完整版毕业设计双立柱式巷道堆垛机的设计.docx
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完整版毕业设计双立柱式巷道堆垛机的设计
毕业论文
双立柱式巷道堆垛机的设计
摘要
自动化立体仓库是物流中的重要组成部分,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
它是现代工业社会发展的高科技产物,对提高生产率、降低成本有着重要意义。
近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备,它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行,将位于巷道口的货物存入货格;或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
本文详细论述了在现代大多数企业中普遍使用的双立柱堆垛机的设计方案,文章的重点放在其三个部件:
升降机构、行走机构、货叉伸缩机构的设计上,并设计一种带柔性装置的堆垛机安全机构的设计方案。
首先,提出各个机构的总体设计方案;其次,对各个机构的受力情况进行了分析并计算,然后估算初取值,再进行校核,最后确定各个实际值。
关键词:
自动化立体仓库;堆垛机;设计
TheDesignoftwopillartype
ofNarrow-AisleStackerCrane
Abstract
Automationthree-dimensionalstorehouseisthatthingflowsimportantcompositionpart,itistostockandtakeoutvoluntarilyundernotdirectlycarryingouttheconditionofartificialinterventionthesystemthatthingflowsout.itisthehigh-techoutcomeofmodernindustrialsocialdevelopment,forraiseproductivityandreductioncosthaveimportantmeaning.
Inrecentyears,alongwiththeunceasingraisingofenterpriseproductionandmanagement,moreandmoreenterprisesknowthatthingflowsoutreasonabilityandtheimprovementofsystem,isveryimportantforthedevelopmentofenterprise.Stackercranesisautomationthree-dimensionalstorehouseinmostimportanttakeheavycranepileupequipment,itcaninthetunnelofautomationcubeintheshuttleoperationofroundtrip,willlocateintunnelthegoodsofmouthstockgoodsshelf;oroppositetakeoutthegoodstransitingoodsshelfgototunnelmouth.
Thispaperhasdiscussedthefocalpointofdesignschemeandarticleofthetwopillarstackercraneofuniversaluseinmodernmostenterprisesindetailput,inthirdlyparts:
elevatorGou,walkorganizationandforktelescopingmechanismdesign,designakindoftapethecranessafeorganizationofflexibleinstallationdesignscheme.first,putforwardtheoveralldesignschemeofeveryorganization;secondly,foreveryorganizationanalysebyforceconditioncalculate,thenestimationbeginningtakevalue,checknuclear,finaldefiniteeveryrealityagainworth.
Keyword:
automationthree-dimensionalstorehouse;stackercranes
第一章绪论
近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备。
本文着重就堆垛机的结构设计进行初步研究。
1.1研究背景及内容
1.1.1研究背景及意义
自动化立体仓库是物流中的重要组成部分,它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。
它是现代工业社会发展的高科技产物,对提高生产率、降低成本有着重要意义。
近年来,随着企业生产与管理的不断提高,越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。
堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备,它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行,将位于巷道口的货物存入货格;或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。
世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上,更加注重实用性和安全性。
在堆垛机方面,我们应当看到和世界发达国家的差距,总结经验,找出不足,打破传统思路,推出新的外形和更高性能的堆垛机。
相信,通过我们的不断努力,必能设计出高速、安全、可靠性能高的堆垛机,为增强我国综合国力,为我国填补一分科技空白。
1.1.2研究的内容
在堆垛机设计中将做以下工作:
(1)堆垛机的门架的设计计算;
(2)堆垛机的货叉伸缩机构的设计计算;
(3)堆垛机的行走机构的设计计算;
(4)堆垛机的升降机构的设计计算;
1.2堆垛机的结构设计概述
1.2.1堆垛机结构的组成和形式
堆垛机结构主要有三个机构组成:
(1)升降机构有卷扬机和钢丝绳组成。
升降机构的工作速度一般控制在15~25m/min,最高可达60m/min,设计时选取20m/min.
(2)行走机构有电动机、减速器(或者式SEW减速机)和行走轮组成。
在其顶部设置导向轮沿固定在货架上弦的导轨导行。
下部装有水平导轮沿货架下部的水平导规导行。
行走机构的工作速度依据巷道长度和物料出入库频率而定,正常工作速度控制在50~100m/min,最高可达到240m/min,设计时选取100m/min.
(3)货叉伸缩机构是堆垛机的取放物料装置,它有前叉、中间叉、固定叉、驱动齿轮等组成。
货叉伸缩机构的工作速度控制在15m/min,最高可达40m/min,设计时选取20m/min.
系统总体方案示意图如下:
图2.3堆垛机总体方案示意图
1.货物2.货叉伸缩机构3.载货台4.司机室5.立柱
6.下横梁7.水平运行机构8.起升机构9.钢丝绳
10.升降导轨11.顶部滑轮12.上部导轮
1.2.2巷道堆垛机的特点
由于使用场合的限制,巷道堆垛机在结构和性能方面有以下特点:
1)整机结构高而窄,其宽度一般不超过储料单元的宽度,因此限制了整机布置和结构选型。
2)金属结构件除应满足强度和刚度要求外,还要有较高的制造和安装精度。
3)采用专门的取料装置,常用多节伸缩货叉或货板机构。
4)各电气传动机构应同时满足快速、平稳和准确。
1.3堆垛机所受载荷的简化方法
堆垛机的机架有立柱、上下梁组成,整机结构高而窄。
堆垛机工作时,将受到载货台、货物的铅垂作用,行走、制动和加减速的水平惯性力作用以及起吊时的冲击载荷作用;某些特殊环境下,还要受到风力的作用。
堆垛机每完成一个工作循环,以上载荷将重复出现一次。
因次,堆垛机所受的是交替变化的载荷。
为了保证堆垛机安全可靠的工作,其刚结构部分的强度与刚度计算是必不可少的。
在此,就堆垛机所受载荷简化的基本方法作一说明。
1)起重重量PL
实际起重重量包括吊具重量和额定重量之和,用SL表示。
考虑到货物正常起吊时的动载冲击作用,则设计起重重量PL=f·SL
式中,f称为冲击系数,与堆垛机分类有关:
1类f=1.12类f=1.253类f=1.44类f=1.6
2)水平载荷S
堆垛机沿水平方向加减速行走,必然存在与其加速度有关的水平惯性力。
即S=×S式中,称为动载荷系数,由于加速度的不确定性,一般用额定速度v来确定。
水平行走时=0.0005v;旋转时=0.0004v.
3)风力载荷S
风力载荷S为风压力q与受风面积的乘机,即S=q·A
堆垛机工作时,风压力q=1742.7
非工作状态,风压力q=148.1式中,h为吊具高度,单位mm
4)起吊冲击载荷S
在正常情况下,起吊货物的加速度可能很大,这时的冲击载荷很大,设计时应另行考虑。
5)载荷状态
堆垛机工作时,其承载能力是上述各种载荷与自重S的不同组合:
A正常工作状态:
M·(S+f·S+S)
B特殊工作状态:
M·(S+f·S+S)+S
C起吊工作状态:
S+S+S
D停止:
S+S
以上各式中,M称为作业系数,与堆垛机的分类有关:
1类M=1.0;2类M=1.05;3类M=1.1;4类M=1.20
第二章堆垛机门架的结构设计计算
门架是堆垛机的主要结构物,有单柱式和矩形框架式。
按支承方式,又可分为安装在货架上的上部支承式和安装在地面上的下部支承式。
不论哪种型式都带有伸缩货叉和人工驾驶室(有时也没有)的货合。
升降台沿立柱升降,同时靠地上和顶上的导轨保持走行稳定和支持货叉伸出进行装卸作业时的翻转弯矩。
在门架上安装有卷扬、走行等机械装置,以及配置有电气控制开关、控制装置、配线等。
下部支承式的集中放在门架下部。
由于走行起动、停止及加减速时产生的惯性力,门架在通道的纵向发生挠曲,整个门架成为振动体,其柱端的振动较大。
同样,在通道的直角方向,立柱由于货叉作业时的弯矩作用而发生弯曲,使伸长着的伸缩叉的前端的挠度增大。
柱端振动:
和货叉前端的挠度一超过极限,就成为堆垛机自动定位的障碍,所以门架应具有足够的强度和挠度小的适当刚度。
本次毕业设计选取双立柱下部支承式门架进行结构计算。
2.1框架的弯矩和挠度
双立柱门架简图
堆垛机的矩形门架是超静定结构。
这里按角变位移法解如下:
堆垛机门架的设计计算参数:
Q—上梁及附件重量
Q—货台、货物、附件及搭乘人员(本设计没有人工驾驶室,所以此重量不计入)的总重量
Q—电气控制盘的重量
Q—卷扬装置的重量
Q5—上横梁的重量
Q6——下横梁的重量
Q7—立柱的总重量
q—柱的单位长度的平均重量
作用在门架上的惯性力:
H=(/g)Q及qh/g
(:
减速度,g=9.8米/秒)
h~h—下梁中心线分别到Q~Q的中心高度
l—立柱的中心距
I—立柱AB、DC的断面惯性距
—上梁与下梁端部的偏转角
R—因构件两端变位产生的弯距
E:
纵弹性模量
C—由构件的中间载荷在杠端产生的弯距,称为载荷项。
K=I/h
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