立體倉(cāng)庫(kù)巷道式堆垛機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

南京理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)作者：學(xué)號(hào)：系：機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化題目：立體倉(cāng)庫(kù)巷道式堆垛機(jī)設(shè)計(jì)指導(dǎo)者：評(píng)閱者：2009年06月17日畢業(yè)設(shè)計(jì)中文摘要立體倉(cāng)庫(kù)巷道式堆垛機(jī)設(shè)計(jì)摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有軌巷道堆垛機(jī)作為立體倉(cāng)庫(kù)的核心設(shè)備,應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我國(guó)物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)有軌巷道堆垛機(jī)的性能提出了更高的要求。綜合比較了幾種升降方案后，升降裝置采用鋼絲繩卷筒式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，用戶也比較熟悉。安全防墜器、高度限位裝置作為有軌巷道堆垛機(jī)的安全保護(hù)裝置，當(dāng)有軌巷道堆垛機(jī)遇到突發(fā)事故時(shí)它可以防止載貨臺(tái)墜落事故的發(fā)生，保證人員及貨物的安全。安全防墜器采用楔塊式制動(dòng)，靈敏度高、可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠有效地防止載貨臺(tái)墜落事故的發(fā)生。貨叉采用帶有行程倍增機(jī)構(gòu)的三級(jí)伸縮貨叉，貨叉收回時(shí)，其本身的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于堆垛機(jī)運(yùn)行巷道的寬度，貨叉進(jìn)行存取貨物時(shí)，貨叉的行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巷道的寬度。關(guān)鍵詞：有軌巷道堆垛機(jī)三級(jí)伸縮貨叉安全防墜器畢業(yè)設(shè)計(jì)外文摘要DesignofarailroadaislestackingcraneinstereoscopicwarehouseAbstractWiththedevelopmentofeconomic,railroadaislestackingcraneisthecoreequipmentofstereoscopicwarehouse,ithasbecomemorewidespreadinrecentyears.Higherdemandsarealsoaskedfortheperformanceandreliabilityoftherailroadaislestackingcrane.Afterthesynthesishascomparedseveralkindofconstructionselevatorsoverallplan,usesthesteelwiretohoistthetype,itsstructuresimple,thestressisclearabout,theusersalsofamiliar.Thesecurityguardsagainstfalling，highlythespacinginstallmenttakestheconstructionelevatorthesafekeepingofsecurityinstallmentwhichcanavoidthefallingofthecagetoassurethepeopleandgoodssafetyassoonastheconstructionhoistmeetsaccident.Thesecurityguardswhichmakeuseofwedgeblockforbrake.Thissafetyanti-fallingdevicehavehighsensitivity，goodreliability，simpleconfigurationandeasytotest，whichcanavailablyavoidthefailingaccidentofthecage.TheForktripwithadoublebodyisathree-tiertelescopicfork,whenforkisrecovered,thelengthofitsownisfarlessthanthewidthofroadway,whenaccessingtogoods,theforkismuchlongerthanthewidthofroadway.Keywords：railroadaislestackingcranethree-tiertelescopicforksecurityguards目次1緒論 1有巷軌道堆垛機(jī)的發(fā)展 1有軌巷道堆垛機(jī)的類(lèi)型 1有軌巷道堆垛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn) 32有巷軌道堆垛機(jī)總體方案的確定 5有軌巷道堆垛機(jī)功能分析 52.2.立柱模塊的設(shè)計(jì) 7行走機(jī)構(gòu)模塊 82.4起升機(jī)構(gòu)模塊 9載貨臺(tái)模塊 9載貨臺(tái)斷繩保護(hù)裝置 102.7貨叉機(jī)構(gòu)模塊 133有軌巷道堆垛機(jī)基型產(chǎn)品設(shè)計(jì) 14立柱模塊設(shè)計(jì) 14行走機(jī)構(gòu)模塊 18起升裝置的選擇計(jì)算 21貨叉機(jī)構(gòu)模塊設(shè)計(jì) 23結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31致謝 331緒論有軌巷道堆垛機(jī)是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)用起重機(jī)，通常簡(jiǎn)稱為堆垛機(jī)。巷道堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，是代表立體倉(cāng)庫(kù)特征的標(biāo)志。其主要用途是在高層貨架倉(cāng)庫(kù)的巷道內(nèi)沿軌道運(yùn)行，將位于巷道口的貨物存人貨格或者取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口完成出入庫(kù)作業(yè)[1]。50年代初，美國(guó)首先出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)；1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。此后，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在美國(guó)和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專(zhuān)門(mén)的學(xué)科。在20世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開(kāi)始研究采用有軌巷道式堆垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)。1980年我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在北京汽車(chē)制造廠投產(chǎn)，從此自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展[2]。早期的堆垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車(chē)上懸掛一個(gè)門(mén)架，利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動(dòng)及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物，通常稱之為橋式堆垛機(jī)[3]。1960年左右在美國(guó)出現(xiàn)了巷道堆垛機(jī)，這種堆垛機(jī)是在地面的導(dǎo)軌上行走，利用貨架上部的導(dǎo)軌防止傾倒，或者在上部導(dǎo)軌上行走，利用地面導(dǎo)軌防止傾倒。隨著立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，巷道堆垛機(jī)逐漸替代了橋式堆垛機(jī)。日本從1967年開(kāi)始安裝高度為25高度的堆垛機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，堆垛機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)性能越來(lái)越好，高度也在不斷增加，到1970年實(shí)現(xiàn)了由貨架支承的高度為40的堆垛機(jī)。堆垛機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高，目前堆垛機(jī)水平運(yùn)行速度最高達(dá)2OO(小載重量的堆垛機(jī)己達(dá)300)，起升速度高達(dá)120貨叉伸縮速度達(dá)50[4]。按現(xiàn)行機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有軌巷道堆垛機(jī)分類(lèi)方式多種多樣，如按支承方式、用途、控制方式、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行軌跡等分類(lèi)。在目前立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用中，堆垛機(jī)最常見(jiàn)的是按結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行軌跡分類(lèi)。按結(jié)構(gòu)形式，分為雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)和單立柱有軌巷道堆垛機(jī)①雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)雙立柱有軌巷道堆垛機(jī)由兩根立柱、上橫梁、下橫梁和帶貨叉的載貨臺(tái)組成，立柱、上橫梁和下橫梁組成一個(gè)長(zhǎng)方形的框架，一般稱為機(jī)架。立柱形式有方管和圓管兩種，方管可兼作起升導(dǎo)軌，圓管需要附加起升導(dǎo)軌。這種堆垛機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度和剛性都比較好，能快速起、制動(dòng)，并且運(yùn)行平穩(wěn)。一般用在起升高度較高、起重量較大和水平運(yùn)行速度較高的立體倉(cāng)庫(kù)中，其缺點(diǎn)是自重較大。雙立柱堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，普遍采用鏈條傳動(dòng)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條牽引載貨臺(tái)沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。②單立柱有軌巷道堆垛機(jī)單立柱有軌巷道堆垛機(jī)的機(jī)架由一根立柱、下橫梁和上橫梁組成。立柱多采用型鋼或焊接制作，立柱上附加導(dǎo)軌，整機(jī)重量較輕，消耗材料少，因此制造成本相對(duì)較低，但剛性稍差。由于載貨臺(tái)和貨物對(duì)立柱有偏心作用，以及行走、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平慣性力作用，使單立柱有軌巷道堆垛機(jī)在使用上有較大的局限性，不適于起重量大和水平運(yùn)行速度高的堆垛機(jī)。單立柱堆垛機(jī)的起升結(jié)構(gòu)，普遍采用鋼絲繩傳動(dòng)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩牽引載貨臺(tái)沿立柱或起升導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。對(duì)于鋼絲繩傳動(dòng)，傳動(dòng)和布置相對(duì)容易，但定位準(zhǔn)確性稍差。其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。按運(yùn)行軌跡形式不同，分為直線運(yùn)行型堆垛機(jī)和曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)堆垛機(jī)水平驅(qū)動(dòng)裝置一般安裝在堆垛機(jī)下橫梁上，通過(guò)電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使堆垛機(jī)沿水平方向運(yùn)行，此種地面驅(qū)動(dòng)方式使用最為普遍。一般用兩個(gè)承重車(chē)輪，沿鋪設(shè)在地面上的軌道（通常叫地軌）運(yùn)行。通過(guò)下部?jī)山M水平輪沿軌道運(yùn)行導(dǎo)向，在堆垛機(jī)頂部?jī)山M導(dǎo)向輪沿上軌道（通常叫天軌）運(yùn)行輔助導(dǎo)向。①直線運(yùn)行型堆垛機(jī)直線運(yùn)行型堆垛機(jī)只能在巷道內(nèi)直線軌道上運(yùn)行，不能自行轉(zhuǎn)換巷道，只能通過(guò)其他輸送設(shè)備轉(zhuǎn)換巷道。直線運(yùn)行型堆垛機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，能夠滿足出入庫(kù)頻率較高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè)，應(yīng)用最為廣泛。②曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)行走輪與下橫梁是通過(guò)垂直軸鉸接的，能夠在環(huán)形或其他曲線軌道上運(yùn)行，不通過(guò)其他輸送設(shè)備便可以從一個(gè)巷道自行轉(zhuǎn)移到另一個(gè)巷道。此種堆垛機(jī)通常叫做轉(zhuǎn)軌堆垛機(jī)。曲線運(yùn)行型堆垛機(jī)在使用上有局限性，只適用于出入庫(kù)頻率較低的立體倉(cāng)庫(kù)。因?yàn)椴坏珗?chǎng)地要受到轉(zhuǎn)彎半徑的限制，而且轉(zhuǎn)彎時(shí)速度特別慢，不能滿足出人庫(kù)頻率高的立體倉(cāng)庫(kù)作業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的日益加快和信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)行業(yè)和消費(fèi)方式正發(fā)生著深刻的變化，物流在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的作用越來(lái)越受到企業(yè)的重視，物流人才的需求也在日益增長(zhǎng)。目前，物流人才已經(jīng)被列為我國(guó)12大類(lèi)緊缺人才之一，有報(bào)道稱“物流人才的需求已超過(guò)600萬(wàn)”[5]。物流實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)正是要搭建一座理論與實(shí)踐的橋梁，目前，我國(guó)許多高校已經(jīng)建立了物流實(shí)驗(yàn)室，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)有160多所高校建立了自己的物流實(shí)驗(yàn)室。物流實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，深化學(xué)生對(duì)現(xiàn)代物流理論的理解，提高學(xué)生的操作能力,內(nèi)融機(jī)械、電氣、電子及計(jì)算機(jī)等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，在這種技術(shù)中，不同領(lǐng)域和層次的知識(shí)與能力融會(huì)在一起。隨著面向高校和科研的物流實(shí)驗(yàn)室的紛紛建立，作為現(xiàn)代物流實(shí)驗(yàn)室的核心搬運(yùn)設(shè)備小型有軌巷道堆垛機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)許多公司開(kāi)始生產(chǎn)各種系列的小型有軌巷道堆垛機(jī)。例如北京絡(luò)捷斯特科技發(fā)展，生產(chǎn)的小型有軌巷道堆垛機(jī)可容納托盤(pán)尺寸460×460，可承載重量15，定位精度為1。這種小型有軌巷道堆垛機(jī)目前已經(jīng)在清華大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)等30多所高校的實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用。深圳市飛鴻科技生產(chǎn)的小型堆垛機(jī)額定載重量為15，采用PLC控制方式，也在高校中得到了廣泛應(yīng)用。另外，國(guó)內(nèi)還有其它一些公司進(jìn)行小型有軌巷道堆垛機(jī)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)。與工業(yè)級(jí)用的大型有軌巷道堆垛機(jī)相比，小型有軌巷道堆垛機(jī)在構(gòu)造上有其自身的特點(diǎn)：(1)機(jī)架采用輕質(zhì)焊接鋼管和薄壁折彎件組成，導(dǎo)向輪和貨叉等零件也較多采用工程塑料、尼龍和鋁合金等輕型材料，整機(jī)質(zhì)量輕，運(yùn)動(dòng)慣性小。(2)由于起升高度低，承載能力小，機(jī)上的安全裝置比較簡(jiǎn)單，外型比較簡(jiǎn)潔。(3)由于起升高度低，一般不采用卷?yè)P(yáng)式起升機(jī)構(gòu)，而是使用鏈條或鋼絲繩牽引式起升機(jī)構(gòu)。行走輪和驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)之間多采用撓性傳動(dòng)，方便驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置，減少機(jī)身寬度，以適應(yīng)狹窄巷道。(4)伸縮貨叉一般采用三層式板叉，鋼絲滑輪直線差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)或微型交流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2有巷軌道堆垛機(jī)總體方案的確定有軌巷道堆垛機(jī)基本功能是在控制系統(tǒng)或人工控制下，按照指令完成對(duì)貨架內(nèi)及站臺(tái)貨物的存取和輸送。主要?jiǎng)幼髅枋觯河熊壪锏蓝讯鈾C(jī)在貨架巷道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可以分解為沿貨架巷道的水平方向的行走運(yùn)動(dòng)、沿有軌巷道堆垛機(jī)立柱或立柱導(dǎo)軌的垂直起升運(yùn)動(dòng)和對(duì)出入庫(kù)站臺(tái)的貨物的存取運(yùn)動(dòng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單敘述為：在堆垛機(jī)的頂部和底部上分別裝有一組或兩組導(dǎo)向輪，夾持著天軌和地軌(天軌安裝于貨架上，地軌安裝在地面上)，行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)與地軌接觸的行走輪，在天軌和地軌的約束下，堆垛機(jī)在巷道內(nèi)水平行走；系著鋼絲繩或鏈條的載貨臺(tái)，在起升電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下拉動(dòng)載貨臺(tái)使其沿立柱或者立柱兩側(cè)的導(dǎo)軌完成升降運(yùn)動(dòng)；貨叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)行程倍增機(jī)構(gòu)，使上叉完成左右存、取貨物運(yùn)動(dòng)。三種運(yùn)動(dòng)分別在控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制下，完成貨物的出、人庫(kù)工作。為完成有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)的基本功能，設(shè)備必須具備三個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)功能，需要對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行有效的控制，有軌巷道堆垛機(jī)除了完成貨物的存取外，設(shè)備安全也是其功能中的重要組成部分。一般把有軌巷道堆垛機(jī)水平運(yùn)行的方向稱為X方向，起升運(yùn)行的方向稱為Y方向，貨叉運(yùn)行的方向稱為Z方向。有軌巷道堆垛機(jī)沿X、Y和Z三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)完成貨物的搬運(yùn)是有軌巷道堆垛機(jī)的基本功能。有軌巷道堆垛機(jī)總功能可分解為沿X方向的運(yùn)動(dòng)的分功能、沿Y方向的運(yùn)動(dòng)的分功能和沿Z方向的運(yùn)動(dòng)分功能，如圖2.1所示：有軌巷道堆垛機(jī)總功能有軌巷道堆垛機(jī)總功能沿Y方向的分功能沿Z方向的分功能沿X方向的分功能沿X方向的水平運(yùn)動(dòng)的分功能主要由有軌巷道堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)來(lái)完成，行走機(jī)構(gòu)主要有電機(jī)、主動(dòng)行走輪、被動(dòng)行走輪、行走輪軸、軸承等主要零部件組成。電動(dòng)機(jī)裝在主動(dòng)行走輪上，驅(qū)動(dòng)有軌巷道堆垛機(jī)在地軌上運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)電源切斷時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠自動(dòng)制動(dòng)，使有軌巷道堆垛機(jī)停止在立體庫(kù)的巷道中。沿Y方向的起升運(yùn)動(dòng)的分功能主要由起升機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。起升機(jī)構(gòu)主要有起升電機(jī)、卷筒、鋼絲繩等零部件組成。鋼絲繩與載貨臺(tái)相連接，與上橫梁的鏈輪組成封閉結(jié)構(gòu)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩傳動(dòng)帶動(dòng)載貨臺(tái)在立柱的導(dǎo)軌上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。沿Z方向伸縮的運(yùn)動(dòng)分功能主要由貨叉機(jī)構(gòu)來(lái)完成貨物的存取，貨叉主要由電動(dòng)機(jī)、下叉、中叉、上叉、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及齒輪齒條傳動(dòng)組等零部件組成[6]。有軌巷道堆垛機(jī)三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)都是在控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)的。因此，根據(jù)上面的對(duì)有軌巷道堆垛機(jī)進(jìn)行功能分析及功能分解，可以得出有軌巷道堆垛機(jī)的功能模塊，如圖2.2所示：有軌巷道堆垛機(jī)有軌巷道堆垛機(jī)控制模塊立柱模塊行走模塊起升模塊載貨臺(tái)模塊貨叉模塊立柱下橫梁起升電機(jī)載貨臺(tái)上叉法蘭盤(pán)卷筒導(dǎo)向輪組中叉立柱導(dǎo)軌下叉緩沖器驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)導(dǎo)向輪組鏈傳動(dòng)組齒輪齒條傳動(dòng)組主動(dòng)行走輪組被動(dòng)行走輪組導(dǎo)向輪組鋼絲繩圖2.2有軌巷道堆垛機(jī)功能模塊另外，為保證機(jī)器及人員的安全，應(yīng)有一些輔助安全保護(hù)功能：運(yùn)動(dòng)防護(hù)功能是有軌巷道堆垛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)中重要的安全功能，該功能部件由安裝于地軌終端的機(jī)械緩沖裝置構(gòu)成。該功能部件保護(hù)有軌巷道堆垛機(jī)在控制失去作用的條件下，將有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)行的動(dòng)能吸收，避免有軌巷道堆垛機(jī)發(fā)生沖出軌道等惡性事故，終端防護(hù)緩沖堆垛機(jī)質(zhì)量和運(yùn)行速度有關(guān)，需要按照標(biāo)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有軌巷道準(zhǔn)選擇。載貨臺(tái)斷繩保護(hù)，當(dāng)堆垛起重機(jī)載貨臺(tái)的起吊裝置失控、載貨臺(tái)產(chǎn)生加速度下墜時(shí)，應(yīng)有保護(hù)裝置對(duì)載貨臺(tái)施加制動(dòng)力，確保機(jī)構(gòu)、貨物及工作人員的安全。系統(tǒng)總體方案示意圖如下：1．貨物2．貨叉伸縮機(jī)構(gòu)3．載貨臺(tái)4．司機(jī)室5．立柱6．下橫梁7．水平運(yùn)行機(jī)構(gòu)8．起升機(jī)構(gòu)9．鋼絲繩10．升降導(dǎo)軌11．頂部滑輪12．上部導(dǎo)輪立柱模塊主要有立柱、導(dǎo)軌和法蘭盤(pán)組成，立柱通過(guò)法蘭盤(pán)與下橫梁聯(lián)結(jié)，導(dǎo)軌是載貨臺(tái)沿立柱上下運(yùn)行的軌道。立柱采用熱軋H型鋼和鋼板焊接而成，在滿足剛度和強(qiáng)度的情況下使得重量減輕，節(jié)省了材料，而且外形美觀。立柱模塊結(jié)構(gòu)如圖2.4所示：圖2.4立柱模塊結(jié)構(gòu)及截面圖利用pro/engineer軟件將其生成三維圖如下：圖2.5立柱模塊用同樣的方法，生成立柱模塊的其它零件的三維模型，如圖2.6：(a)導(dǎo)軌(b)導(dǎo)軌堵頭（c）立柱法蘭盤(pán)圖2.6立柱模塊零部件三維模型行走機(jī)構(gòu)模塊是有軌巷道堆垛機(jī)的重要組成部分，它主要有下橫梁、主動(dòng)行走輪組、被動(dòng)行走輪組、下橫梁導(dǎo)向輪及緩沖器等零部件組成。下橫梁是模塊零部件的支撐機(jī)構(gòu)，又是堆垛機(jī)的承載構(gòu)件，因此它要有足夠的強(qiáng)度和剛度。主動(dòng)行走輪組和被動(dòng)行走輪組是堆垛機(jī)的重要部件，主、被動(dòng)行走輪組結(jié)構(gòu)基本相同，主要由行走輪、行走輪軸、軸承等零件組成。通過(guò)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)行走輪組在地軌上運(yùn)動(dòng)，完成有軌巷道堆垛機(jī)沿巷道方向的水平行走；法蘭盤(pán)固定在下橫梁的上部，用來(lái)固定減速電機(jī)，也是與立柱模塊聯(lián)結(jié)的接口。下橫梁導(dǎo)向輪組通過(guò)支架固定在下橫梁上，兩組導(dǎo)向輪組夾在地軌兩端，使有軌巷道堆垛機(jī)水平運(yùn)行時(shí)，能夠沿著地軌行走不至于跑偏，起到導(dǎo)向的作用。緩沖器同上橫梁的一樣，主要用來(lái)吸收堆垛機(jī)運(yùn)行到巷道兩端時(shí)發(fā)生碰撞產(chǎn)生的能量。(a)下橫梁(b)直軸導(dǎo)向輪組(c)偏心軸導(dǎo)向輪組圖2.7行走機(jī)構(gòu)模塊零件圖有軌巷道堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)模塊主要完成堆垛機(jī)的載貨臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)，起升機(jī)構(gòu)是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、卷筒、滑動(dòng)輪組和鋼絲繩組成，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。載貨臺(tái)是貨物單元承接裝置，用來(lái)支撐貨叉裝置。通過(guò)鏈條與起升機(jī)構(gòu)模塊連接，通過(guò)起升機(jī)構(gòu)模塊驅(qū)動(dòng)載貨臺(tái)沿立柱導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。載貨臺(tái)模塊主要由載貨臺(tái)、導(dǎo)向輪組等零部件組成。載貨臺(tái)主要用來(lái)固定鏈條和貨叉機(jī)構(gòu)，承受著貨叉和貨物的重量，要滿足強(qiáng)度和剛度要求。載貨臺(tái)模塊包含多個(gè)導(dǎo)向輪組，導(dǎo)向輪組主要由導(dǎo)向輪、軸承和導(dǎo)向輪軸組成。導(dǎo)向輪組主要與立柱導(dǎo)軌接觸，使載貨臺(tái)模塊與立柱模塊連接起來(lái)。根據(jù)起重機(jī)等安全規(guī)范規(guī)定，其安全裝置除按起重機(jī)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)外，還應(yīng)具備如下條件：①應(yīng)有兩根以上的提升用鋼絲繩或鏈條；②應(yīng)有在提升用鋼絲繩或鏈條斷裂時(shí)，載貨臺(tái)在下降過(guò)程中自動(dòng)制動(dòng)的裝置；③提升用鋼絲繩或鏈條的安全系數(shù)必須在10以上；④為防止載貨臺(tái)與下梁撞擊，應(yīng)設(shè)有防止下降過(guò)頭的安全裝置；⑤當(dāng)載貨臺(tái)上裝有貨叉時(shí)，構(gòu)造上應(yīng)保證只有在貨叉縮回時(shí)才能行走。載貨臺(tái)導(dǎo)向輪如下圖：載貨臺(tái)斷繩保護(hù)裝置垛起重機(jī)載貨臺(tái)架運(yùn)行安全可靠，根據(jù)JB5319.2一91堆垛起重機(jī)安全規(guī)范中5.1.2條規(guī)定，當(dāng)承載鋼絲繩斷裂時(shí)，斷繩保護(hù)裝置應(yīng)能可靠地動(dòng)作，斷繩保護(hù)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力應(yīng)不小于被制動(dòng)部分全部載荷的1.25倍，同時(shí)，在安全規(guī)范5.1條中還要求安全裝置應(yīng)具有不依賴其他動(dòng)力、獨(dú)立可靠地工作的性能。目前，鋼絲繩提升式施工升降機(jī)安全防墜器按制動(dòng)形式不同，大致分為滑楔式、偏心輪式及銷(xiāo)式三類(lèi)。滑楔式安全防墜器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.9所示，它主要由動(dòng)滑楔、定滑楔及控制系統(tǒng)組成。其制動(dòng)原理為：當(dāng)控制機(jī)構(gòu)將動(dòng)滑楔向上推動(dòng)時(shí)，動(dòng)滑楔相對(duì)定滑楔產(chǎn)生水平位移，動(dòng)滑楔與導(dǎo)軌接觸后產(chǎn)生摩擦力，摩擦力阻滯動(dòng)滑楔隨吊籠一起下滑，而此時(shí)動(dòng)滑楔與定滑楔相對(duì)水平位移繼續(xù)增大，導(dǎo)致動(dòng)滑楔與導(dǎo)軌摩擦力也繼續(xù)增大，直至制動(dòng)為止。這類(lèi)安全防墜器制動(dòng)快捷迅速，平穩(wěn)沖擊小，但對(duì)動(dòng)滑楔的制作精度、導(dǎo)軌的直線度和平整度要求較高。偏心輪式安全防墜器結(jié)構(gòu)如圖2.10所示，它的制動(dòng)機(jī)構(gòu)由偏心輪機(jī)構(gòu)組成，其制動(dòng)原理為：當(dāng)控制機(jī)構(gòu)將偏心輪向上旋轉(zhuǎn)后，偏心輪與滑軌接觸，產(chǎn)生摩擦，隨著吊籠繼續(xù)下滑，偏心輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于偏心的原因，偏心輪對(duì)導(dǎo)軌的正壓力增大，摩擦力也繼續(xù)增大，直至制動(dòng)為止。這類(lèi)安全防墜器的制動(dòng)迅速平穩(wěn)，但對(duì)偏心輪制作精度、滑軌的直線度和平整度要求較高，加工難度大。銷(xiāo)式安全防墜器機(jī)構(gòu)如圖2.11所示，它的制動(dòng)器由銷(xiāo)機(jī)構(gòu)組成，其制動(dòng)原理為：當(dāng)控制機(jī)構(gòu)將銷(xiāo)彈出后，根部卡在吊籠橫梁上，端部卡在塔身橫桿上而制動(dòng)。這類(lèi)安全防墜裝置制動(dòng)時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但銷(xiāo)對(duì)塔身橫桿由于消耗重力功和慣性動(dòng)能而產(chǎn)生很大沖擊，故要求滑銷(xiāo)、吊籠橫梁和塔身的強(qiáng)度較高。制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)距離是安全防墜器最為重要的性能指標(biāo)，根據(jù)《施工升降機(jī)規(guī)范》，設(shè)定具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)為：制動(dòng)時(shí)間：t≤；制動(dòng)距離：S≤。在滿足以上兩個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)盡量提高安全防墜器的可靠性。同時(shí)，還應(yīng)該考慮到如何簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，使其便于安裝調(diào)試。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有制動(dòng)形式的研究與分析，這里安全防墜器采用了瞬時(shí)式楔塊制動(dòng)。該安全防墜器主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成。1．驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是當(dāng)提升鋼絲繩斷裂時(shí)安全防墜器動(dòng)作的動(dòng)力源。它的形式有電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)，還可以采用彈簧、人工控制形式。對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈敏，并根據(jù)實(shí)際情況合理地選用驅(qū)動(dòng)形式。這里采用彈簧作為安全防墜器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；2．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)由發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)到制動(dòng)機(jī)構(gòu)之間運(yùn)動(dòng)的傳遞，其形式有很多種，這里設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由連桿構(gòu)成，這是因?yàn)檫B桿機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、工作靈活可靠，便于安裝調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)；3．制動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是當(dāng)升降機(jī)發(fā)生故障時(shí)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下完成對(duì)載貨臺(tái)的制動(dòng)，安全防墜器制動(dòng)機(jī)構(gòu)形式的選擇取決于提升設(shè)備的形式和布置方式以及軌道的形式。軌道一般分為軟性軌道和剛性軌道，軟性軌道主要是鋼絲繩。升降機(jī)采用鋼絲繩提升載貨臺(tái)，軌道采用剛性軌道，材料為冷拉鋼板。由于導(dǎo)軌表面的光滑度，以及導(dǎo)軌與塔身之間的連接板都會(huì)影響載貨臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)，因此為了防止載貨臺(tái)在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)被卡、擱的情況，將制動(dòng)楔塊做成非封閉的形式。采用雙向制動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)有兩個(gè)相對(duì)的動(dòng)滑楔，布置在導(dǎo)軌兩側(cè)，兩個(gè)動(dòng)滑楔由導(dǎo)軌兩側(cè)等距抱緊。動(dòng)滑楔與導(dǎo)軌表面相接觸，具有承載能力大，制動(dòng)準(zhǔn)確，工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)原理如下：1．滾輪2．動(dòng)滑楔3．墊鐵4．U型螺栓5．拉臂支架6．拉臂7．活動(dòng)板8．立柱面9．彈簧10．拉桿11．提升滑輪圖2.12載貨臺(tái)斷繩保護(hù)裝置工作原理示意圖2．7貨叉機(jī)構(gòu)模塊貨叉機(jī)構(gòu)是有軌巷道堆垛機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)，貨叉機(jī)構(gòu)安裝在載貨臺(tái)上，能夠雙向伸出，以便向貨格存取貨物。貨叉機(jī)構(gòu)主要有上叉、中叉、下叉、叉軌、導(dǎo)向輪組和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等零部件組成。由于要求在設(shè)計(jì)貨叉時(shí)，其本身的長(zhǎng)度要小于堆垛機(jī)運(yùn)行巷道的寬度，以防止小型有軌巷道堆垛機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中與巷道兩邊的貨架發(fā)生碰撞；在貨叉進(jìn)行存取貨物時(shí)，貨叉的行程又要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巷道的寬度，來(lái)完成貨物的存取。因此，貨叉在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成行程倍增結(jié)構(gòu)，來(lái)滿足貨叉功能要求。通常行程倍增結(jié)構(gòu)采用三級(jí)直線差動(dòng)式貨叉機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)方式采用齒輪齒條式或鏈輪鏈條式。圖2.13是齒輪齒條式傳動(dòng)的貨叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。這種結(jié)構(gòu)的貨叉工作原理是電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)齒輪齒條嚙合傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)中叉運(yùn)動(dòng)，安裝在上叉上的鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)在中叉的驅(qū)動(dòng)下，推動(dòng)上叉運(yùn)動(dòng)。由于安裝在上叉上鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)相當(dāng)于一組動(dòng)滑輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了行程和速度的倍增。圖2.13齒輪齒條式傳動(dòng)的貨叉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖3有軌巷道堆垛機(jī)基型產(chǎn)品設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)模塊主要包括主動(dòng)行走輪組、被動(dòng)行走輪組、下橫梁和緩沖器；基本功能是以一定的速度安全可靠地完成物料在水平方向上的運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)行走輪組和被動(dòng)行走輪組結(jié)構(gòu)基本相同，因此，主要對(duì)主動(dòng)行走輪模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了選擇行走輪，應(yīng)考慮以下因素以確定其直徑：(1)行走輪上的載荷；(2)制造行走輪的金屬材料；(3)軌道形式；(4)行走輪轉(zhuǎn)速；(5)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別。行走輪直徑主要根據(jù)疲勞計(jì)算輪壓選取，其計(jì)算公式為(3.10)式中——疲勞計(jì)算輪壓()；——堆垛機(jī)正常工作時(shí)行走輪的最大輪壓()；——堆垛機(jī)正常工作時(shí)行走輪的最小輪壓()；——行走輪許用輪壓()。表3.1由車(chē)輪轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的轉(zhuǎn)速系數(shù)值轉(zhuǎn)速16012511210080635650表3.2由工作級(jí)別決定的的值工作級(jí)別1－34567－9表3.3由材料抗拉強(qiáng)度決定的值抗拉強(qiáng)度500600650700780注：（1）鋼制車(chē)輪一般應(yīng)經(jīng)熱處理，在確定許用的值時(shí)，仍取材料未經(jīng)熱處理時(shí)的。（2）當(dāng)車(chē)輪材料采用球墨鑄鐵時(shí)，值按=500選取。其行走輪疲勞計(jì)算輪壓計(jì)算公式為(3.11)式中——轉(zhuǎn)速系數(shù)(按表3.1選取)；——工作級(jí)別系數(shù)(按表3.2選取)；——行走輪直徑()；——行走輪與軌道接觸的有效長(zhǎng)度()；——與行走輪材料有關(guān)的許用接觸應(yīng)力常數(shù)(按表3.3選取)。選車(chē)輪直徑=250，工作等級(jí)為5，速度為40，輪寬B=100，車(chē)輪材料選用65Mn，σb=735，可知：=0.72，=1.00，=100，=7.0，得=125000<4506000，所以安全。在零件的定位和裝配方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。初步確定軸的直徑時(shí)，可按照軸所受的扭矩初步估算軸所需的直徑．將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸的最小直徑，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從而確定各段軸的直徑。對(duì)有伸出端的軸（輸入、輸出軸），最小直徑為裝聯(lián)軸器的軸頭直徑。對(duì)中間軸為裝軸承的軸頸直徑。軸的最小直徑的計(jì)算分兩種情況來(lái)考慮。(1)心軸心軸是僅受彎矩作用的軸，強(qiáng)度計(jì)算公式(3.12)式中σ——心軸計(jì)算截面的工作彎曲應(yīng)力()；——心軸計(jì)算截面的彎矩()；——計(jì)算截面的截面模量，；[σ]——許用彎曲應(yīng)力()。(2)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸是既受彎矩又受到扭矩作用的軸，按當(dāng)量彎矩計(jì)算，其當(dāng)量應(yīng)力為(3.13)式中——轉(zhuǎn)軸計(jì)算截面的當(dāng)量工作應(yīng)力()；——轉(zhuǎn)軸計(jì)算截面的合成彎矩()；——轉(zhuǎn)軸計(jì)算截面的扭矩()；——軸的直徑()；——根據(jù)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力變化性質(zhì)而定的校正系數(shù)；[]——許用疲勞應(yīng)力()。對(duì)有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，為了裝拆方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。堆垛機(jī)的自重=30000，貨物重量=5000，行走速度，滾動(dòng)阻力系數(shù)=0.02，動(dòng)力傳動(dòng)效率=0.8，行走阻力=700。最高時(shí)速時(shí)需要?jiǎng)恿Γ?700×1/0.8=875，為了安全起見(jiàn)，選用電機(jī)功率為2.2。型號(hào)功率()轉(zhuǎn)速()轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()YEJ112M-6940堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中控制系統(tǒng)失控時(shí)，就會(huì)和巷道口的機(jī)械裝置發(fā)生碰撞，為了減小碰撞時(shí)對(duì)堆垛機(jī)造成的危害，在堆垛機(jī)上的下橫梁兩端安裝了緩沖器。緩沖器主要用來(lái)吸收發(fā)生碰撞時(shí)所產(chǎn)生的能量，緩沖器的緩沖容量按下式計(jì)算：=(+)/(2×9.81)=6(3.14)式中——緩沖器緩沖容量()；——碰撞瞬時(shí)速度()；——堆垛機(jī)自重()；——額定起重量()。選擇：HT3-630型號(hào)參數(shù)緩沖容量/緩沖行程/緩沖力/重量/HT3-63015088≈3.3升降裝置的選擇計(jì)算貨箱重量=5000，司機(jī)室、載貨臺(tái)重量=13000，升降速度，傳動(dòng)效率=0.9。最高時(shí)速時(shí)需要?jiǎng)恿Γ?(+)/=(5000+13000)×/=3。因此，為保證安全，選擇升降電機(jī)功率為5.5。型號(hào)功率()轉(zhuǎn)速()轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路電壓()YZ160M1-6930138YZ系列是最新設(shè)計(jì)的繞線子電動(dòng)機(jī)，具有過(guò)載能力大、機(jī)械強(qiáng)度高、效率高、噪聲低、振動(dòng)小、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，適用于驅(qū)動(dòng)各種類(lèi)型的起重冶金機(jī)械或其它類(lèi)似設(shè)備的專(zhuān)用產(chǎn)品。鋼絲繩最大靜拉力：==9000(3.15)鋼絲繩破斷拉力：≥=90000(3.16)式中——鋼絲繩的破斷拉力()；——安全系數(shù)。鋼絲繩直徑：=10(3.17)式中――鋼絲繩最小直徑（）——鋼絲繩最大靜拉力（）——選擇系數(shù)（）選擇系數(shù)的取值與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別有關(guān)，按表3.1選取。表中的數(shù)值是對(duì)鋼絲繩充滿系數(shù)=0.46，折減系數(shù)值。表3.1和值機(jī)構(gòu)工作級(jí)別選擇系數(shù)值最小安全系數(shù)鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度155017001850M1-M34M4M55M66M77M89選擇的鋼絲繩標(biāo)記為：18NAT6×根據(jù)鋼絲繩直徑選擇滑輪外徑D=225滑輪標(biāo)記為：A10×卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng)=205(3.18)單層單聯(lián)卷筒長(zhǎng)度=++=345(3.19)式中——卷筒名義直徑（）——最大起升高度（）——滑輪組倍率——卷筒計(jì)算直徑（）——無(wú)繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定——固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度，≈3——繩槽槽距選擇的卷筒標(biāo)記為：A200×345-6×13-5×最大扭矩：[]≥[]=110(3.20)式中[]——聯(lián)軸器許用扭矩（)；——工作級(jí)別系數(shù)。選擇聯(lián)軸器型號(hào)為T(mén)LL1型帶制動(dòng)輪彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。堆垛機(jī)貨叉一般采用3級(jí)直線差動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式的貨叉由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和上、中、底3叉以及導(dǎo)向部分構(gòu)成，底叉固定在載貨臺(tái)上，中叉可在齒輪齒條(或鏈輪鏈條)的驅(qū)動(dòng)下，相對(duì)于底叉向兩側(cè)伸出一定距離，上叉在安裝于中叉上的增速機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下相對(duì)中叉向外伸出更長(zhǎng)的距離，實(shí)現(xiàn)向貨位內(nèi)存取貨物。這種3級(jí)直線差動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是上叉相對(duì)于中叉伸出的距離為伸出行程的2/3，而中叉相對(duì)于下叉伸出的距離為伸出行程的1/3，上叉與中叉之間、中叉與下叉之間均有合適的導(dǎo)向接觸長(zhǎng)度，保證3層貨叉伸出時(shí)的相對(duì)剛度要求。同時(shí)，三層貨叉相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，采用了滾輪與滾道的純滾動(dòng)摩擦，最大限度地減小了工作摩擦阻力。，其中底叉固定在載貨臺(tái)上，中叉運(yùn)行到貨叉行程的1/3距離，此時(shí)有2個(gè)導(dǎo)向輪支承，上叉相對(duì)于中叉運(yùn)行貨叉行程的2/3，剛好也有2個(gè)導(dǎo)向輪支承，與中叉相連。1底叉2中叉3上叉圖3.4叉板之間的支承結(jié)構(gòu)如果貨叉伸出作業(yè)時(shí)，叉端撓度太大，就會(huì)影響有軌巷道堆垛機(jī)正常作業(yè)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)與貨架發(fā)生干涉，造成事故。因此，貨叉設(shè)計(jì)的基本原則是在保證貨叉強(qiáng)度的前提下，使其前端撓度盡量小。假設(shè)有軌巷道堆垛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中立柱不發(fā)生變形，根據(jù)貨叉的支承結(jié)構(gòu)，做出受力分析簡(jiǎn)圖如圖3.5所示。圖貨叉機(jī)構(gòu)的受力分析圖中，，，，，，，，，和分別是各支點(diǎn)間的尺寸，，，分別是下叉、中叉和上叉的慣性矩，是材料的彈性模量。=55，=45，=16，=45，=8，=100，=61，=69，=126，=467.3，=969.5，=467.3，=6000(包括貨叉伸長(zhǎng)部分重量和貨箱重量在內(nèi))，彈性模數(shù)=2.1×1011。①上叉撓度計(jì)算貨叉在貨物的作用下，在上叉處和處的產(chǎn)生支反力上叉受力和撓度變形簡(jiǎn)圖如圖3.6所示。由上圖利用受力平衡和彎矩平衡可求得上叉支點(diǎn)、處的支點(diǎn)反力、轉(zhuǎn)角微分方程和撓度方程，其公式分別為=(3.21)=(3.22)==－+0(3.23)=－+0+0(3.24)當(dāng)=時(shí)，=0，=0，所以=(3.25)將式代入(3.25)帶入到式(3.23)得處的傾角為=－(3.26)所以載荷在點(diǎn)產(chǎn)生的撓度為=－(3.27)②中叉撓度計(jì)算由于載荷的作用，在支點(diǎn)處產(chǎn)生反力為，設(shè)在點(diǎn)的傾角為，撓度為2。(為不變形部分的長(zhǎng)度)如圖3.7所示。圖3.7部分為不變形時(shí)中叉撓度簡(jiǎn)圖由上圖求出、點(diǎn)的支反力及段的彎矩方程分別為：=(3.28)=+(3.29)==(3.30)則撓度曲線微分方程為：=－=－(3.31)所以傾角和撓度方程分別為：==－+0(3.32)=－+0+(3.33)當(dāng)=時(shí)，=0，=0，所以有=(3.34)把式（3.34）代人到式(3.32)和(3.33)得，當(dāng)=時(shí)的傾角和撓度分別為：=－(3.35)=－(3.36)把段看成剛性，點(diǎn)作為固定端考慮，如圖3.8所示，設(shè)載荷在中叉產(chǎn)生的反力為和，這些反力在前叉產(chǎn)生的傾角為和，撓度為和。圖3.8C點(diǎn)為固定時(shí)中叉撓度簡(jiǎn)圖產(chǎn)生的貨叉前端產(chǎn)生的傾角和撓度為：==(3.37)=(3.38)其次產(chǎn)生的貨叉前端產(chǎn)生的傾角和撓度為：=(3.39)=(3.40)③下叉撓度計(jì)算假設(shè)為不變形部分，則載荷在段產(chǎn)生的作用反力為和，在點(diǎn)產(chǎn)生的傾角為，產(chǎn)生的撓度為，如圖3.9所示。同理根據(jù)受力平衡和彎矩平衡可求得下叉各支點(diǎn)的反力以及各反力產(chǎn)生的傾角和撓度，其計(jì)算公式分別為：=(3.41)=(3.42)=(3.43)==(3.44)因此，假設(shè)載貨臺(tái)和立柱為剛性時(shí)，貨叉前端的總撓度為貨叉上、下、中叉的總和，分別為=++++(3.45)即總撓度=3.3，貨叉在叉取貨物時(shí)的最大撓度一般規(guī)定不超過(guò)15，因此貨叉是安全的。①輪齒的受力計(jì)算齒輪齒條傳動(dòng)是齒輪傳動(dòng)的一種特殊形式，它可以完成機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)電機(jī)輸出的功率和齒輪的轉(zhuǎn)速可求出齒輪軸的轉(zhuǎn)矩。(3.46)設(shè)沿嚙合線作用在齒面上的正壓力，把正壓力分解成圓周力與徑向力，則有(3.47)(3.48)(3.49)其中為齒輪的分度圓直徑，為嚙合角，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪=20°。②輪齒的強(qiáng)度計(jì)算輪齒的強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算兩種，當(dāng)齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒根部發(fā)產(chǎn)生的應(yīng)力最大，其齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的條件為(3.50)即有(3.51)其中為齒寬系數(shù)，為齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)。根據(jù)計(jì)算出的模數(shù)值，選取標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)，最常見(jiàn)的損壞形式是輪齒工作表面的點(diǎn)蝕，通常按照齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)的校核公式：(3.52)即有(3.53)根據(jù)計(jì)算出的節(jié)圓直徑，求出滿足要求的齒寬=20(3.54)行走速度=21，滾動(dòng)摩擦系數(shù)=0.03，貨叉可動(dòng)部分重力=700，貨箱重力=5000，行走阻力=(+)=171，動(dòng)力傳動(dòng)效率=0.9(齒輪減速電機(jī))×0.9(鏈條)=0.81。最高時(shí)速時(shí)需要?jiǎng)恿Γ?。型?hào)功率()轉(zhuǎn)速()轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()YEJ90S-6910結(jié)論在對(duì)現(xiàn)有有軌巷道堆垛機(jī)的認(rèn)真研究的基礎(chǔ)上，本文從有軌巷道堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，完成了對(duì)有軌巷道堆垛機(jī)的整體的設(shè)計(jì)。在對(duì)現(xiàn)有的安全防墜器的研究基礎(chǔ)上，權(quán)衡各種型式安全防墜器的利弊，在現(xiàn)有的安全防墜器的基礎(chǔ)上，為該堆垛機(jī)設(shè)計(jì)了一臺(tái)瞬時(shí)式楔塊制動(dòng)的安全防墜器。該裝置在靈敏