毕业设计(论文)-堆垛机升降结构设计[管理资料].docx

刖百发展物流技术不仅仅是人们关注的话题，更主要的是已变成人们脚踏实 地的行动。物流技术的发展离不开物流设备等基础设施的发展，应该说阻碍 物流技术进步的不是软件问题，而更多反映在基础硬件的问题。自动化立体 仓库作为物资流通中的关键单元，担负着重要的作用。现代化大生产，越 来越促使工业生产社会化、专业化、集中化的发展趋势，生产的高度机械化, 自动化必然要求物资的供应分发及时、迅速、准确。这就促使立体仓库技术 得到迅速的发展。现代物流技术对企业的发展起到很大的促进作用，而自动化立体仓库是 现代物流系统中的一个最重要的部分，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。自动化立体仓库是整个物流系统的基础，是整个物流系统能否快速、准 确流通的基石。在自动化立体仓库之前，仓库的存储主要利用人工来搬运，这种仓储方 式的效率是非常的低，由于仓库的高度低仓库的库存量在同一建筑面积情况 下利用率低，工人劳动强度高;而且仓库的管理比较复杂，货物分类复杂。而自动化立体仓库可以解决上述的问题，还可以节省仓储的成本。自动化 立体仓库是现代物流的代表技术，具备提升物流管理水平、提高作业效率、 与ERP系统接口、节省占地等诸多优点。自动化立体仓库以巷道堆垛起得机为主、并结合入出库周边设备来进行 作业的一种仓库。自动货立体具有存储量大存储效率高、空间利用率高、自 动化和信息化水平高等优点，越来越得到人们的广泛认同和普遍使用。我国 在自动化立体仓库这方面起步较慢，但是发展速度很快，目前与欧美西方先 进国家水平日益接近，很多企业也认识到自动化立体仓库对企业的生存的重 要性，利用自动化立体仓库的计算机功能能够获取市场的第一信息，对企业 的决策起到举足轻重的重用o第一章概述自动化立体仓库随着经济的快速发展，当前世界经济向着全球化和市场化前进。集 物流、信息流和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时 代里，进一步促进了世界经济与贸易的发展。代表21世纪国际物流先 进技术的物流配送中心的特征是自动化、计算机化、信息化、网络化、 智能化、柔性化、电子商务化、标准化和社会化。自动化立体仓库在现 代化的物流配送中心中起到了重大的作用，可以说没有自动化立体仓库 就没有现代化的物流系统。在全球化和市场化的国际经济活动中，流通 是联系生产和消费的纽带。只有通过商品流通才能体现出商品的价值及 其使用价值，流通是国民经济运行的大动脉。自动化立体仓库加速了商 品流通，减少了商品损坏，降低产品成本。商品的发展促使世界社会化的进步，从而促使世界经济一体化发展，这 更加使得企业已经跨过了国界，从而企业之间的竞争更加的激烈，这使得企 业之间运用各种方法提高效率，降低成本。自动化立体仓库就是在这个时候 这种情况下发展起来的，这是经济社会的发展决定的。国内外自动化仓库的发展（1）国外自动化仓储的发展 国外自动化仓库是第二次世界大战后开 始建立的，20世纪60年代得到广泛使用，自动化程度不断加大。20世纪 80年代初世界自动化仓库的拥有量已超过4000座，日，美，西欧国家最多。美国是研究和应用自动化仓库技术较早的国家之一。1950年美国制造了 手动控制堆垛机用于仓库内堆垛工作"963年美国率先在高架仓库中采用计 算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。自动化仓库起始于美 国和德国，但在数量上后来被日本超过，除美国，日本外许多西欧国家在研 究自动化仓库方面取得了很大进步。20世纪70年代，发达国家大力推广商 品物流自动化，高速化，信息化，发展城市商品配送中心，简历大型仓库。 巷道堆垛作业双循环次数提高到了 50-70次h,仓库的利用率高达 96%-98%;技术上采用条形码识别系统，巷道堆垛操作台上的显示屏取代了 传动的提货单；移动式机械手或机器人自动检或系统，可把订单所列的多种 货物拣到大集装箱；自动引导小车的使用，使工作效率提高了 20倍。（2）我国自动化仓储的发展 我国在自动化立体仓库的研究和应用方 面起步较早，1963年，并由大连起重机厂完成试制。我国目前已经建厂数百所各种类型的自动仓库，多数是中小型仓库。大 型自动仓库的技术性能和可靠性要求高，工艺性强，设计制造难度大，大多 由外国进口。近几年来，随着我国机械制造技术研究和应用的迅速发展， 大型自动仓库也开始由国内设计和总承包。我国之际引进国外的先进技术和 经验开发设计和制造自动化立体仓库。随着我国自动化仓库的研究和应用的 迅速发展，我国出现了很大科研单位。（3）国外自动化仓库的发展趋势1 .大型自动化仓库系统已经不是发展方向。随着科学技术的发展， 世界主要工业国家都将着眼于开发性能可靠地新产品和采用高技术上， 国内外在建设物流系统及自动化仓库方面也更加注重实用性和安全性。2 .货架普遍采用装配式结构，高层化，有利于批量生产，降低生产 成本，提高精度，便于现场安装和调试。3 .在堆垛机方面，不断推出具有新的外形和更高性能的设备，进一 步提高电子和控制技术的应用。在使堆垛机具有更高定位精度的同时， 提高搜索能力和运行速度。4 .产品生产专业化，规模化，有利于产品质量的提高和成品的降 低。5 .普遍采用扫描技术，提高信息的传输速度和准确性。6 .计算机管理网络化。7 .人工技能技术和多媒体技术的应用。1 .按照建筑形式分类按照建筑形式，自动化仓库可分为整体式和分离式两种。整体式是 指货架除了储存货物外，还可以作为建筑物的支撑结构，分离式是指储存货 物的货架独立存在，在建筑物内部。2 .按照建筑高度分类.按照高度不同，自动仓库可以分为低层型（5米以下），中层型（5 12米）和高层型（12米以上）。3 .按照货架的形式分类按照仓库的构造方式可以分为单元货格式，贯通式，水平旋转式和 垂直旋转式仓库。4 .按照仓库的作业形式分类按照仓库的作业方式可以分为单元货架式，移动货架式和拣选货架 式仓库。5 .按照自动化仓库的作用分类 可以分为生产性仓库和流通式仓库。6 . 按照自动化仓库与生产连接的紧密程度分类 可以分为独立型， 紧密型和紧密型仓库自动化立体仓库系统一般由货物存储系统，货物存取系统，货物输送系 统系统，控制和管理系统四个部分组成。堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作 或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。堆垛机是自动化立体仓库的 重要组成部分，是直接将货物放入制定货格的装置，其形式有多种：堆垛机 形式多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、转巷道式堆株 机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等等。堆垛机的分类方式有很多种，主要分类形式如下：按照立柱的个数分为单立柱式和双立柱式按照有无导轨，堆垛机可以分为有轨堆垛机和无轨堆垛机。有轨堆垛机 是指堆垛机沿着巷道内的轨道运行;无轨堆垛机又称高架叉车。在立体仓库中 主要的作业设备为有轨巷道堆垛机，无轨巷道堆垛机和普通叉车。按照高度不同，堆垛机可以分为低层型，中层型和高层型。低层型堆垛 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: 中层型堆垛机是指起升高度在5-15m之间；高层型堆垛机是指起升高度在 15m以上，主要用于一体式的高层货架仓库。按照驱动方式不同，堆垛机可以分为上部驱动，下部驱动和上下部相结 合的驱动方式。按照自动化程度不同，堆垛机可分为手动，半自动，自动堆垛机。手动 和半自动堆垛机上有司机室，自动堆垛机不带有司机室，采用自动控制装置 进行控制，可以进行自动寻址，自动装卸货物。按照用途不同，堆垛机可以分为桥式堆垛机和巷道堆垛机。堆垛机由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、 载货台、货叉及电气控制系统构成。1.机架堆垛机的机架是整个堆垛机的载体，是承载了堆垛机的全部的重量，它 包括了上横梁、下横梁、立柱，这三部分把机架形成一个集体，机架有单立 柱和双立柱两种形式，在相同情况下，单立柱是用于重量较小，速度较慢的 场合，因为它的振动比较大，刚性不是很好。双立柱则用于承载量大，速度 要求高的场合。机架下面有地轨，是支撑整个堆垛机重量用的，行走轮起到 支撑重量和导向作用。机架上有载货台，控制台，起升机构和货叉等结构。 2.水平行走机构水平行走机构是用于将堆垛机运动到一定地方的装置，由电机驱动，按 照驱动地方的不同，可以分为：地面驱动式，顶部驱动式和中部驱动式等几 种，一般是地面驱动和顶部驱动，本设计就是用地面驱动式，因为地面驱动 式安装简单，地位较为准确。3 .提升机构提升机构就是要完成将载货台提升到一定高度的装置，另外其还要负责 货叉的微升，微将。提升机构的提升方式有：钢丝绳提升，链条提升。提升 机构包括以下部分：电动机、制动器、减速机、卷筒或链轮以及柔性件组成, 常用的柔性件有钢丝绳和起重链等.4 .载货台载货台是一个承载机构，用于安装货叉，同时载货台上有导轮，用于固 定载货台，不使其发生倾斜，钢丝绳或链条连接到载货台上，提升载货台。 5.货叉货叉是直接安装在载货台上，分为上叉，中叉，下叉。目的是当货物到 达相应高度时将货物送进货格，其由电动机等组成。6 .电气控制系统电气控制系统主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。在电力拖动 方面，目前国内多用的是交流变频调速、交流变极调速和可控硅直流调速， 涡流调速己很少使用。对堆垛机的控制一般采用可编程控制器、单片机、单 板机和计算机等。堆垛机必须具有自动认址、货位虚实等检测以及其他检测。 电力拖动系统要同时满足快速、平稳和准确三个方面的要求。堆垛机的结构 设计除需满足强度要求外，还须具有足够的刚性，并且满足精度要求。另外安全保护装置也是堆垛机的重要组成部分，这是为了防止突发的事 故而设置的，一般包括：终端限位保护、连锁保护、正位检测控制、载货台 断绳保护、断电保护等。第二章整体方案的选择2.1门架结构的选择门架结构的设计根据货架形式确定，如图2T：门架结构有单立柱式和双立柱式两种，这两种的选择的选择通常会考虑 到的是立柱的稳定性，结构的紧奏性。双立柱结构的机架由两根立柱和上、 下横梁组成一个长方形的框架。这种结构强度和刚性都比较好，适用于起重 量较大或起升高度比较高的场合。单立柱式堆垛机机架只有一根立柱和一根 下横梁，整机重量比较轻，制造工时和材料消耗少，结构更加紧凑且外形美 观。堆垛机运动时，司机的视野比较宽阔，但刚性稍差。由于载货台与货物 对单立柱的偏心作用，以及行走、制动和加速减速的水平惯性力的作用对立 柱会产生动、静刚度方面的影响。由于本毕业设计组的能力有限，安装水平不高，所以在安装立柱时难免 有误差，同时如果采用单立柱，则在运动的过程中振动会很大，这对水平方 向将产生很大的压力，单立柱还对导论的安装形式和安装精度有较大难度。 综合考虑上诉情况，本设计组决定采用双立柱形式机架。图2-2：双立柱形式根据货架尺寸得到立柱的相关尺寸：，立柱截面宽度为75mmX45mm,0 立柱材料为不锈钢双立柱的固定：立柱的上横梁上安装有行走轮，用于导向作用，立柱安装 在行走小车上，用螺栓将两个小立柱固定在小车上，然后立柱套于小立柱上, 小立柱与立柱之间用螺栓联结。这方面的内容将在后面章节介绍。所谓链条式起升方式就只利用链条链轮进行传动，从而提升货物。从门 架的情况我们可以确定如果采用链条式起升方式，就需要首先用传动链将动 能传递到立柱顶部，再通过起重链来提升货物。下面分析链条起升方式的优缺点：(1)传动链、优点：链传动由链条盒链轮组成，通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传 动。链传动无弹性滑