小型立體倉庫設計

單位代碼 6130 學 號 050105050 分 類 號 TH 密 級 秘密 畢 業(yè) 設 計 說 明 書小型立體倉庫設計院 （ 系 ） 名 稱 工 學 院專 業(yè) 名 稱 機 械 設 計 制 造 及 其 自 動 化學 生 姓 名 劉 標指 導 教 師 薛 東 彬2009 年 5 月 13 日黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 1 頁 1 緒論1.1 課題的背景物流自古以來就伴隨著人類社會共同向前發(fā)展，成為人們生活中不可缺少的組成部分，是現(xiàn)代科學技術與工業(yè)發(fā)展相結合的產物。僅年來，我國為了發(fā)展經(jīng)濟，各地都在大力發(fā)展交通，海、路、空并舉，進行大規(guī)模的基本項目的投資建設，成為現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的主旋律。而交通事業(yè)發(fā)展的最終目的，就是使物質能夠迅速流通，促進經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)代社會中，物質流通領域的供應鏈在信息、網(wǎng)絡的沖擊下發(fā)生了根本的改變，依靠傳統(tǒng)的流通方式已經(jīng)不能滿足時代的需要，而倉庫又成為各個交通樞紐上的結點，倉庫設備的發(fā)展必須跟時代的步伐，為了滿足現(xiàn)代社會的商品需求、管理與流通，立體倉庫營運而生，并在現(xiàn)代物流中起著重要作用，且隨著社會的需要，向自動化、智能化發(fā)展。1.2 國內外研究狀況立體倉庫的產生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產和技術發(fā)展的結果。50 年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50 年代末 60 年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963 年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。60 年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研制開始并不晚，1963 年研制成第一臺橋式堆垛起重機（機械部北京起重運輸機械研究所），1973 年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫（高 15 米，機械部起重所負責），該庫 1980 年投入運行。到 2003 年為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過 200 座。據(jù)美國 ADL 公司調查，1988 年世界自動化倉庫和運輸設備的市場容量約為 20 億美元，到了 1995 年市場規(guī)模為 35 億美元。21 世紀自動化倉庫和搬運設備市場已達 70億，比 1995 年提高了一倍。又據(jù)日本通產省在 1990 年對日本國內的自動化立體倉庫市場調查結果為 549 億日元，到了 1995 年，日本自動化立體倉庫的市場容量增加到752 億日元，2000 年達到 1030 億日元。依此推算，未來自動化立體倉庫市場容量增長黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 2 頁 可達 65%。自動化立體倉庫在國內大中城市發(fā)展前景看好。上海市已經(jīng)把發(fā)展立體倉庫和立體倉庫事業(yè)作為上海的五大支柱產業(yè)之一。倉庫物流業(yè)的發(fā)展是一個及其復雜的動態(tài)產業(yè)。而流通領域的革命是通過物流設備完成的，并將新的的業(yè)種和技術引入了現(xiàn)代社會，成為一門新興產業(yè)，對提高產、供、銷的效率和效益起著關鍵性的作用。在這個系統(tǒng)中包含著經(jīng)濟指標。技術先進性和科學。運用自然科學中的數(shù)學邏輯推理與計算，對系統(tǒng)進行模型化、模擬化、仿真分析和優(yōu)化設計，使集“物流、商流、資金流和信息流”于一身的物流配送系統(tǒng)，在經(jīng)濟發(fā)展中得到延伸。目前，我國的物流產業(yè)與美國、日本、德國等發(fā)達國家的差距相當大。所以，為了提高我國整體物流業(yè)的實力，同時為國家經(jīng)濟建設充分發(fā)揮強大的作用，通過道路交通的發(fā)展帶動倉庫物流技術，以倉庫設備及技術的提高帶動機械制造業(yè)的發(fā)展，建立良好的物流系統(tǒng)，使其越來越多地發(fā)揮出強大生命力，在國家經(jīng)濟建設中發(fā)揮出越來越重要的作用。相信在不久的將來，隨著國家經(jīng)濟建設步伐的加快，自動化搬運和倉庫設備的完善，計算機及信息網(wǎng)絡技術的普及，人們意識的提高，集自動化、計算機和信息化管理的物流網(wǎng)絡系統(tǒng)必將大大發(fā)展，以物流發(fā)展起來的網(wǎng)絡系統(tǒng)將發(fā)揮出巨大的力量。1.3 課 題 研 究 內 容本 次 設 計 對 象 為 一 個 五 行 六 列 ， 共 30 個 倉 位 的 小 型 立 體 倉 庫 。 要 求 倉 庫 堆 垛機 能 夠 實 現(xiàn) 3 維運動、自動定位；上下運動采用鋼絲繩提升機構；左右運動采用上下軌道導向支撐。且主要為機 械 部 分 設 計 ， 包 括 貨 架 和 堆 垛 機 。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 3 頁 2 設計方案對比立體倉庫組成主要為貨架、堆垛機和電氣控制部分。貨架和堆垛機根據(jù)使用場合和實際需要其結構和實現(xiàn)方式而不同，我們應根據(jù)實際需要，進行方案對比加以選擇。2.1 貨架方案對比本次設計對象是一個配有有軌堆垛機的、能夠自動定位的、單排的小型立體倉庫，因此可供選擇的貨架結構大概有三種，一貫通式貨架，二懸臂式貨架，三牛腿式貨架。（1）貫通式貨架 這種貨架的優(yōu)點是具有高密度存儲能力，于一般貨架相比，其容量可加倍，高度可達 10m，不會壓損貨品。與其他高密度系統(tǒng)相比，其投資成本相對較低，能很好地適用存儲季節(jié)性貨物。缺點是無法不移動其他托盤而揀取所需托盤，取貨時只能由外向內順序取，且此貨位尺寸會影響有軌堆垛機的框架尺寸。由此可見此貨架不太適合本次設計。（2）懸臂式貨架 懸臂式貨是由若干塔式懸臂和縱梁構成，根據(jù)懸臂上放置物品大小、重量、長短，可以是單面懸臂，也可為雙面懸臂，懸臂一般用金屬構件。架適合存放長料貨物和不規(guī)則貨物.前伸的懸臂具有結構輕巧，載重能力好，并且對存放不規(guī)則的或是長度較為特殊的物料時，能大幅提高倉庫的利用率和工作的效率。增加了擱板后，特別適合空間小，高度低的庫房，管理方便，視野寬闊，與普通擱板式貨架相比，利用率更高。此結構貨架適合本設計。（3）牛腿式貨架 牛腿式貨架主要用于自動化倉庫中。此類貨架系統(tǒng)所使用的托盤承載能力強，剛性好，如托盤承載很小可取消橫梁，或貨格較小而不用橫梁，直接用塑料箱等置于牛腿之上，由堆垛機對貨物進行自動存取作業(yè)。此貨架適合本設計。懸臂式貨架與牛腿是貨架相比，前者通常用于大型、重型貨物，所用設備為側向叉車、起重機等；后者比較適合輕型貨物，通常于堆垛機配用，且我國早期的自動化立體倉庫一般都采用牛腿式，這這方面技術較成熟。故此，本設計貨架采用牛腿式。為了減少貨架日后的為何工作量，貨架通過焊接連接。2.2 堆垛機方案對比黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 4 頁 有軌巷道堆垛起重機通常稱為巷道堆垛其中機，簡稱堆垛機，是自動化立體倉庫中重要的貨物存取設備之一。堆垛機的起重量一般在 2t 以下，特殊需要的可達 10t 以上，使用高度在 1025m 之間，高者已達 50m。本次設計的堆垛機要求：上下運動采用鋼絲繩提升機構；左右運動采用上下軌道導向支撐。且其按功能分，可分為三個組成部分：起升機、存取機構和行走機構。（1）起升機構 起升機構是用于驅動載貨臺升降運動的機構，通過支架用螺栓固定在立柱下端、下端或中部。通常的起升機構的方式有：電動葫蘆起升機構和卷揚機起升機構。 電動葫蘆起升機構通常用于重型或中型起重，而本次設計的堆垛機的載貨重量不超過 50kg，不適合采用電動葫蘆起重機構。故選用卷揚機起升機構。卷揚機起升機構的可采用放置位置有兩種：一放置在中部，二放置在上端?？紤]到如果把卷揚機構放置在中部會影響存取機構的尺寸設計，因此決定把卷揚機起升機構放置在上端，通過微電機直接驅動卷筒提升載貨臺。（2）存取機構 通過查閱相關資料并進行篩選，得到兩種可供選擇的存取機構。一三節(jié)伸縮式貨叉機構（如圖 2.1） ，二鋼絲繩拉伸式貨叉結構（如圖 2.2） 。1) 后叉也即固定叉，安裝在載貨臺上，中間叉在齒輪齒條的驅動下，從中間叉的中點，向左向右移動大約自身長度的一半。前叉可從中間叉的某一固定點向左或向右伸出中間叉二倍的長度。2)鋼絲繩拉伸式貨叉結構 如圖 2.2 所示，通過電機的正反轉拉動連接著貨叉的鋼絲繩，從而實現(xiàn)貨叉的向左向右運動。圖 2.1 三節(jié)伸縮式貨叉機構黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 5 頁 鋼絲繩拉伸式貨叉機構簡單，運動平穩(wěn)，但由于鋼絲繩的彈性，貨叉動作會有滯后性，且貨叉尺寸較大。三節(jié)伸縮式貨叉機構結構緊湊，動作迅速，實時性較好，且由于是兩節(jié)貨叉同事伸縮，這就減小了貨叉的長度。相比，三節(jié)伸縮式貨叉機構則是個較好的選擇，且從本次的設計目的角度看，設計三節(jié)伸縮式貨叉將會用到更多所學專業(yè)知識，達到溫故而知新的效果。因此三節(jié)伸縮式貨叉機構。（3）行走機構 行走機構即是驅動堆垛機在軌道上來回運動。根據(jù)設計要求可知微電機是本次設計的動力源的最佳選擇。因此行走結構有兩種方案，一通過聯(lián)軸器把電機伸出軸與滾子軸連接，直接驅動；二通過電機伸出的齒輪軸通過齒輪嚙合驅動滾子（被動齒輪做在滾子邊緣上。圖 2.2 鋼絲繩拉伸式貨叉結構黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 6 頁 3 總體設計立體倉庫的方案通過比較已經(jīng)確定后，立體倉庫的整體設計就是按照已確定的方案進行材料的選擇、參數(shù)及尺寸的確定。根據(jù)立體倉庫方案對比的劃分，立體倉庫的整體設計同樣可以劃分為貨架設計和堆垛機設計，同時堆垛機的設計又可分為堆垛機的存取機構設計、堆垛機的起升機構設計和堆垛機行走機構設計。3.1 貨架設計3.1.1 貨架材料選擇通過查閱相關資料及類似設計類比，貨架的立柱及橫梁采用 6 號結構用冷彎方型空心剛，材料為 Q235A。貨架片用 5 號結構用冷彎矩形空心鋼，材料 Q235A。3.1.2 貨架材料校核已知 6 號結構用冷彎方型空心剛寬 A=30mm，厚度 t=3mm，慣性矩 Ix=Iy=3.5×104mm4, ，取 r=4m，理論重量為m2.43.1tr2.361kg/m，Q235A 的彈性模量 E=2.05×105。 立柱的臨界壓應力 Fr（貨架受力如圖 3.1）： N1039.23502114.3 62422 lEIFcr立柱實際承受的壓力 F： N394.1270 N10358.9316.25021 3max qlgF安全系數(shù) ,所以所選材料能夠滿足設計要507394.1706ncr求。圖3.1貨架受力分析圖黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 7 頁 3.2 堆垛機存取機構設計本次設計的堆垛機的存取機構采用齒輪長條式三級貨叉伸縮式，首先，固定叉上的齒輪與中間叉上的齒條嚙合，驅動中間叉，中間叉上的齒輪同時固定叉與前叉上的齒條嚙合，驅動前叉。它的參數(shù)設計主要是電機的選擇和齒輪齒條的參數(shù)計算。3.2.1 堆垛機存取機構電機選擇取貨叉伸縮速度為 v=0.18m/s， N1473.0895mgfF取安全系數(shù) n=1.2，則 W182.359.07174.6.22wdPv故可以選擇 40W 可逆電機（精研） ，型號 90YR40DV22。其額定轉速 1200r/min.中間叉（中間齒輪）速度： s/m06.s/318.0v中試選轉速 n=32r/min,5.72niT故選擇傳動比為 i=36，選用標準減速箱 90GK36RT（精研） ，輸出轉速為 36r/min,輸出額定轉矩為 8.3mN*m。3.2.2 齒輪齒條設計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1） 選用直齒圓柱齒輪傳動。由于貨叉機構要求的速度速度不高，故選用 7 級精度（GB 1009588） 。2） 材料選擇。由機械設計 （以下類似）表 10-1 選擇齒輪材料為 40Cr（調質） ，硬度為 280HBS，齒條材料為 45 鋼（調質） ，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為40HBS。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 8 頁 3） 選擇齒輪齒數(shù)為 22。2、按齒面接觸強度設計由設計公式 進行試算。213*2. HEdt ZuKTd（1） 確定公式內的各計算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) Kt=2。2） 計算齒輪傳遞的轉矩 mN106.N364095041 nPT3） 由表 10-7 選取齒寬系數(shù) =1。d4） 由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPa。EZ5） 由圖 10-21d 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限 =600Mpa；齒條1limH的接觸疲勞強度極限 =550MPa。2limH6） 計算應力循環(huán)系數(shù)取工作壽命 10 年（每年工作 300 天）： 81037.)3082(1360hnjLN7） 由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。9.21HNK8） 計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 MPa539098. 86.2lim11li SKHN（2） 計算1） 計算齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值。tdH黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 m35.40m5398.1106.23. 2421HEdtt ZuTKd2） 計算圓周速度 v s/076.s/10635.4.106ndvt3） 計算齒寬 b m35.435.4tdb4） 計算齒寬與齒高比模數(shù) 8.12.0zmtt齒高 7.43.5h791.43b5） 計算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.076m/s,7 級精度，由圖 10-8 查得 ：0.1vK直齒輪， ；1FHK由表 10-2 查得使用系數(shù) ；A由表 10-4 用插值法查得 7 級精度、齒輪懸臂布置時， 198.HK由 ， 查圖 10-13 得 ；故載荷系數(shù)78.9hb198.HK184.F90VA6） 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 m016.342198.35.43 ttKd7） 計算模數(shù) m黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 m546.120.34zdm3、按齒根彎曲強度設計彎曲強度設計公式為 FSadYzKT23（1） 確定公式內的各計算數(shù)值1） 由圖 10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；齒條的彎曲強度MPa501FE極限 ；MPa3802FE2） 由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ;98.,98.21FNFNK3） 計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，得 MPa17.268Pa4.13098.5.52211 SKFENF4） 計算載荷系數(shù) K 40.FVA5） 查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 27.;.21FaFaY6） 查取應力校正系數(shù)由表 10-5 查得 64.1;57.21SaSa7） 計算齒輪齒條的 并加以比較FY01592.7.268435121FSaFY黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 齒條的數(shù)值大。設計計算 m938.0251.064431213FSadYZKT對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度設計的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取由彎曲強度算的的模數(shù) 0.983 并就近圓整為標準值 m=1mm，按接觸強度算得的分度圓直徑 d=34.016 mm，算出齒輪齒數(shù)3401634dz4、幾何尺寸計算 m5.31).234(61 ffaahdmz3.3 堆垛機起升機構設計（1）起升驅動力起升的物體主要為：提升籠框架框架、存取驅動電機、貨叉機構及貨物。貨臺框架：長×寬×高=340×340×500=（ 340+340+500）× 4×103×2.361kg=11.144kg架m存取驅動電機（包含安裝架）：=（ 5.3+0.27）kg=5.57kg機貨叉機構：=8kg叉m黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 N63.872.19.73, N197.328.)57.014.()( Gngmmg取 安 全 系 數(shù) 叉機架（2）鋼絲繩的選用選用鋼絲繩公稱直徑 ，6×7 類天然纖維芯鋼絲繩，最小破壞拉力d4.39KN（GB/T 89181996） 。（3）卷筒公稱直徑 m6032mindhD取 D=60 。（4）選擇起升電機取起升速度 ，則轉速：s/15.0v。min/r746.inr6.33Dvn電機功率 W795.1308vGFPW選用 200W 電磁制動電機，型號 10YB200DV22（精研） 。選用速比為 25 的標準減速箱，型號 100GF25H，其輸出轉速： 25r/min；額定轉矩：27.7N·m。3.4 堆垛機行走機構設計3.4.1 堆垛機行走機構動力部分設計（1） 行走機構所受的壓力行走機構所受的壓力可以看為起升總重量加上堆垛機外框架重、起升電機及卷筒重。起升總重量： N197.32G堆垛機外框架重：堆垛機外框架采用 5 號熱軋槽鋼，其理論重量為 5.438kg/m?？蚣荛L×高=450mm×2210mm。 N815.23.9438.5102)40(- gmG堆 架堆 架黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 起升電機及卷筒重： N98.)50.9(gmG起 重起 重則 。N71.3)15.23173( 堆 架起 重行 G取安全系數(shù) n=1.2。 k6.4.62.7.1行行 N9304536fF行（1） 電機選擇主動滾輪的直徑設計為 65mm，行走速度為 0.2m/s；min/r765.8in/r10652. W1.934DvnPW故選擇功率為 90W 的可逆電機（精研） ，型號 90YR90DV22。選擇速比為 25 的標準減速箱（帶耳型） ，型號 90GF30HE。3.4.2 堆垛機行走機構齒輪設計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1） 選用直齒圓柱齒輪傳動。由于行走機構要求的速度速度不高，故選用 7 級精度（GB 1009588） 。2） 材料選擇。由機械設計 （以下類似）表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調質） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質） ，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。3） 選擇齒輪齒數(shù)為 35。2、按齒面接觸強度設計由設計公式 進行試算。213*2. HEdt ZuKTd（1） 確定公式內的各計算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) Kt=1.3。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 2） 計算齒輪傳遞的轉矩 mN109.mN43095041 nPT3） 由表 10-7 選取齒寬系數(shù) =0.5。d4） 由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPa。EZ5） 由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 =600Mpa；大1limH齒輪的接觸疲勞強度極限 =550MPa。2limH6） 計算應力循環(huán)系數(shù)取工作壽命 10 年（每年工作 300 天）： 81023.)3082(14360hnjLN7） 由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。9.,621HNHNK8） 計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 MPa53908. 769.2lim11li SKHN（2） 計算1） 計算齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值。tdHm396.54m5398.15.0123. 24211HEdtt ZuTKd2） 計算圓周速度 v s/12.0s/106439.5.106ndvt3） 計算齒寬 b黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 m198.27396.5401tdb4） 計算齒寬與齒高比模數(shù) 54.3.1zmtt齒高 9725h7849.3b5） 計算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.122m/s,7 級精度，由圖 10-8 查得 ：0.1vK直齒輪， ；1FHK由表 10-2 查得使用系數(shù) ；A由表 10-4 用插值法查得 7 級精度、齒輪懸臂布置時， 1.192HK由 ， 1.192 查圖 10-13 得 1.172；故載荷系數(shù)98.5hbHKF1920.1VA6） 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 m846.53.1926.543 ttKd7） 計算模數(shù) m 0.358.2z3、按齒根彎曲強度設計彎曲強度設計公式為 FSadYzKTm23（1） 確定公式內的各計算數(shù)值1） 由圖 10-20c 查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲強MPa501FE度極限 ；MPa3802FE黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 16 頁 2） 由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ;97.0,5.21FNFNK3） 計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，得 MPa286.3Pa4.138097.9.52211 SKFENF4） 計算載荷系數(shù) K 170.FVA5） 查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 ； 45.245.21FaFaY6） 查取應力校正系數(shù)由表 10-5 查得 ； 6.1.21SaSa7） 計算小齒輪大齒輪的 并加以比較FY01534.286.3459921FSaFY大齒輪的數(shù)值大。（2） 設計計算 m837.0154.0359.172.43213 FSadYzKTm對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度設計的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取由彎曲強度算的的模數(shù) 并就近圓整為標準值 m= 0.837mm，按接觸強度算得的分度圓直徑 d= 1mm，算出齒輪齒數(shù)黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 53648.219.5mdz4、幾何尺寸計算 m3z由于齒輪的尺寸不能滿足設計需求，因此對齒輪參數(shù)進行修正。取模數(shù) ,8,5.1z。7225.867.152m7.13).(.m. 25.75260)3(.121dahzdhzffaaffaa修正減速箱速比：06.38712zi 340.126.i故選擇減速箱的速比為 12.5，型號 90GF12.5HE。3.5 軸承的設計由總裝圖可知，行走機構從動輪的軸承負載大，尺寸小。因此只須校核從動輪軸承即可，軸承受力如圖 3.2 所示。（1） 設計參數(shù)徑向力： N567.107.1351行GPN9.69.34221Fr軸向力： 0a軸頸：d 1=15mm圖 3.2 軸承受力分析黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 18 頁 轉速：n=58.765r/min要求壽命： h4801382Lh溫度系數(shù)：f t=1潤滑方式：脂潤滑（2） 被選軸承信息軸承類型：深溝球軸承軸承型號：6002軸承內徑 ：d=152mm軸承外徑 ：D=32mm軸承寬度 ：B=9 mm基本額定動載荷：C=5580N基本額定靜載荷 ：Co=2850N極限轉速(脂) ：nlimz=19000 r/min（3）當量動載荷負荷系數(shù) fp=1.2，判斷系數(shù) e=0.16，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0當量動載荷： N75.916)07.631(2.)( arPYFXf軸承所需基本額定動載荷：C'=5071.073 N（4）校核軸承壽命軸承壽命： h48063951h7.915806.0601 hth LPCfnL所以所選軸承滿足使用要求。主動輪軸承選用型號為 6304 的深溝球軸承。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 19 頁 4 電氣部分電氣設備主要包括電力拖動、控制、檢測和安全保護堆垛機的控制一般采用可編程序控制器(PIJ3) 及計算機等 堆垛機必須有自動認址、貨位虛實等檢測以及其他檢測。電力拖動要同時滿足快速、平穩(wěn)和準確三方面的要求。在安全方面，堆垛機是一種起重機械，它要在又高又窄的巷道內高速運行。主要的安全保護措施有：終端極限限位保護；堆垛機在行走、升降和伸縮貨叉的終端都設有限位保護裝置；聯(lián)鎖保護 堆垛機在行走與升降時，貨叉伸縮電路切斷；相反貨叉伸縮時，行走與升降電路切斷； 正位虛實檢測控，只有堆垛機在垂直和水平方向停準時，貨叉才能伸縮。堆垛機到某貨格入庫，在伸叉存入貨物前，需要先探測貨格內有無貨物，以防止雙重入庫，造成事故。探測器可以是反射式光電開關，當貨格內有貨物時則停止送貨，同時發(fā)出“雙重入庫”報警信號； 載貨臺斷鏈保護 堆垛機正常工作時，起升導軌兩側的偏心輪與導軌脫開使載貨臺能夠沿著起升導軌上下運動。當由于意外及長期使用等原因造成提升鏈條突然斷裂時，偏心輪通過連稈機構及彈簧作用卡在起升導軌的兩側，使載貨臺不致突然下落；斷電保護。如果載貨臺升降過程中突然斷電，則通過升降電機制動使載貨臺不致于降落下來。4.1 控制系統(tǒng)自動化立體倉庫的控制系統(tǒng)主要是指托盤搬運控制系統(tǒng)，包括堆垛機的控制和外圍輸送設備的控制。目前自動化立體倉庫中應用的控制系統(tǒng)是樹形結構的系統(tǒng)，如圖 4.1所示。圖 4.1 控制系統(tǒng)結構圖黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 20 頁 上位機通信模塊的作用是把控制命令傳送給設備控制 PLC，同時獲取 PLC 檢測到的各設備狀態(tài)信號及命令執(zhí)行情況等信息，以保證存取作業(yè)的順利進行。上位機發(fā)送給 PIE 的命令有功能設定、貨物狀態(tài)、存取位置等類型，PLC 根據(jù)這些命令自主地完成對設備的控制動作。堆垛機及外圍托盤輸送設備的控制 PIE 要完成的功能見表 4.1。表 4.1 堆垛機及外圍托盤輸送設備 PLC 功能4.2 計算機管理系統(tǒng)自動化立體倉庫的計算機管理系統(tǒng)包括出入庫管理(出入庫的原則和優(yōu)化調度)以及對庫存等信息及其與其他系統(tǒng)的接口管理。自動化倉庫是計算機集成制造系統(tǒng)的一部分，目前企業(yè)級的信息系統(tǒng)都是基于計算機網(wǎng)絡的系統(tǒng)，自動化立體倉庫的庫存數(shù)據(jù)庫將成為企業(yè)信息系統(tǒng)中分布式數(shù)據(jù)庫的一部分，解決立體倉庫信息在網(wǎng)絡上與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的問題是自動化立體倉庫的庫存管理的基本內容和需要著重解決的問題計算機管理系統(tǒng)是自動化立體倉庫中一個重要的組成部分，是充分發(fā)揮自動化立體倉庫與信息系統(tǒng)緊密結合優(yōu)勢的保證。它體現(xiàn)了自動化立體倉庫可以與企業(yè)信息系統(tǒng)天然結合的特點。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 21 頁 結論在倉庫領域中，物資的輸送、存儲、管理和控制的規(guī)模越來越大，靠人工實現(xiàn)已經(jīng)遠不能夠需要。自動化倉庫技術在物資存儲行業(yè)中受到人們的重視，其控制重點轉向物資的控和管理要求實時、協(xié)調和一體化，計算機之間、數(shù)據(jù)采集點之間、機械設備的控制器之間及它們與主計算機之間的通信可以及時地匯總信息，倉庫計算機及時地記錄訂貨和到貨間，顯示庫存量，計劃人員可以方便地作出供貨決策，管理人員隨時掌握貨源及需求 。息技術的應用已成為倉庫技術的重要支柱。滿足了人們速度、精度、高度、重量、重復存和搬運等要求，使總體效益和生產的應變能力大大超過各部分獨立效益的總和，自動化技逐漸成為倉庫自動化技術的核心。而作為現(xiàn)代物流新發(fā)展階段的產物的自動化立體倉庫的出現(xiàn)將使勞動密集、效率低下的倉儲業(yè)發(fā)生了實質性的改變，在節(jié)約勞動、節(jié)省空間的基礎之上大大拓展了倉庫的功能，使之從單純的保管型向綜合的流通型方向發(fā)展。黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 致謝本畢業(yè)設計設計論文是在我的指導老師薛東彬老師的精心指導和大力支持下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，孜孜以求的工作作風，深深地感染和鼓勵著我。在整個論文創(chuàng)作過程中，薛老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持，在此向薛老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 論文的完成過程中，多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 黃河科技學院畢業(yè)設計說明書 第 23 頁 參考文獻1 田奇.倉庫物流機械與設備.機械技術.北京：機械工業(yè)出版社.2008.(1). 2 蘇A.A. 斯麥霍夫.自動化倉庫 .北京:機械工業(yè)出版社，20013 虞和謙.高層貨架倉庫講座.物流技術.1997 4 蔡傳杰.自動倉儲控制系統(tǒng).機械技術(臺灣). 2001(3). 5 丁曉紅.自動化立體倉庫的實時監(jiān)控系統(tǒng).起重運輸機械.1996 (12). 6 常發(fā)亮，李幕蘭，林連序.自動化立體倉庫 PLC 控制系統(tǒng).電器自動化.1995 (4), 45-477 范祖堯，胡宗武，徐服冰.現(xiàn)代機械設備設計手冊.第三卷.非標準機械設計.機械工業(yè)出版社. 8 殷玉楓.機械設計課程設計.機械技術.北京：機械工業(yè)出版社.2006(6).9 濮良貴，紀名剛 . 機械設計（第七版）.機械技術. 北京：高等教育出版社.200110 鄭文緯, 吳克堅.機械原理.機械技術.北京: 高等教育出版社.2005.11 王永華. 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術.電氣設備.北京：北京航空航天大學出版社.2003.(9)12 郭環(huán)，禹永偉 . 自動化立體倉庫中堆垛機的設計A.物流技術 2002.313 張繼軍. 綜合性立體倉庫的設計與應用A. 建筑與結構設計 2007.0914 郭萍茹. 自動化立體倉庫在企業(yè)中的應用A. 機械管理開發(fā) 2005.215 郝隆譽. 雙伸位堆垛機設計B. 權威 2007.1