毕业设计论文立体仓库巷道式堆垛机设计及运动仿真.docx

立体仓库巷道式堆垛机设计及运动仿真摘要：随着现代物流产业的发展，巷道式堆垛机作为自动化立体仓库中重要的搬运、起重、堆垛设备，对立体仓库的出入库、效率有决定性影响。本文分析堆垛机设计要求，拟定总体方案，对巷道式堆垛机的行走机构、升降机构、货叉伸缩机构等主要工作机构进行了分析，完成总体结构、传动系统、控制系统设计。对于新型巷道式堆垛机的结构设计中，其内容主要涉及了这几个方面：巷道式堆垛起重机的总体运动方案设计和机构分析设计，升降机构的设计，行走机构设计，货叉伸缩机构的设计，机体支架机构的设计，安全机构的设计等其他装置设计。整体设计分别对各机构从电动机的选取开始，再对各机构的特殊零件和装置进行选取和结构分析设计计算，以达到设计出合适的巷道式堆垛机的目的。本次设计的巷道式堆垛机性能好、运动简单、操作十分方便、可以满足现代工业物流的需要。关键词：有轨巷道式堆垛机、立体仓库、现代物流Designandmotionsimu1ationoftunne1stackerinstereoscopicwarehouseAbstract:Withthedeve1opmentofmodern1ogisticsindustry,asanimportanthand1ing,1iftingandstackingequipmentintheautomatedwarehouse,theroadwaystackerhasadecisiveimpactonthewarehousingandefficiencyofthewarehouse.Thispaperana1yzesthedesignrequirementsofthestacker,drawsuptheovera11p1an,ana1yzesthemainworkingmechanismsoftheroadwaystacker,suchasthewa1kingmechanism,1iftingmechanism,forkte1escopicmechanism,andcomp1etesthedesignoftheovera11structure,transmissionsystemandcontro1system.Forthestructura1designofthenewtypeoftunne1stacker,itscontentmain1yinvo1vestheseaspects:theovera11motionschemedesignandmechanismana1ysisdesignofthetunne1stacker,thedesignofthe1iftingmechanism,thedesignofthewa1kingmechanism,thedesignoftheforkte1escopicmechanism,thedesignofthebodysupportmechanism,thedesignofthesafetymechanismandotherdevicedesign.Theovera11designstartsfromthese1ectionofthemotorforeachmechanism,andthencarriesoutthese1ectionandstructura1ana1ysisanddesignca1cu1ationforthespecia1partsanddevicesofeachmechanism,soastoachievethepurposeofdesigningasuitab1eroadwaystacker.Thedesignoftheroadwaystackerhasgoodperformance,simp1emovement,convenientoperation,andcanmeettheneedsofmodernindustria11ogistics.Keywords：rai1tunne1stacker,three-dimensiona1warehouse,modem1ogistics1绪论11.1 巷道式堆垛机的发展11.2 巷道式堆垛机的类型21.3巷道式堆垛机的发展现状及特点32总体结构分析和运动方案设计42.1 双立柱巷道式堆垛起重机的整体运动方案设计42.2 主要装置52.2.1立柱52.2.2升降载货台52.2.3行走机构52.2.4升降机构52.2.5货叉机构62.2.6安全机构63双立柱巷道式堆垛机行走机构的设计73.1堆垛机行走轮的设计73.2行走轮轴的计算83.3行走机构电动机的选择93.4行走机构缓冲器的选择103.5V带轮和V带的选择计算104双立柱堆垛机升降机构的设计134.1电动机的选择134.2钢丝绳和滑轮的设计144.3升降卷筒的设计154. 4联轴器的选择155. 5蜗轮蜗杆减速器的选择165堆垛机货叉机构的设计和校核176. 1货叉机构的受力分析175.1.1货叉机构下叉的受力分析175.1.2货叉机构中叉的受力分析185.1.3货叉机构上叉的受力分析205.2货叉机构各机构参数的计算215.3货叉机构内部机构的选取和校核215.3.1齿轮的选择和校核215.3.2链轮链条的选择和校核235.4货叉机构中的电机的选择246堆垛机的立柱设计16.1堆垛机的立柱性能设计准则16.2立柱设计的一般准则16.3立柱设计的一般步骤17结论3参考文献4致谢61绪论随着当前我国实体经济快速融入工业全球化发展趋势的逐渐走向深化，逐步加深，自进入20世纪，世界各国就在为了提高本国的科技实力，经济实力，文化软实力，还有军事软实力而不断努力，科学技术得到了蓬勃发展，世界上的各个国家都面临着亘古未有的机遇与挑战。而中国在进入改革开放之后，就开始全速追赶世界发展的速度，中国的各个行业，各界人士都为了中国的发展而不懈努力，有些与国家合作进行科技创新，有些与国外公司合作进行科技学习，有些利用自身的才学进行自主创业，中国各地各类工厂蜂拥而起，出现了形形色色的产品，这就对了现代物流系统技术提出来新的高要求，现代物流在这个时候呈现一种新的快速发展趋势。在中国，物流涉及到方方面面，对物流系统的改善和合理性的提高，有利于使中国工业发展速度加快，强化中国的产业结构，提升中国的工业实力。立体仓库系统是我们现代工业物流中十分关键的一部分，而有轨巷道式立体仓库堆垛起重机械是现代立体仓库中最最关键的一种行走装卸运输，升降等存取运输设备，是现代立体仓库系统中的一种标志性运输机械，本文从堆垛机的应用方式，结构特点进行初步的设计与研究11巷道式堆垛机的发展有轨巷道式工业堆垛起重机械是随着工业仓库的不断发展而逐渐出现的一种仓库专用起重机械，通常我们称他为堆垛机。立体仓库中最重要的货物行走机构和运输机械装备主要是堆垛起重机，它是标志性机械。而立体仓库是顺应现代物流快速发展趋势下而不断改进的关键系统，随着仓库的不断改进，货仓已经不单单是杂乱无章的堆放货物的场所，货仓随着科技的成长，向着自动化、立体化方向发展，能过快速存取货物，以节省时间，人力等。而堆垛起重机可在较高的货架中沿着轨道运动，将货物及时的存放或拿取。启用了桥式堆垛大型起重机的大型立体仓库首先在50年代初的美国首次出现；50年代末60年代初，出现了一种可以由机车驾驶员自行操作的采用巷道式堆垛起重机的立体仓库；1963年美国最先使用由计算机控制的立体仓库，在这之后采用自动化后的大型立体仓库在整个现代世界迅速发展。而我国在20世纪70年代，开始了大量自主开发研究设计生产有轨自动化的巷道式堆垛机，在1980年以后才使我国的第一座自动化立体仓库在北京正是竣工投产2o堆垛机出现之初主要是以一台桥式小车堆垛机的一种形式一在一台桥式小车起重机的起重架和小车上直接吊挂一个主机门架，通过一个货叉在带动堆垛机主机门架立柱上的自动升降，和带动堆垛车主机门架立柱的内部旋转动作来存取小车搬运来的货物。后来通过不断发展，发明了一种可以在货物轨道上自由运动的有轨堆垛机，这种有轨堆垛机不仅可以直接利用装在地面上的货物轨道移动行走，并且可以直接利用装在货架上的导轨道来防止货物摔倒。渐渐的，巷道式堆垛机逐渐代替了桥式堆垛机，并且随着世界进入信息化时代，电子计算机的发展也愈加成熟，堆垛机的应用也越来越普及，性能也越来越齐全，技术能力也越来越成熟高效1.2 巷道式堆垛机的类型巷道式堆垛机运动类型按现在的堆垛机械行业技术标准，分类运动方式各种各样，如按主体支撑运动方式、控制运动方式、结构、运动方向轨迹、用途等分类。目前.，最为流行的分类方式是按结构。按结构的不同，巷道式堆垛机可分为单立柱有轨巷道堆垛机，双立柱有轨巷道堆垛机。(A)单立柱巷道式堆垛机单立柱堆垛机的工作机构简单，由一根方形立柱，上部的横梁，下部的横梁连接组成一个工字型结构框架。立柱多采用优质H型钢或者根据具体工艺要求进行特制成型焊接工艺制作，立柱上需要添加焊接导轨，立柱上段设有钢丝绳卷筒，可通过卷筒来达到升降货物的目的。单立柱堆垛机的整体结构比较简单，用料较少，整体结构质量偏轻，以至于它的载货台和其他货物容易对它产生偏心性的作用，这导致单立柱堆垛机整体有很多限制，不适合应用在起重质量大的场合。其结构如图1I所示：图11单立柱巷道式堆垛机(B)双立柱巷道式堆垛机双立柱巷道式堆垛机与单立柱巷道式堆垛机配置相比，双立柱堆垛机的机架比单立柱堆垛机要多一根巷道立柱，堆垛机的立柱一般有圆形管和方形管两种，这里采用的是方形管°，双立柱较于单立柱来说，具有更好的强度和刚度，载货能力和运行速度都比单立柱的强，一般双立柱堆垛机可提升20米左右，整个运动过程比较平稳。对于大型仓库，双立柱更有优势。且双立柱堆垛机的定位能力更好。其结构如图12所示。图1.2双立柱巷道式堆垛机1.3 巷道式堆垛机的发展现状及特点自二战结束后，全球经济都在快速恢复，如今已经达到了快速发展的地步，传统行业也面临着革新和进步，消费方式也出现了明显的改变，在中国，网购已经成为了消费方式的主要形式之一，是全国经济的重要来源之一，说到网购就不得不提到物流，物流在经济活动中的作用越来越受到企业的重视，对物流人才的需要也愈加急迫。根据最新数据，物流人才已经成为中国最急缺的人才之一，而立体仓库作为物流环节中的重要部分，也越来越现代化、智能化。随着科技和技术的发展，大家将注意力转移到堆垛机的改善当中，目前国内很多企业都开始将科研资金投入堆垛机的研究，堆垛机作为自动化立体仓库中的非常重要的组成，承担着产品运输的绝对多数任务。早期的堆垛机主要是桥式堆垛机，桥式堆垛机有点像是车间中的行车，依靠横梁悬吊在门框上，利用门框的移动来实现货物的运输，而如今早已发展成了巷道式堆垛机，巷道式堆垛机则是利用轨道来实现移动，具有更好的稳定性。跟桥式堆垛机相比，巷道式堆垛机具有以下的优点：a）有轨巷道式堆垛机不仅可以省出更多的空间，而且与桥式堆垛机相比（桥式堆垛机需要预留出很多的空间），这样大大提高了空间的利用率。b）有轨巷道式堆垛机的醒购导轨的宽度没有必要设计的很大，因此不需要收到桥式堆垛机大梁的跨度限制。C）桥式堆垛机不便于自动化控制，更适用于人工控制或者半自动化控制。而有轨巷道式堆垛机如今更适合信息化控制O2总体结构分析和运动方案设计2.1双立柱巷道式堆垛起重机的整体运动方案设计双立柱堆垛机与单立柱堆垛机相比，承重能力更好，强度高，运动更加平稳，定位更加准确，所以双立柱更加广泛应用于立体仓库中，所以鉴于这些优点，我对双立柱堆垛机进行研究和设计。双立柱巷道式堆垛机主要应用