有軌堆垛機整體及行走機構設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 統性能和生產工藝水平的提高。堆垛機主體結構主要由上橫梁、立柱、下橫梁和控制柜支座組成。下部支承式的集中放在門架下部。 上橫梁模塊圖上橫梁一般很短，是模塊零件的支撐部件。 下橫梁模塊圖 堆垛機門架的彎矩和撓度堆垛機的矩形門架是超靜定結構。 各部分的彎矩n=K/K=Ih/Il=固端彎矩：C= C= NmC= Nm C= NmR=R+R=+=走行停止時產生振動的立柱上端的線變位： ==(注：—5cm,符合要求)由水平載荷產生的各部分的彎矩：M=M*（M+M）=（+）= Nm M= M*(M+M)=(+)= NmM= M*(M+M)=(+)= Nm M= M*(M+M)=(+75)= Nm 由走行輪的反力產生的各部分的彎矩:V=M*(800023002300)/2=4906kg固端彎矩: C=490645=220. 8Nm因此:M= Nm M= Nm M= Nm最大彎矩:M= += 201 Nm M= += Nm M== Nm M=+= Nm M= = Nm M= = Nm M=+= Nm M== Nm 結構構件的彎曲應力 上下梁的斷面系數Z=498 cm,柱的斷面系數Z=789cm則:= 2560N/cm = 3010N/cm =4780 N/cm =613 N/cm = 3870 N/cm = 4610 N/cm =8230 N/cm =2870 N/cm隨著堆垛機往復運動,這些應力交變出現,則K= 2870/8230= ,按切口分類為a,可查出疲勞許用應力為12500 N/。它的布置形式多種多樣，但比較合理的驅動形式如圖1和圖2所示的兩種。由表4表41表412分別查得：滾動阻力系數 f=，軸承摩擦系數μ=，附加阻力系數k=2，代入上式中：當滿載時的運行摩擦阻力：W =20000（+2102/）2 =720N 當小型有軌巷道堆垛機在室內運行時，風阻力和軌道斜坡阻力較小，經常忽略不計；所以小型有軌巷道堆垛機的靜阻力等于其摩擦阻力。選擇電動機：YR160M8 減速器的選擇車輪的轉數：nc=Vdc/（π 起動工況下校核減速器功率起動工況下減速器傳遞的功率:N=式中Pd=Pj+Pg=Pj+ =720+= m/運行機構中,同一級傳動減速器的個數,m/=1.因此N= =所以減速器的[N]中級=4KWN,故所選減速器功率合適。m—等效系數 取=2查[2]表27Mel=*= Nm, 重量G=. 高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為： (GD2)ZL+(GD2)L=+= Kg 堆垛機在靜止、運行、制動過程中，其立柱不同程度的受到外力的作用，導致立柱產生撓度和振動。 圖41 堆垛機三維簡化圖 圖 42 堆垛機二維簡化圖23西安工業大學畢業設計（論文） 由二維簡化圖可知，下橫梁為剛性體，雙立柱相當于懸臂梁，雙立柱與下橫梁構成一剛性架，在外力作用下，立柱產生彎曲變形，_立柱柱端的撓度可以用疊加法進行計算。堆垛機啟動以后，在達到最大加速度以前，一直是以非勻加速運行的，所以在運行過程中，其立柱的振動的振幅也是不停的改變。換算質量在工程中經常用的有兩種方法:剛度法和能量法。在鉛直方向Y方向的運動方程為: （437）簡化方程得： （438）微段的轉動方程為:(439)簡化方程得: (440)將上式帶入公式，可得: (441)由材料力學知識得知: (442)綜合以上公式得: (443)這就是梁的振動微分方程，其中包括四階空間導數和二階時間導數。本次設計是對四年以來學習的總結，并鍛煉了總體設計的能力。還要感謝我的學友和朋友對我的關心和幫助，他們的啟發和友愛互助的精神給予我論文寫作極大的幫助。論文首先從堆垛機的特點及組成形式開始，接著分析門架的受力情況及推導出門架的彎矩及撓度關系式，再設計出數據進行校核，最終設計出了滿足承受重載，高而窄的雙立柱門架；詳細重點設計了行走機構的結構設計，首先列出了行走機構的常見傳動方案，并通過計算完成行走機構各個部件的選型并確定了尺寸及電機、減速器的選取，最終設計出了滿足條件、靈活、適用、簡捷、方便的行走機構，并繪制出了行走機構零件圖和裝配圖；最后對堆垛機運行過程中的整體穩定性進行了分析計算。系統的參數是單位體積質量，橫截面積A（x），彎曲強度, E為彈性模量，橫截面對垂直于x和Y軸且通過橫截面形心的軸的慣性矩。為懸臂梁在自由端的等效質量。 1= 2 =根據堆垛機的制造和組裝要求，要求堆垛機下橫梁的水平彎曲，其中B為主從動輪距。 根據各零件的布置，將堆垛機簡化為三維與二維模型，并對模型進行撓度計算和振動分析。柱端振幅一旦超過極限值將發生存取故障。[MI]=630 N 選擇聯軸器根據傳動方案,每套機構的高速軸和低速軸都采用浮動軸.：=== Nm機構總飛輪矩:(GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d =+= Nr當行走輪沿著軌道滾動時。3. 對于行走機構的設計應該參考現有的資料，使安裝運行機構的平臺減小，占用巷道的空間最小，總之考慮到堆垛機的設計和制造方便。 設計數據計算校核 框架結構的設計數據如下：上下梁（槽鋼200*90*8，I=8360厘米） 柱（290*，I=19014厘米） l=3m h=20m h=18m h=2m h=1m a=Q=350kg Q=2300kg Q=400kg Q=400kgq=堆垛機總重量（自重+載重）=2000kg載重增加25%作為試驗載荷，為500*（1+25%）=625kg，關于載荷的補加系數，對堆垛機的沖擊系數=，作業系數M*=。下橫梁導向輪組通過支架固定在下橫梁上，兩組導向輪組夾在地軌兩端，使小型有軌巷道堆垛機水平運行時，能夠沿著地軌行走不至于跑偏，起到導向的作用。立柱一般采用了端面為矩形、中空的結構，在滿足剛度和強度的情況下使得重量減輕，節省了材料，而且外形美觀。升降臺沿立柱升降，同時靠地上和頂上的導軌保持走行穩定和支持貨叉伸出進行裝卸作業時的翻轉彎矩。要求：（a）根據運行空間設計結構尺寸；（b）設計行走機構；（c）根據運行速度進行整體穩定性的計算。隨著計算機技術的發展，帶數字接口的變頻器是當代變頻器的通信方式，它具備網絡通信能力。變頻器傳動具有固有的優勢，應用在不同的生產機械或設備上體現不同的功能，總體來說，變頻器傳動具有以下幾個效能。①通用變額器顧名思義，通用變頻器的特點是其通用性。③矢量控制變頻器矢量控制是70年代由西德B 1 aschke等人首先提出來的對交流電動機的一種新的控制思想和控制技術，也是交流電動機的一種理想的調速方法。 ①U/f控制變頻器Ulf控制是一種比較簡單的控制方式。③高載頻PWM控制這種控制方式原理上實際是對PWM控制方式的改進，是為了降低電動機運轉噪音而采用的一種控制方式。對于電流型變頻器來說，在電動機進行制動的過程中可以通過將直流中間電路的電壓反向的方式使直流電路變為逆變電路，并將負載的能量回饋給電源。 ①電壓型變頻器。山東大學現代物流控制實驗中心是目前我國第一個現代的物流控制實驗室，在物流調度、物流控制、機械手揀選控制和機器視覺的綜合研究和開發應用方面目前處于國內領先地位。 ②曲線運行型堆垛機 曲線運行型堆垛機行走輪與下橫梁是通過垂直軸鉸接的，能夠在環形或其他曲線軌道上運行，不通過其他輸送設備便可以從一個巷道自行轉移到另一個巷道。懸掛式堆垛機有如下優點:在設計門架時，可以不考慮橫向的彎曲強度，鋼結構的自重可以減輕，加減速時的慣性擺動小，穩定所需的時間短。由于載貨臺和貨物對立柱有偏心作用，以及行走、制動時產生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機在使用上有較大的局限性。1. 1. 2有軌巷道堆垛機的類型 有軌巷道堆垛機可按其結構形式、支承方式和運行軌跡等進行分類，一般可分為以下幾種類型: (1)按結構形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機和單立柱有軌巷道堆垛機： ①雙立柱有軌巷道堆垛機 雙立柱有軌巷道堆垛機由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個長方形的框架，一般稱為機架。在20世紀70年代初期，我國開始研究采用有軌巷道式堆垛機(簡稱堆垛機)的立體倉庫。 研究背景及內容1. 1. 1 有軌巷道堆垛機的發展自動化立體倉庫是現代物流中的重要組成部分，它是在不直接進行人工處理的情況下自動存取物料的系統，是現代工業社會發展的高科技產物，對提高生產率、降低成本有著重要意義。堆垛機的運行速度也不斷提高，目前堆垛機水平運行速度最高達200m/min(小載重量的堆垛機己達300m/min)，起升速度高達120m/min，貨叉伸縮速度達50m/min 。整機重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對較低，但剛性稍差。在地面鋪設導軌，使門架下部的導向輪以一定的間隙夾在導軌的兩側，從而防止堆垛機運行時產生擺動和傾剎。只能通過其他輸送設備轉換巷道，直線運行型堆垛機可以實現高速運行，能夠滿足出入庫頻率較高的立體倉庫作業，應用最為廣泛。另外，為了更好的模擬貨物在自動化立體倉庫各倉儲單元內存儲的物流過程，研究提高物流效率以及堆垛機性能和作業效率方法，許多物流研究中心業紛紛建立起來。電壓型變頻器的特點是將直流電壓源轉換為交流電源，而電流型變頻器的特點則是將直流電流源轉換為交流電源。在電流型變頻器中，電動機定子電壓的控制是通過檢測電壓后對電流進行控制的方式實現的。在這種控制方式中，以較高頻率對逆變電路的半導體開關元器件進行開閉，