且速度曲线柔顺平滑，让承载货物保持稳定［4］。
2.2.7堆垛机的控制装置
自动运行的堆垛机控制系统必须具有行走控制、升降控制、位置控制、速度控制、货义控制、安全保护功能、自我诊断故障的功能等多种控制功能。
1、位置功能
位置控制就是确定堆垛机停止在作业位置的功能。
自动化立体仓库一般都采用高层货架结构，以X、Y、Z坐标表示货架的行、列、段的方向，用三维坐标表示货物的位置。
为了自动确定位置，也就是为了在某一位置发出减速指令使堆垛机减速，在规定位置发出停机信号，就必须检测现在的位置。
本设计中位置的检测可由在个坐标轴上按一定的间隔装设的传感器来进行检测。
2、速度控制
速度控制包括对提高作业效率有关的高速度，防止货物倒塌以及不至于使堆垛机发生冲击的加速度和减速度，以及为便于高精度定位的最终稳定微速度等的速度控制。
3、货义控制
根据堆垛机出库和入库作业，伸缩货义向左侧或右侧进行义取操作的顺序控制功能.
4、安全保护装置
堆垛机的立柱高度达10米，载货台的升降速度也达到20m/min,而载货台是沿堆垛机立柱的导轨上下运行的承载结构，上有货义机构、驾驶室等。
为了保证堆垛机正常工作，确保操作人员的人身和货物的安全，其上必须配备完善的安全保护装置。
本设计中设置以下儿种保护装置：
（1）堆垛机货义上、下限自动停止保护
在堆垛机货义在进行升降运动时，不能超过导轨的上端和下端极限。
因此可
以在上下端各设置一个限位开关来实现该功能。
（2）载货台负荷限制
在载货台超载时，发出报警信号并切断起升机构动力。
当载货台被托住，钢丝绳松弛时，也会发出停止运动的报警信号并切断动力。
因此可设置热继电器来作为检测装置，再安装一个蜂鸣器作为警报提示。
（3）驾驶室的安全保护
为确保驾驶室里操作人员的人身安全，驾驶室门安全与否非常重要。
可设置一个限位开关来检测其功能，若发现不安全则堆垛机就会完全停止工作。
（4）速度转换装置
当堆垛机走到轨道的某一位置时应以高、中、低速的某一速度行进时，就需要通过速度装换装置来实现这一功能。
本设计中可以设置一个接近开关。
（5）货义保护装置
堆垛机在进行工作过程中，为了确保当货义伸缩到一定位置时就回自动停止，可设置一个机械制动器来实现该功能。
（6）载货台断绳保护装置
半钢丝发生断裂时，能够自动可靠的将载货台停止，避免溜车或坠车事故的发生.因此对这种安全保护装置的设计要求是灵敏度高、作用可靠、冲击小、结构简单。
本设计中釆取连杆凸轮机构来实现这一功能要求。
一旦钢丝绳断裂，弹簧通过连杆机构使凸轮卡在升降机构的导轨里阻止载货台坠落。
正常工作时，提杆平衡载货台及其上货物的质量，弹簧处于压缩状态，凸轮与升降机构的导轨分离［4］。
2.3本章小结
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