1、雙立柱巷道堆垛機的設計（The design of the Double Mast stacker machine）學生姓名學號所在學院班級所在專業申請學位工學學士指導教師職稱副指導教職稱答辯時間目錄目錄摘要.2INTRODUCTION3第一章 緒論41.研究背景及內容51.1概述51.2有軌巷道堆垛機的類型61.2.1雙立柱巷道堆垛機61.2.2巷道堆垛機的特點61.2.3設計的目的和意義71.2.4設計內容及要求71.2.5設計參數81.3堆垛機的結構設計概述81.3.1堆垛機的結構的組成與形式81.4堆垛機提升機構的設計計算101.4.1堆垛機鋼絲繩設計計算101.4.2鋼絲繩直徑的確定

2、101.4.3堆垛機卷筒計算111.4.4堆垛機滑輪設計計算141.4.4滑輪的尺寸確定141.4.5堆垛機電機選取181.4.6堆垛機電機聯軸器的設計19第二章 堆垛機門架的設計計算212.1門架結構特點212.2門架的彎矩和撓度21 2.3水平載荷產生的彎距222.4由行走車輪的反力產生的彎距252.5有叉取作業產生的彎矩272.6設計數據計算校核272.6.1 框架結構的設計數據272.6.2水平載荷作用下各部分產生的彎矩計算282.6.3行走輪的作用下產生的彎矩計算282.6.4結構構件的彎曲應力29第三章 控制系統設計303.1位置檢測方式303.2控制的相關設計303.2.1控制總

3、框圖設計303.2.2安全檢測程序設計313.2.3入庫程序設計323.2.4出庫流程設計34第四章 堆垛機安全機構35結 論37致謝.38參考文獻3938摘要摘要隨著現代信息科技的發展，現代物流對倉庫的要求越來越高。對倉庫的空間布局利用也產生的質的變化，這些都得益于堆垛機的發展。本課題就針對巷道式堆垛機進行設計計算。 本文主要涉及的內容有堆垛機的門架的設計驗算，堆垛機的提升機構的設計計算，堆垛機的安全機構的設計。其中提升機構主要有電機的選型，卷筒的設計，鋼絲繩的選型，滑輪的設計等。關鍵詞： 自動化立體倉庫；堆垛機；強度校核；機構INTRODUCTION With the developmen

4、t of modern information technology, modern logistics is more and more high to the requirement of the warehouse .Use of warehouse space layout should also produce the qualitative change, all thanks to the development of the stacker .This topic is in view of the type of roadway stacker design calculat

5、ion. This paper mainly relates to the content of the stacker door frame design calculation, the calculation in the design of hoisting mechanism of stacker, the design of the stacker's security gear .The hoisting mechanism mainly have motor selection, the design of the coiling block, the choice o

6、f the wire rope with the design of the pulley, etc.Keyword: automated warehouse; stacker;intensity check ;gear廣東海洋大學2015屆本科生畢業論文雙立柱巷道堆垛機的設計（機械設計制造及其自動化，201111411618，林佳龍）指導教師：俞國燕第一章 緒論企業對于生產管理要求的不斷提高，使得大多數企業意識到物流系統對于企業減少出貨、進貨時間和降低勞動強度和提高產品質量的重要性。而這些的實現，其實是依賴于堆垛機的，堆垛機的功能特性直徑影響生產的發展。堆垛機的功能一般體現在行走定位是否準確

7、，插取貨物是否到位，緊急突發狀況應急等。1.研究背景及內容1.1概述隨著經濟生活水平的提高，國內乃至世界人民的購買力有了很大的提高。因此，產品的大量生產造成了產品存放及分區產生很嚴重的問題，普通倉庫壓力隨之加大。解決此問題不能靠人工實現，也不能通過擴大倉庫來實現，因此現代化立體倉庫和配套的堆垛機也就誕生了。傳統的倉庫貨物存放不規范，空間利用不合理，需要投入大量的人力和土地資源。嚴重的增加了產品的生存成本。企業經濟效益得不到提高，因此立體倉庫體現出其優越性。在以往單位面積能只能存放一單位貨物的情況下，現在的立體倉庫通過空間的分隔，使得單位倉庫面積下能存放幾倍于以往的貨物。生產成本，及用地成本極大

8、的縮小。自動化立體倉庫對產品進行分類編號，將產品信息錄入到ERP和系統，實時自動對ERP進行控制管理，當終端輸入指令，系統自動給堆垛機傳送行走命令，堆垛機控制系統接收指令后對各個機構進行動作指令，到達指定位置時，將控制貨叉進行取放貨。與之配合動作的是在終端的機械手，因此堆垛機對出入庫起著非常關鍵的作用，是立體倉庫正常運轉的關鍵設備之一。巷道堆垛起重機是立體倉庫發展而衍生出來的產品，主要是在高層貨架的窄巷道內作業的起重機，簡稱堆垛機。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：按結構的形式分，分為單立柱的巷道堆垛機和雙立柱的巷道堆垛

9、機。1.2.1雙立柱巷道堆垛機雙立柱的巷道堆垛機的組成有:載貨平臺（帶貨叉）、上下橫梁、左右兩根立柱。立柱跟橫梁組成一個長方形的框架，一般稱為機架。立柱有方管和圓管，方管不需要加導軌就能達到起升導軌作用，而圓管沒有導軌起升會不穩定，所以需要加導軌在圓管上。雙立柱的巷道堆垛機由于機構的結構跟材料的特點，其有較高的強度跟剛性，由于用自動化控制系統，其有啟動和制動靈敏的優點，導軌的特點使得雙立柱堆垛機運行平穩。而堆垛機整體的特點，又使得在高度較高，起重重量較大的倉庫中較普遍使用。按支撐的方式分類，巷道堆垛機可分為懸掛類型和地面支撐的類型。按行走軌跡的形式不同分，有直線類型，和曲線運行類型堆垛機本文研

10、究的堆垛機是結構形式為雙立柱的，支撐方式為地面支撐型，并且行走軌跡為直線型的巷道堆垛機。1.2.2巷道堆垛機的特點根據倉庫的設計要求，堆垛機整機結構高而窄目的是為了減少倉庫占地面積，其寬度一般不超過載貨臺的寬度，以實現減輕自重和導軌的承受壓力，因此限制了整機的布置和結構的選型；堆垛機要求能夠準確的進行插取貨物，所以要求結構件要滿足較高的制造精度和安裝精度。又要保證行走的安全和穩定性所以應滿足強度和剛度要求；根據貨物存取特點，其取料裝置也特殊設計，伸縮貨叉較為適用；為滿足精準化，快速化作業，堆垛機的電氣傳動機構應嚴格進行設計；任何設備都會可能出現故障，堆垛機也不例外，所以應該有特殊的安全保護裝置

11、，例如斷繩保護等。1.2.3設計的目的和意義傳統的倉儲設備簡單，主要借助人力維護，存取貨靠人力去操作，效率低下。而倉儲自動化的引入，把人從倉庫中解放出去。傳統的倉儲，存取貨的手續、環節較繁瑣，而倉儲自動化則簡化了這些環節，直接通過終端計算機控制，操作機械設備完成同樣的操作。系統的設計自動化倉庫，目的也就是為了簡化某些環節，還為了節省人力。中國是制造強國，沒有強大的物流倉儲系統是滿足不了高生產水平的要求的。倉儲機械的升級也是關鍵的一環節雙立柱的巷道堆垛機應運而生。立體倉庫發揮的就是打破發展瓶頸的作用。1.2.4設計內容及要求整個設計由兩個人完成，其中一個負責行走機構，伸縮貨叉機構等的設計；另一個

12、負責起升機構、門架、安全機構的設計，本文完成的是提升機構、門架、安全機構的設計。共同完成部分為控制方案，以及動畫的內容。一、巷道堆垛機的設計內容包括：1) 巷道堆垛機的貨叉的零部件的設計計算及校核；2) 巷道堆垛機的行走機構的設計計算及其校核；3) 巷道堆垛機的提升機構設計計算及其校核；4) 巷道堆垛機門架及安全機構設計計算及其校核；5) 巷道堆垛機控制系統方案的設計，以及動畫的設計。二、巷道堆垛機設計要求包括：1) 有比較簡單的框架架構，容易操作；2) 較高的啟動和制動精度；3) 較長的使用壽命，及維修方便。1.2.5設計參數堆垛機總高度6m；起升機構起升速度30m/min；行走機構90m/

13、min；伸縮速度20m/min；載重750KG；貨箱規格1000×1000×1000。1.3堆垛機的結構設計概述1.3.1堆垛機的結構的組成與形式堆垛機有幾大裝置，分別為升降機構，行走機構，載貨臺及取貨裝置。下面將對雙立柱巷道堆垛機各個機構部件進行介紹分析。1.3.1.1行走機構 行走機構是堆垛機實現水平運動的驅動機構。該機構由啟動部分、制動部分、減速部分、聯軸器、和行走輪部分組成。根據不同位置可以分為上部行走式，地面行走式，中間行走式等，本文中的行走機構采用的是地面行走式。地面驅動式堆垛機，運行機構安裝在下橫梁上，車輪直徑較小，兩個或者四個稱重輪沿軌道運行，固定在上梁的水

14、平導向輪沿固定上導軌運行。由于這種堆垛機的稱重范圍大，所以廣泛應用于各種高度的立體倉庫中。堆垛機的頂部導向是通過固定在上橫梁工字鋼的水平輪來實現的，上橫梁用螺栓和立柱連在一起。下橫梁用槽鋼和鋼板拼焊，行走驅動機構，主從動輪，電器柜等都安裝在它上面，下橫梁的兩側還有緩沖裝置，防止堆垛機在巷道兩端因失控產生很大的碰撞力。1.3.1.2提升機構提升機構是載貨臺垂直運動的機構。提升機構由幾部分組成，分別為電動機，卷筒，鋼絲繩，減速器，制動器，及柔性件。提升機構工作速度范圍為12.0-30.0m/min，最高可以達到48m/min。常用的柔性件有鋼絲繩還有起重鏈兩種。1.3.1.3伸縮貨叉機構貨叉機構是

15、堆垛機實現存取貨物的執行部件，其裝在堆垛機載貨臺上可以橫向伸縮以便向兩側貨架存取貨物。貨叉多采用三級直線差動式伸縮貨叉，分別由上叉、中叉、下叉組成。貨叉的結構形式為齒輪-齒條方式和鏈輪鏈條方式。圖1-2 伸縮貨叉1.4堆垛機提升機構的設計計算1.4.1堆垛機鋼絲繩設計計算鋼絲繩是起重工作比較常用的繩索之一，根據堆垛機工作環境情況，選擇交互捻鋼絲繩。其拉力強度、耐磨性、撓性等性能都比較好。1.4.2鋼絲繩直徑的確定查機械設計手冊表8-1-2得到鋼絲繩結構為6×37根據鋼絲繩所受的最大靜壓力Smax,確定鋼絲繩的直徑d,計算公式為SpKSmzx式中 Sp鋼絲繩的破斷拉力； K安全系數，查

16、起重機械與吊裝表4-3； Smax鋼絲繩的計算最大拉力根據算出來的Sp值，再按鋼絲繩強度，在設計手冊中查鋼絲繩性能表，確定所要的鋼絲繩直徑。De1e2d式中 D滑輪或卷筒的最小許用直徑，mm; e1取決于起重設備的類型和工作類型的系數； e2鋼絲繩的結構系數，交互捻e2=1，同向捻 e2=0.9 d鋼絲繩的直徑 計算得Sp=Ab=0.85×1550=1317.5查表取d=13 綜上表示選鋼絲繩型號：為6×37+13-1550-I-光-右交 圖1-3 鋼絲繩截面1.4.3堆垛機卷筒計算1.4.3.1 卷筒的材料與制造卷筒在提升機構中將電動機的回轉運動轉換為重物的升降或水平的直

17、線運動。卷筒通常為圓柱型的，特殊要求的卷筒有圓錐形的或曲線形的。本設計卷筒采用的是標準槽。材料為強度不低于HT200的灰鑄鐵， 1.4.3.2 卷筒的主要尺寸計算卷筒的名義直徑D1=hd=325繩槽半徑R=(0.530.56)d 取R=7.15繩槽深度（標準槽）H1=(0.250.4)d 取H1=3.9繩槽節距（標準槽）P1=d+(24) 取P1=16卷筒厚度（鑄鐵卷筒）0.02D+61012 (D=D1-d) 取D=12卷筒長度（雙聯卷筒）L=2L0+L1+L2+Lg L0= HmaxmD1+Z1t=5.5×43.14×325+3×1546 L1=50 L2=3

18、t=45 L=2L0+L1+L2+Lg =246+50+45+50 =332槽底半徑為R=7.0，極限偏差為 0+0.2 d 鋼絲繩直徑 h與機構工作級別和鋼絲繩結構有關系數，按機械設計手冊8-2-2選取 D1按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑 D卷筒繩槽底徑 L1無繩槽的卷筒端部尺寸，按需確定 L2固定繩尾所需長度，L_23t Lg中間光滑部分長度，根據鋼絲繩允許偏斜角確定 Hmax最大起升高度，取5.5m m滑輪組倍率 Z1鋼絲繩安全圈數，Z11.53 P繩槽節距 圖1-4 卷筒1.4.3.3卷筒的強度計算 卷筒壁內表面最大壓應力條件:L3D1=ASmaxpyN/mm2A 與卷筒層數有關的系數

19、表1-1卷繞層數系數卷筒層數n1234系數A11.41.82Smax鋼絲繩最大拉力，NP卷筒節距，mm卷筒壁厚，mmy許用壓應力，N/mm2鑄鐵: y=y4.25, y抗拉強度經驗算y=3.48×104y1.4.4堆垛機滑輪設計計算1.4.4.1滑輪的結構和材料繩索滑輪一般是用來導向和支撐，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力。承受負荷不大的小尺寸滑輪（D<350mm）用鑄鐵（HT200）。安裝方式為直接安裝在滾動軸承上使用。1.4.4滑輪的尺寸確定 由鋼絲繩直徑d=13查機械設計手冊表8-1-86得滑輪直徑為315查表8-3-4繩槽半徑 R=7.0 H=22.5

20、B1=40 E=28 C=1.0 R1=13B2=11 B3=2.5 B4=3.0 M=8 N=0 S=10 圖1-3 滑輪尺寸用表選E1型帶滾動軸承型號（滾珠軸承和深溝球軸承）；查表8-3-5得軸承尺寸如下：D5=100 D6=120 E1=120 寬度34 B=85 B4=79B9=75 D7=180 D17=210 S2=10 B3=95圖1-4 滑輪的構造1.4.4.2輪轂尺寸（HT200）輪轂采用鑄造，退火處理輪轂孔圓柱度公差t1=輪轂孔的公差帶2查機械設計手冊表8-3-6得以下尺寸D7=180 D4=M10 D12=11 D15=205 D17=210D19=185 B=85 F1

21、=6.5 D2=260 R2=12螺栓孔數4 螺釘孔數n=8圖1-5 滑輪斷面尺寸圖1-6 輪轂綜上選擇滑輪型號為：滑輪 E 13×315-100 ZB J80 006.3-87滑輪軸承代號及尺寸：代號6220 d=100 D=180 B=34 d1124.8 D1155.3 rs=2.1 安裝時（ds=112 Da=168 ras=2.1）基本額定負荷：Cr=122KN COr=92.8kn極限轉速：3400r/min脂潤滑 4300r/min油潤滑1.4.4.3滑輪組強度計算繩索拉力合力 ：P=2Ssin2(N)=2×10×sin4527654輪緣最大彎矩 ：

22、Mwmax=pl16=7654×24716=118 Nmm輪緣最大彎曲應力：max=Sl8Wsin2<y(N/mm2)max=Sl8Wsin2=20×2478×8sin45229.5<100N/mm2S繩索拉力，N繩索在滑輪上包角的圓心角l兩輪幅間的輪緣弧長，mmW輪緣抗彎斷面模數，mmy許用壓應力，取100N/mm2經校驗，符合要求！ 1.4.5堆垛機電機選取選取多速籠型異步電動機提升機構功率P=FV103=1000×9.8×28.2601030.75=6.11KW選取型號YZ-160M-6額定功率為7.5kw.額定電流17A轉速

23、960r/min效率=86%功率因素0.77最大轉矩額定轉矩=TmaxTn=2.1TminTn=1.3參考質量 119kg1.4.6堆垛機電機聯軸器的設計 根據電機和卷筒設計選擇GY8型帶沉孔接中軸型聯軸器的基本參數，由機械設計手冊2得l1=107, l2=142,b=50,s=10, d1=d2=65+ 0.0210 圖1-7 卷筒用聯軸器d=120，t=70,b=16-0.016-0.018 圖6 卷筒軸鍵槽斷面聯軸器轉矩的計算查機械設計手冊得：KW=1.0K=1.5Kt=1.0質量M=27.5kgTn=25100000NmKC=KT= K×9550Pwn<TnT=TKWK

24、kZKt=K×9550PwnKkZKt<Tn 3103.8Nm<Tn第二章 堆垛機門架的設計計算2.1門架結構特點 巷道式堆垛機的金屬結構也稱門架，是整個堆垛機的承重結構。門架主要由上橫梁、立柱、下橫梁和控制柜支座組成。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結構，截面性能好，下橫梁上兩側的運行堆垛機由行走電機通過驅動軸驅動行走。輪軸孔在落地鏜銑床一次裝夾加工完成，確保了主、被動輪軸線的平行，從而提高了整機運行平穩性；立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側一次焊接兩條扃鋼導軌 (材質 16Mn)，導軌表面進行硬化處理，耐磨性好。在焊接中采用了具有特殊裝置的自動焊接技術，有效克服了整體

25、結構的變形；上橫梁焊于立柱之上，立柱與下橫梁通過法蘭定位，用高強度螺栓連接，整個主體結構具有重量輕、抗扭、抗彎、剛度大、強度高等特點。2.2門架的彎矩和撓度堆垛機的矩形門架是超靜定結構。這里按角變位移法解如下： 堆垛機門架的設計計算參數： Qd提升裝置的重量 Qa頂梁及附件重量 Qc電氣控制柜等的重量 q柱的單位長度的平均重量產生的慣性力 Qb載物臺、載的物品等的總重量 作用在門架上的慣性力：H1=gQ1及 Qh1g (:減速度，g =9.8米 /秒) hahd下梁的中心分別到Qa Qd的中心的高度 l立柱中心之間的距離 I立柱CD、EF的慣性距 E縱彈性 模量 C由構件中間的載荷在杠端部產生

26、的彎距，稱為載荷項。 頂梁與底梁端部的偏轉角度 R 因構件兩端變位產生的彎距 Ka=I1h1立柱的剛度 K=Il 頂梁、底梁的剛度 n=KK1剛度比 M彎距由分類A查機械設計手冊得許用應力為12300 N/cm.故能滿足上述彎曲應力條件.2.3水平載荷產生的彎距作出作用于框架結構的慣性力圖解： 圖2-1框架結構的慣性力圖解1 圖2-2框架結構的慣性力圖解2圖1 列出角變位移方程： Mef=2EKa（2e+f-3R）Mfe=2EKa2f+e-3RMfg=2EKa（2f+g）Mgh=2EKa（2g+f）Mgh=2EKa（2g+h-3R）+CefMhg=2EKa（2h+g-3R）-CfgMeh=2E

27、Ka（2e+h）Mhe=2EKa（2h+e）其中載荷項：Cgh=（1ha）Hb hbha-hb)+Hchc( ha- hc)+q ha12gChg=（1ha）Hb hb(ha-hb)+Hchc( ha- hc)+q ha12g有節點的彎距平衡方程式：Mfe+ Mfg=0 Mef +Meh=0Mgf+ Mgh=0 Mhe+ Mhg=0由隔離體靜力平衡方程式：Mef +Mfe+ Mgh +Mdc+Ha ha +Hb hb+ Hchc+ q ha12g=0a+b+cd =4 R+（n6EK）(Chg- Cgh-Ha ha-Hb hb- Hchc- q ha12g)由上面各式，可先求出a、b、c、 R

28、再帶入可求出頂梁底梁內力Meh Mhe、Mfg 、Mgf； 、立柱的內力Mef = -Meh、Mfe= - Mfg Mgh= - Mgh、 Mhg= - Mhe圖2.2 列出角變位移方程式： Mef=2EKa（2e+f-3R）-Cef Mfe=2EKa（2f+e-3R）+Cfe Mfg=2EK(2b+) Mgf=2EK(2+b) Mgh=2EKa（2+d-3R） Mhg=2EKa（2d+-3R） Meh=2EK(2a+h) Mhe=2EK(2d+a)固端彎距（載荷項） Cef=（1ha）Hdhd(ha-hd)+ q ha12g Cfe=1haHdhdha-hd+ q ha12g Cgh =Ch

29、g=Cfg=Cgf=Ceh=Che有節點的彎距平衡方程式： Mef+ Meh=0 Mfe+ Mfg=0 Mgf+Mgh=0 Mhg+ Mhe=0有隔離體靜力平衡方程式： Mef+ Mfe+Mgh+ Mhg+ Hdhd + q ha12g e+f+g+h =4R+(n6EK)( Cef -Cfe- Hdhd - q ha12g)=0 解上面各式，可先求出a、b、d、R。再求出上下梁及立柱的內力有水平載荷產生的彎距，可由圖1 圖2疊加得出： Mef= Mef+ Mef Mfg= Mfg+ Mfg Mgh= Mgh+ Mgh Mhe= Mhe+ Mhe又有節點方程式可得 Mef= -Meh Mfg=

30、 -Mfe Mgh= -Mgf Mhe= -Mhg門架立柱端部的線變位 ： =+=ha(R+R)2.4由行走車輪的反力產生的彎距受力分析圖2.3如下：角位移的方程式為：圖2-3 車輪受力分析圖Mfg2=2EK（2f+g）Mef2=2EK（2e+f）Mfe2=2EK（2f+e）Mgf2=2EK（2g+f）Mgh2=2EK（2g+h）Mhg2=2EK（2h+g）Meh2=2EK（2e+h）+CMhg2=2EK（2d+g）-C固端彎距：C=Va e=n2+nC2EKn+1n+3 f = -nc/2EK(n+1)(n+3)e= -h f= -g Mef2=1(n+1)(n+3)(2n+3)Va Mfe

31、2=1(n+1)(n+3)(nVa )Mhe2=1(n+1)(n+3)n(n+2)Va 在此，Mef2= - Mhg2 ，Mfe2= - Mfg2， Mgf2= - Mgh2，Mhe2= - Meh2V：行走車輪的反力，按1/2（堆垛機總重量+載重）求出。2.5有叉取作業產生的彎矩由于貨叉作業，在門架上及與行走方向成直角的方向增加了彎矩，產生了擾度。但是，此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會在貨叉伸出的情況下行走，所以可以認為最大彎矩為Ma和Mb合成的彎矩。 2.6設計數據計算校核2.6.1 框架結構的設計數據上下梁選用鋼板加槽鋼的焊接件，其中槽鋼規格為200*75*9，型號為20#B，I=83

32、50厘米 立柱選用鋼板焊接， I=8900cm） l=1.73m ha=5.95m hb=4.6m hc=1.4m hd=3.0m Qa=210kg Qb=805kg Qc=51kg Qd=255kgq=0.85kg/cm /g=0.1 H=0.1Q 立柱重為56220.84944.2kg堆垛機總重量（自重+載重）=210+805+51+255+944.2+400=2665.2kg載重增加20%作為試驗載荷，為500（1+20%）=600kg根據前面的討論，關于載荷的補加系數，對堆垛機的沖擊系數取第三類，即1.4，作業系數M*=1.1。則載荷組合為M*（Sg+Sl+Sh）。 各部分的彎矩n=K

33、K=IhIl=2.75固定端的彎矩:Cef=33Nm Cfe=12 NmCgh=104Nm Chg=101NmR=R+R=0.0018+0.00075=0.00255行走停止時產生振動使立柱上端產生的線變位： =17800.0025=4.45cm(注：值容許范圍一般在2.45cm,符合要求)2.6.2水平載荷作用下各部分產生的彎矩計算Meh1=M*（Meh+Meh）=1.1（186.4+76.3）=288.9Nm Mfg1= M*(Mfg1+Mfg1)=1.1(170.5+73.5)=268.4NmM= M*(M+M)=1.1(178.3+73.5)=276.9Nm Mhe1= M*(Mhe1

34、+Mhe1)=1.1(176.3+75.1)=276.5Nm 2.6.3行走輪的作用下產生的彎矩計算 V=M*8000-2300-23002=4906kg固端彎矩: C=490645=220. 8Nm因此:M=87.5Nm M=28.3Nm M=133.5 Nm最大彎矩:Mef= -288.9+87.5= -201.4 NmMfe= -268.4+28.3= -240.1NmMfg=268.4-28.3=240.1NmMgf=276.9+28.3=305.2 NmMgh= -276.9-28.3= -305.2 NmMhg= -276.5-87.5= -364 NmMhe=276.3+133.

35、5=409.8NmMeh=288.9-133.4=155.5 Nm2.6.4結構構件的彎曲應力上下梁的斷面系數Z=496 cm,柱的斷面系數Z=788cm則:ef= -250N/cm fe= -3015N/cm fg=4786 N/cm gf=614 N/cm gh= -3871 N/cm hg= -4615 N/cm he=8232 N/cm eh=2875 N/cm隨著堆垛機的往復運動,這些應力循環出現,在下梁E和H點產生最大應力振幅.如用應力比法,則K= -2875 8232= -0.35,按切口分類為A,可查出疲勞許用應力為12550 N/cm.故能滿足上述彎曲應力的條件.第三章 控制

36、系統設計控制系統主要實現的功能主要包括動作控制，即行走運動，上下運動，貨叉伸縮運動的控制，位置檢測控制，即快速確定位置，安全控制，即檢測堆垛機是否具有可運行性，其主要表現形式是在貨物的出庫、入庫、取貨、放貨控制上。3.1位置檢測方式要控制堆垛機的運行并到達指定的位置進行作業，必須有控制方式和確定的位置地址才能準確工作。位置地址的確定主要有相對位置認址和絕對位置認址。 1.相對位置認址 貨架中的貨格都有自己的偏號，層編號與列編號，當地址號輸入到控制系統后，計數器接受指令用目的編號地址減去所在編號地址，差值就代表要走過的相對位置。走過的列數和層數都進行計算，即將到達目標地址時則減速運行，到達時就停

37、止。 2.絕對位置認址 給貨格進行編號，層編號和列編號，對控制裝置輸入編號時，系統接收指令并對指令進行讀取，檢測到相應的時機位置，然后通過地址運算器進行比較再行走，當行進到一定編號地址時開始減速，到達時則停止運行。 本設計采用的是絕對位置地址控制來對堆垛機進行定位。 在控制系統上采用光電開關和地址擋板來定位。 兩對光電開關的位置安裝時設置一定的距離，擋板有一定長度，運行時，第一個開關用于計數，計數到一定時，減速運行，當另一塊開關被擋光時，堆垛機停止。3.2控制的相關設計3.2.1控制總框圖設計堆垛機的控制系統，必須有總控制系統，其系統組成包括計算機監控，位置認址，貨物檢測，運行控制等部分，其控

38、制系統整體框圖如圖4.1圖3.1控制系統整體框圖3.2.2安全檢測程序設計堆垛機要進行正常工作，每次啟動時都必須進行安全檢測，安全檢測程序是堆垛機運行前首先運行的程序，其作用是檢測上次關機是否正確安全，位置是否正確，確保安全后才繼續運行其他程序，如圖3.2為安全檢測流程圖圖3.2安全檢測流程圖3.2.3入庫程序設計貨物在入庫前，對貨物進行分配和標記，分配完后，由輸送系統及貨物輸送到巷道口的入庫臺上，通過計算機系統，對入庫信息進行儲存，堆垛機接收到指令后便進行相關的入庫操作，入庫流程圖如圖4.3所示，圖3.3入庫流程圖另外，如果入庫過程中出現故障，如傳感器失靈，堆垛機受到沖擊等情況時，系統自動報警，并在人工操作下完成復位。3.2.4出庫流程設計堆垛機的入庫操作與出庫相似，出庫前對計算機輸入相應的出庫數據，堆垛機接受指令后，開始對貨物進行定位和檢測，并進行相應的出庫運行，如圖4.4為出庫流程圖， 圖3.4出庫流程圖 同樣的，當堆垛機在出庫時出現故障時，系統也會作出相應的自動報警狀態以警示處理，在人工與自動操作下進行解決。第四章 堆垛機安全機構堆垛機的安全機構是防止鋼絲繩突然斷裂而添加的安全保護裝置。本文的安全機構形式為伸縮銷式，如圖，在吊籃合適的位置各焊一條長度適宜的42×35的無縫鋼管，在鋼管內安裝一個鋼制圓銷，在圓銷一端用小環鏈接已鋼絲繩，穿