立体仓库堆垛机的设计样本.docx
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立体仓库堆垛机的设计样本
立体车库堆垛机机械构造设计
学生姓名:
郑超李昭白鹤鹏封二佳
学院:
机械工程学院
专业年级:
机械10级
指导教师:
单根立
1月6日
摘要.....................................................4
前言....................................................5
第一章绪论.............................................4
1.1自动化立体仓库来源与发展.......................6
1.2课题提出及重要任务............................7
1.2.1课题提出.................................7
1.2.2课题重要任务.............................7
第二章堆垛机分类.....................................8
2.1巷道式堆垛机分类..............................8
2.1.1巷道式单立柱堆垛机........................8
2.1.2双立柱巷道堆垛起重机......................9
2.1.3桥式堆垛起重机............................9
第三章堆垛机门架构造设计计算.......................10
3.1堆垛机各个某些运动速度计算......................10
3.1.1行走速度..................................10
3.1.2升降速度..................................11
3.1.3货叉伸缩速度............................11
3.2额定数据表......................................12
第四章减速电机选用..................................12
4.1行走装置减速电机选用........................12
4.2升降电动机选用................................13
4.3伸缩运动电机选用..............................14
第五章堆垛机伸缩货叉机构校核.....................14
5.1叉架受力分析计算..............................15
第六章结论............................................16
致谢...............................................17
参照文献..............................................18
摘要
自动化立体仓库,也叫自动化立体仓储,运用立体仓库设备可实现仓库高层合理化,存取自动化,操作简便化。
堆垛机是整个自动化立体仓库核心设备,通过手动操作,半自动操作和全自动操作实现把货品从一处搬运到另一处。
它由机架(上横梁,下横梁,立柱),水平行走机构,载货台,货叉及电气控制系统构成。
本文重要是通过对一套实验室教学装置为基本,以实际为参照而建立虚拟自动化立体仓库堆垛机系统,作者重要对堆垛机分类进行简要简介,对堆垛机各个某些构造进行详细研究一方面对不同堆垛机简介和描述,然后通过巷道堆垛机进行整体分析并设计各个某些构造,完毕对各个某些受力校核。
核心字:
立体仓库堆垛机构造受力校核
前言
随着经济发展和技术进步,公司物资仓储手段在不断地改进,自动化立体仓库己成为当今公司发展强劲趋势。
近年来,随着物流内涵不断扩展,物流管理手段、技术都在不断地改进和提高,缩短物流时间、节约物流费用、提高物流效率、使物流组织合理化是经济发达国家物流发展共同特性,当前已拥有了当代化物流业基本设施自动化立体仓库系统是当代物流系统一种重要构成某些,广泛应用于各行各业中。
当前,它已经成为公司生产和管理信息化标志之一。
本次毕业设计重要以三维立体车库为研究对象重要从车库机械构造方面展开对自动化立体仓库研究。
一方面从机械式立体仓库总体构造,理解三维立体仓库堆垛机主体钢架,升降机构,横移机构及旋转台等构成某些构造及运营原理,分析仓库核心构造部件堆垛机种类及其特点,重点完毕不同堆垛机构造原理及其适应场合。
这些任务完毕规定咱们纯熟掌握和运用所学过机械以及控制某些知识,对咱们进一步巩固和加强专业知识和培养专业技能有很重要实践意义。
第一章绪论
自动化仓库是近代物流系统中迅速发展一种重要构成某些,具备节约用地和人力,作业迅速精确,提高保管效率以及减少储运费用等许多长处。
随着物流系统进一步合理化,采用电子计算机连线控制自动化仓库,已经发展成为连接生产与消费重要环节,即不但具备高效率储存功能,并且兼有控制生产或销售活动功能。
堆垛机是自动化立体仓库中重要起重设备,本文着重就堆垛机构造设计进行初步研究。
1.1自动化立体仓库来源与发展
立体仓库产生和发展是第二次世界大战之后产生和技术发展成果。
50年代初,美国浮现了采用桥式堆垛起重机立体仓库;50年代末60年代初浮现了司机操作巷道式堆垛起重机立体仓库;1963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立体仓库。
此后,自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展,并形成了专门学科。
60年代中期,日本开始兴建立体仓库,并且发展速度越来越快,成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多国家之一。
国内对立体仓库及其物料搬运设备研制开始并不晚,1963年研制成第一台桥式堆垛起重机(机械部北京起重运送机械研究所),1973年开始研制国内第一座由计算机控制自动化立体仓库(高15米,机械部起重所负责),该库1980年投入运营。
到为止,国内自动化立体仓库数量已超过200座。
立体仓库由于具备很高空间运用率、很强入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于公司实行当代化管理等特点,已成为公司物流和生产管理不可缺少仓储技术,越来越受到公司注重。
1980年,国内第一座自行研制自动化立体仓库开始投产以来,在汽车、化工、电子、烟草等行业应用逐年增长。
其中,最具典型意义是国内家电龙头公司海尔集团国际物流中心立体仓库,该仓库高22米,拥有18056个原则托盘位,涉及原材料和产成品两大自动化物流系统,所有实现了当代物流自动化和智能化。
近几年国内计算机自控技术飞速发展,为国内自动化立体仓库发展提供了重要技术支持。
自动化立体仓库不但具备节约和减轻劳动强度、提高物流效率、减少储运损耗、减少流动资金积压等优势,并且在沟通物流信息、衔接产需、保证生产均衡、合理运用资源、进行科学储备与生产经营决策等方面发挥着独特作用,使人们可以真正享有到当代计算机技术应用于公司物流管理益处。
1.2课题提出及重要任务
1.2.1课题提出
使用巷道式起重堆垛机立体仓库(或称自动化仓库),由于能节约劳动力,作业迅速精确,提高保管效率,减少物流费用而问世。
并且只要需要,课满足在规定期间内把指定物品进行自动收集和分发规定,因而受到产业注重
自动化立体仓库长处重要有如下方面:
1.由于能充分运用仓库垂直空间,其单位面积存储量远远不不大于普通单层仓库(普通是单层仓库4-7倍)。
当前,世界上最高立体仓库可达40多米,容量多达30万个货位。
2.仓库作业所有实现机械化和自动化,一方面能大大节约人力,减少劳动力费用支出,另一方面能大大提高作业效率。
3.采用计算机进行仓储管理,可以以便地做到"先进先出",并可防止货品自然老化、变质、生锈,也能避免货品丢失。
4.货位集中,便于控制与管理,特别是使用电子计算机,不但可以实现作业自动控制,并且可以进行信息解决。
5.能更好地适应黑暗、低温、有毒等特殊环境规定。
例如,胶片厂把胶片卷轴存储在自动化立体仓库里,在完全黑暗条件下,通过计算机控制可以实现胶片卷轴自动出入库。
6.采用托盘或货箱存储货品,货品破损率明显减少。
1.2.2课题重要任务
本次毕业论文需要完毕重要任务如下:
1、研究堆垛机构造,理解堆垛机分类,构造特点以及各自适合不同场合
2、分三个某些进行功能模块设计:
行走机构,升降机构,货叉伸缩机构,并详细阐述每某些设计要点与设计过程。
3、对堆垛机各个某些材料,连接方式,电机进行选用。
4、对堆垛机各个某些受力进行分析。
第二章堆垛机分类
2.1巷道式堆垛机分类
按用途分:
单元型,拣选型,单元—拣选型三种
按控制方式分:
手动,半自动和全自动三种
按应用巷道数量分:
直道型,转弯型和转轨型三种
按照金属构造形式分:
单立柱和双立柱两种
图1-1巷道式单立柱堆垛机
2.1.1巷道式单立柱堆垛机
单立柱构造堆垛机机架由一根立柱和下横梁构成。
立柱多采用较大H型钢焊接制作,立柱上附加导轨。
整机重量较轻,消耗材料少,因而制导致本相对较低,但刚性稍差。
该设备参数如下所示。
重要性能:
仓库高度6~24m,最大40m;
运营速度:
原则型80m/min、高速型200m/min;
起升高度:
原则型Hmax=20m/min、高速型Hmax=50m/min;
货叉伸缩速度:
Vmax=12m/min(原则性)、50m/min(高速型)。
2.1.2双立柱巷道堆垛机
机架由两根立柱和上横梁、下横梁构成一种长方形框架。
立柱形式有方管和圆管,方管兼做起升导轨,圆管需附加起升导轨。
图1-2双立柱巷道堆垛
2.1.3桥式堆垛起重机
重要由桥架、大车运营机构、小车运营机构、电气设备等某些构成。
其工作原理可参照第五章桥式起重机某些。
操纵司机室有单独起升机构,保证司机有良好视野,同步司机室还安装有安全装置,保证了操纵者安全。
起重机还装有各种安全装置,保证了起重机安全工作。
图1-3桥式堆垛起重机
第三章堆垛机门架构造设计计算
门架是堆垛机重要构造物,有单柱式和矩形框架式。
按支承方式,又可分为安装在货架上上部支承式和安装在地面上下部支承式。
无论哪种型式都带有伸缩货叉和人工驾驶室(有时也没有)货合。
升降台沿立柱升降,同步靠地上和顶上导轨保持走行稳定和支持货叉伸出进行装卸作业时翻转弯矩。
在门架上安装有卷扬、走行等机械装置,以及配备有电气控制开关、控制装置、配线等。
下部支承式集中放在门架下部。
由于走行起动、停止及加减速时产生惯性力,门架在通道纵向发生挠曲,整个门架成为振动体,其柱端振动较大。
同样,在通道直角方向,立柱由于货叉作业时弯矩作用而发生弯曲,使伸长着伸缩叉前端挠度增大。
柱端振动:
和货叉前端挠度一超过极限,就成为堆垛机自动定位障碍,因此门架应具备足够强度和挠度小恰当刚度。
本次毕业设计选用双立柱下部支承式门架进行构造计算。
3.1堆垛机各个某些运动速度计算
加速度时容易是货品崩塌。
载人堆垛机加减速度普通在0.3~0.5米/秒2。
不容易产生货品崩塌箱式托盘等减速度在1米/秒2如下,走行停止前得爬行速度(即微动速度)宜为4~6米/秒2(爬行行程因堆垛机总质量不同而异,约为0.3~0.6米)。
当前趋向于采用更快最高速度。
另一方面,为保证货台停位精确,停止前得升降微速但愿在5米/分如下。
3.1.1行走速度
=4.0m/s
选取行走速度为4m/min。
式中Vx——堆垛机走行速度(米/秒):
bx——堆垛机走行加速度(米/秒2);
L——最大走行距离(米)
虽然选取速度超过这个数值,作业周期缩短也少于10%。
选取速度如果明显少于这个数值,作业周期就要大大增长
3.1.2升降速度
=0.94m/min
选取升降速度为0.94m/min。
式中Vw——堆垛机升降速度(米/秒):
H——最大走行距离(米)
虽然超过这个速度,作业周期缩短普通也远远少于10%值。
3.1.3货叉伸缩速度
选取伸缩速度为0.1m/s。
式中VZ——堆垛机升降速度(米/秒):
bz——堆垛机伸缩加速度(米/秒2);
ZZ——最大伸缩距离(米)
3.2额定数据表
通过上述计算堆垛机各某些数据如下表所示
表2-1堆垛机额定数据表
走行速度4米/分
走行加减速度0.4米/秒2
升降速度0.94米/分
升降加速度0.1米/秒2
货叉伸缩速度0.1米/秒
货架规格300*540*450
单元货架规格300*180*150
货架层数3
货架行数3
第四章减速电机选用
4.1行走装置减速电机选用
走行装置在额定速度下必须功率为:
P=
(KW)其中,
式中,
—走行阻力d—走行轮轴直径
—摩擦系数f—滚动摩擦系数Q—堆垛机总重量
由此,求得P=
直流减速电机具备如下优势:
1.启动转矩大
2.回转速度变动小
3.用途广泛,效率高、用电省、维护以便
4.可依需要加装制动器或高速装置
类型如下:
出力:
20W、30W、36W、40W、60W、65W、70W、100W、 120W 、200W
电压:
12V、24V、90V、180V
回转速度:
1RPM-3600RPM
因而咱们选用功率为70w、电压为24v、转速为120r/min直流减速电机作为走行装置电机,电机由宝应县科龙直流电机制造有限公司生产。
4.2升降电动机选用
静功率(kw)计算公式为
式中W——运营机构稳定运营时静阻(N);
V——堆垛机升降速度(m/min)取0.94m/min计算;
Z——堆垛机运营机构驱动电机数,普通取Z=1;
η——运营机构传动总效率,普通取0.8。
代入有:
由上表查去电动机功率为60W、电压为24V,转速为50r/min直流减速电机作为升降电动机,电机由宝应县科龙直流电机制造有限公司生产。
4.3伸缩运动电机选用
静功率(kw)计算公式为
式中W——运营机构稳定运营时静阻(N);
V——堆垛机升降速度(m/min)取20m/min计算;
Z——堆垛机运营机构驱动电机数,普通取Z=1;
η——运营机构传动总效率,普通取0.8。
代入有:
由上表查去电动机功率为36W、电压为24V,转速为40r/min直流减速电机作为升降电动机,电机由宝应县科龙直流电机制造有限公司生产。
第五章堆垛机伸缩货叉机构校核
货叉是堆垛机中最重要某些,所设计货叉是指货叉插入货架中某些,应以厚度尽量薄,同步叉前端扰度控制在最小,作为设计目的.
货叉各参数如下:
W:
载荷
I:
为重力方向惯性矩
E:
材料纵弹性系数
5.1叉架受力分析计算:
在载荷W作用下叉架端部变形如下,其中扰度为
查书挠曲线方程为:
其中端部最大挠度为
mm
叉架材料为铸铁,许用挠度[v]=0.0001L=0.002mm,
,因而,该叉架满足条件。
第六章结论
本次“双立柱巷道堆垛机设计”属于工程制图设计,从门架设计以及几种重要重点机构构造设计着手,分析了堆垛机运营机理。
论文一方面从堆垛机特点及构成形式开始,再对设计出数据进行校核,最后设计出了满足承受重载,高而窄双立柱门架;
详细重点设计了货叉伸缩机构构造设计,一方面分析货叉受力图,并推导出弯矩挠度公式,设计出货叉外部构造尺寸,接着又设计校核了货叉内部零件尺寸,最后设计出了满足条件、灵活、合用、简捷、以便货叉构造,并选用出适当电机、减速器;简介了堆垛机升降机构和行走机构设计计算,并拟定了尺寸及减速电机选用;最后,设计出了一种体积小、敏捷度高、动作可靠、带柔性装置堆垛机安全机构设计方案,并给出详细尺寸及夹轨原理。
本次设计,囊括了大学四年所学知识方方面面,是我在后来学习工作之前,对各个学科课程一次进一步综合性练习,锻炼了自己发现问题、分析问题、解决问题能力,并为后来工作学习打下良好坚实基本。
本次设计是对四年以来学习总结,并锻炼了总体设计能力。
由于本人能力有限,以及时间上仓促,设计中难免有考虑不周与设计不对的地方,但愿各位教师可以予以谅解,并提出您宝贵建议,我将不胜感激!
致谢
能顺利完毕本次毕业论文设计,一方面与我导师单根立教师悉心辅导分不开,在此,我先向单教师致以我深深谢意!
本次论文设计从论文选题、撰写、修改直到打印完毕自始自终都是在贾教师悉心指引和勉励下完毕。
单教师渊博学识、敏锐思维、民主而严谨作风使我受益非浅;单教师一丝不苟钻研精神,严谨求实治学态度,执着忘我工作作风,独树一帜思维方式,无时无刻不在影响着我,让我终身难忘。
她言传身教,将永远指引着我此后学习和工作。
感谢单教师在进行个性化教诲工作中所予以协助,她不倦教诲和点拨是我今日点滴知识来源。
还要感谢我学友和朋友对我关怀和协助,她们启发和友爱互助精神予以我论文写作极大协助。
最后,再次向她们表达忠心感谢!
参照文献
1.濮良贵,《机械零件》,北京:
高等教诲出版社,1982。
2.刘鸿文,《材料力学》,北京:
高等教诲出版社,1991。
3.王连明、陈铁鸣,《机械设计》,哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,1998。
4.周骥平、王岗,《机械制造自动化技术》,北京:
机械工业出版社,。
5.机械设计联合编写组,《机械设计手册》,北京:
化学工业出版社,1983。
6.薛焱王新平,《中文版AutoCAD基本教程》,北京:
清华大学出版社,。
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