小型秸稈堆垛及搬運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì)

小型秸稈堆垛及搬運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì),小型秸稈堆垛及搬運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì),小型,秸稈,堆垛,搬運(yùn),設(shè)計(jì) 題 目 名 稱(chēng) ： 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì)所 在 學(xué) 院 ： 機(jī) 械 學(xué) 院專(zhuān) 業(yè) （ 班 級(jí) ） ： 機(jī) 英 135學(xué) 生 姓 名 ： 高 文 波指 導(dǎo) 教 師 ： 鄭 雙 陽(yáng)評(píng) 閱 人 ：院 長(zhǎng) ： 吳 蒙 華 總 計(jì) ： 畢 業(yè) 論 文 44 頁(yè)表 格 2 表插 圖 4 幅指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱(chēng) ） ： 鄭 雙 陽(yáng) （ 講 師 ）評(píng) 閱 人 ： 完 成 日 期 ： 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) I 摘 要本 文 主 要 是 關(guān) 于 堆 垛 機(jī) 的 機(jī) 械 部 分 的 設(shè) 計(jì) ， 包 括 堆 垛 機(jī)的 升 降 機(jī) 構(gòu) 、 行 走 機(jī) 構(gòu) 與 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) ， 其 中 重 點(diǎn) 放 在 了升 降 機(jī) 構(gòu) 和 行 走 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 上 。 根 據(jù) 比 較 選 擇 了 雙 立 柱 堆 垛機(jī) ， 在 進(jìn) 行 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 ， 根 據(jù) 電 動(dòng) 機(jī) 來(lái) 進(jìn) 行 機(jī) 構(gòu) 的 總體 結(jié) 構(gòu) 確 定 ， 再 通 過(guò) 運(yùn) 行 阻 力 計(jì) 算 行 走 電 動(dòng) 機(jī) 的 功 率 ， 來(lái) 確定 電 機(jī) 的 型 號(hào) 。 本 設(shè) 計(jì) 升 降 軌 道 采 用 雙 柱 型 軌 道 ， 結(jié) 構(gòu) 比 較簡(jiǎn) 單 工 藝 性 好 ， 貨 叉 的 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 借 用 了 抽 屜 軌 道 的 原 理 。 從設(shè) 計(jì) 要 求 出 發(fā) 對(duì) 各 主 要 部 件 進(jìn) 行 初 步 選 型 后 再 對(duì) 部 件 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 的 計(jì) 算 校 核 ， 來(lái) 保 證 部 件 選 用 的 合 理 性 。關(guān) 鍵 詞 ： 小 型 堆 垛 機(jī) ； 行 走 機(jī) 構(gòu) ； 起 升 機(jī) 構(gòu) 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) II ABSTRACTThis paper describes the design of the mechanicalstructure , including the walking、 lifting、 stretchouting and draw backing mechanism of a stacker crane,in my design work I focus on the design of the walkingmechanisms. According to the comparison we choice thesingle pillar stacker , In the design of themechanism ,we according to he motor institutionsdetermine the general structure of a stacker crane, Thencording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking themovement double column type orbit. Structure is simpleand good in usability. The goods for the expansioninstitutions fork drawer the principle of orbit.According to the design requirements of the maincomponents of preliminary selection, then to parts ofchecking intensity. to ensure that the choice ofrationality . In the last part of this paper , thestacker strength and stability for a more detailedanalysis , so as to ensure the smoothness of work stackerslide may run and reliability . Keywords: stacker crane； walking mechanism； Liftingmechanism 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) III 目 錄摘 要 .IABSTRACT.II1 緒 論 .11.1 選 題 的 意 義 和 必 要 性 .11.2 課 題 簡(jiǎn) 介 .21.2.1 堆 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 的 組 成 和 形 式 .21.2.2 巷 道 堆 垛 機(jī) 的 特 點(diǎn) .31.2.3 堆 垛 機(jī) 所 受 載 荷 的 簡(jiǎn) 化 方 法 .31.3 主 要 工 作 .5 2.堆 垛 機(jī) 的 方 案 選 定 .62.1 單 立 柱 堆 垛 機(jī) .62.1.1 單 立 柱 堆 垛 機(jī) 的 主 要 特 點(diǎn) .62.1.2 單 立 柱 式 堆 垛 機(jī) 的 工 作 方 式 .72.2 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) .82.2.1 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 主 要 特 點(diǎn) . 82.2.2 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 運(yùn) 行 方 式 . 92.3 橋 式 堆 垛 機(jī) .102.3.1 橋 式 堆 垛 機(jī) 特 點(diǎn) .102.4 載 荷 計(jì) 算 .102.4.1 起 重 重 量 .10 2.4.2 水 平 載 荷 .113.水 平 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) .123.1 行 走 機(jī) 構(gòu) 總 體 方 案 確 定 .123.2 自 走 式 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 的 計(jì) 算 .133.2.1 運(yùn) 行 阻 力 的 計(jì) 算 .133.2.2 電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇 .143.2.3 行 走 輪 的 主 軸 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 .144. 堆 垛 機(jī) 起 升 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) .19 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) IV 4.1 總 體 方 案 確 定 .194.2 鋼 絲 繩 的 計(jì) 算 .214.4 軸 承 的 選 擇 .255.1 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 方 案 的 確 定 .275.2 貨 叉 傳 動(dòng) 電 機(jī) 的 選 擇 .285.3 貨 叉 傳 動(dòng) 齒 條 與 齒 輪 的 計(jì) 算 .286.導(dǎo) 向 裝 置 的 設(shè) 計(jì) .33結(jié) 論 .34附 錄 1： 外 文 翻 譯 .36附 錄 2： 外 文 原 文 .39 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 1 1 緒 論1.1 選 題 的 意 義 和 必 要 性作 為 自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 的 核 心 部 件 ， 堆 垛 機(jī) 負(fù) 擔(dān) 著 全 部 出庫(kù) 、 進(jìn) 庫(kù) 、 盤(pán) 庫(kù) 等 任 務(wù) 。 自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 的 發(fā) 展 就 是 以 堆 垛機(jī) 的 發(fā) 展 為 主 要 標(biāo) 志 。初 期 的 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 使 用 的 堆 垛 機(jī) 以 橋 式 起 重 機(jī) 為 基 礎(chǔ) ， 這種 堆 垛 機(jī) 是 從 起 重 機(jī) 的 大 梁 上 懸 掛 一 個(gè) 門(mén) 架 (立 柱 )， 利 用 門(mén)架 的 上 下 和 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 來(lái) 搬 運(yùn) 貨 物 。 1960 年 左 右 ， 美 國(guó) 出 現(xiàn) 了沒(méi) 有 大 梁 的 巷 道 式 堆 垛 機(jī) ， 這 種 堆 垛 機(jī) 是 在 地 面 上 的 導(dǎo) 軌 上行 走 ， 利 用 貨 架 上 邊 的 導(dǎo) 軌 防 止 傾 倒 ， 或 者 相 反 ， 在 上 邊 的 導(dǎo) 軌 上 行 走 ， 利 用 地 面 的 導(dǎo) 軌 防 止 傾 倒 。 隨 著 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 的 發(fā)展 ， 巷 道 式 堆 垛 機(jī) 逐 漸 代 替 了 橋 式 堆 垛 機(jī) 。 橋 式 堆 垛 機(jī) 被 淘汰 的 原 因 如 下 ：（ 1） 與 巷 道 式 堆 垛 機(jī) 相 比 ， 自 重 很 大 ， 必 須 用 比 較 堅(jiān) 固 的建 筑 結(jié) 構(gòu) 。（ 2） 為 使 堆 垛 機(jī) 的 大 梁 通 過(guò) ， 在 倉(cāng) 庫(kù) 的 天 栩 與 貨 架 之 間 要有 很 大 的 空 間 。（ 3） 堆 垛 機(jī) 的 通 道 寬 度 大 ， 而 且 也 受 大 梁 的 跨 度 的 限 制 (約為 13-23 米 )。（ 4） 更 為 重 要 的 是 它 難 以 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 控 制 等 問(wèn) 題 。但 是 ， 橋 式 堆 垛 機(jī) 對(duì) 重 、 長(zhǎng) 物 料 的 高 堆 垛 可 以 發(fā) 揮 其 特 長(zhǎng) 。 如 當(dāng) 前 在 人 工 控 制 的 鋼 鐵 倉(cāng) 庫(kù) (盤(pán) 料 、 鋼 帶 、 鋼 板 、 棒 材 、型 鋼 、 管 材 等 )還 使 用 這 種 堆 垛 機(jī) ， 它 可 以 搬 運(yùn) 長(zhǎng) 達(dá) 20 米 ，重 達(dá) 20 噸 的 貨 物 。隨 著 微 電 子 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 出 現(xiàn) 了 計(jì) 算 機(jī) 控 制 的 堆 垛 機(jī) ，而 且 ， 堆 垛 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 也 有 了 較 大 的 改 變 。 首 先 ， 由 貨 架 支 撐式 改 變 為 地 面 支 撐 式 ； 其 次 ， 大 、 中 、 小 型 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 都 有 了發(fā) 展 ， 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 也 隨 之 誕 生 ， 而 且 逐 漸 體 現(xiàn) 出 其 優(yōu) 越 性 。巷 道 式 堆 垛 機(jī) 是 在 所 謂 高 層 、 高 速 、 高 密 度 儲(chǔ) 藏 的 概 念 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 2 下 的 產(chǎn) 物 ， 它 的 歷 史 較 短 ， 目 前 正 在 發(fā) 展 之 中 。 但 現(xiàn) 在 差 不多 己 經(jīng) 定 型 ， 盡 管 各 廠(chǎng) 家 各 有 獨(dú) 創(chuàng) ， 結(jié) 構(gòu) 形 式 有 些 差 異 ， 但可 以 說(shuō) 大 同 小 異 ， 所 有 的 堆 垛 機(jī) 都 不 外 乎 由 機(jī) 架 、 載 貨 臺(tái) 、伸 縮 貨 叉 、 軌 道 和 控 制 系 統(tǒng) 等 部 分 組 成 。機(jī) 架 ， 除 輕 載 荷 、 低 層 貨 架 用 單 立 柱 型 堆 垛 機(jī) 外 ， 一 般都 是 矩 形 框 架 結(jié) 構(gòu) 。 它 們 的 支 撐 與 驅(qū) 動(dòng) 方 式 有 ： 上 部 支 撐 上部 驅(qū) 動(dòng) 型 ， 下 部 支 撐 下 部 驅(qū) 動(dòng) 型 ， 下 部 支 撐 上 下 同 時(shí) 驅(qū) 動(dòng) 型 。另 外 ， 還 有 一 種 適 用 于 小 型 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 的 用 絲 杠 螺 母 驅(qū) 動(dòng) 的 小型 堆 垛 機(jī) 。近 年 來(lái) ， 隨 著 企 業(yè) 生 產(chǎn) 與 管 理 的 不 斷 提 高 ， 越 來(lái) 越 多 的企 業(yè) 認(rèn) 識(shí) 到 物 流 系 統(tǒng) 的 改 善 與 合 理 性 對(duì) 企 業(yè) 提 高 生 產(chǎn) 率 、 降 低 成 本 非 常 重 要 。 堆 垛 機(jī) 是 自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 中 最 重 要 的 起 重堆 垛 設(shè) 備 。 本 文 著 重 就 堆 垛 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 行 初 步 研 究 。1.2 課 題 簡(jiǎn) 介1.2.1 堆 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 的 組 成 和 形 式自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 是 物 流 中 的 重 要 組 成 部 分 ， 它 是 在 不 直接 進(jìn) 行 人 工 干 預(yù) 的 情 況 下 自 動(dòng) 地 存 儲(chǔ) 和 取 出 物 流 的 系 統(tǒng) 。 它是 現(xiàn) 代 工 業(yè) 社 會(huì) 發(fā) 展 的 高 科 技 產(chǎn) 物 ， 對(duì) 提 高 生 產(chǎn) 率 、 降 低 成本 有 著 重 要 意 義 。 近 年 來(lái) ， 隨 著 企 業(yè) 生 產(chǎn) 與 管 理 的 不 斷 提 高 ，越 來(lái) 越 多 的 企 業(yè) 認(rèn) 識(shí) 到 物 流 系 統(tǒng) 的 改 善 與 合 理 性 對(duì) 企 業(yè) 的 發(fā) 展 非 常 重 要 。 堆 垛 機(jī) 是 自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 中 最 重 要 的 起 重 堆 垛設(shè) 備 ， 它 能 夠 在 自 動(dòng) 化 立 體 的 巷 道 中 來(lái) 回 穿 梭 運(yùn) 行 ， 將 位 于巷 道 口 的 貨 物 存 入 貨 格 ； 或 者 相 反 取 出 貨 格 內(nèi) 的 貨 物 運(yùn) 送 到巷 道 口 。世 界 主 要 工 業(yè) 國(guó) 家 都 把 著 眼 點(diǎn) 放 在 開(kāi) 發(fā) 性 能 可 靠 的 新 產(chǎn)品 和 采 用 高 新 技 術(shù) 上 ， 更 加 注 重 實(shí) 用 性 和 安 全 性 。 在 堆 垛 機(jī)方 面 ， 我 們 應(yīng) 當(dāng) 看 到 和 世 界 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 的 差 距 ， 總 結(jié) 經(jīng) 驗(yàn) ， 找出 不 足 ， 打 破 傳 統(tǒng) 思 路 ， 推 出 新 的 外 形 和 更 高 性 能 的 堆 垛 機(jī) 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 3 相 信 ， 通 過(guò) 我 們 的 不 斷 努 力 ， 必 能 設(shè) 計(jì) 出 高 速 、 安 全 、可 靠 性 能 高 的 堆 垛 機(jī) ， 為 增 強(qiáng) 我 國(guó) 綜 合 國(guó) 力 ， 為 我 國(guó) 填 補(bǔ) 一分 科 技 空 白 。堆 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 主 要 有 三 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 組 成 ：升 降 機(jī) 構(gòu) 有 電 動(dòng) 機(jī) 、 制 動(dòng) 器 、 減 速 器 、 卷 筒 、 鋼 絲 繩 及防 落 安 全 裝 置 組 成 。 升 降 機(jī) 構(gòu) 的 工 作 速 度 一 般 控 制 在1525m/min， 最 高 可 達(dá) 45m/min。行 走 機(jī) 構(gòu) 有 電 動(dòng) 機(jī) 、 聯(lián) 軸 節(jié) 、 制 動(dòng) 器 、 減 速 器 和 行 走 輪組 成 。 在 其 頂 部 設(shè) 置 導(dǎo) 向 輪 沿 固 定 在 貨 架 上 弦 的 導(dǎo) 軌 導(dǎo) 行 。下 部 裝 有 水 平 導(dǎo) 輪 沿 貨 架 下 部 的 水 平 導(dǎo) 規(guī) 導(dǎo) 行 。 行 走 機(jī) 構(gòu) 的工 作 速 度 依 據(jù) 巷 道 長(zhǎng) 度 和 物 料 出 入 庫(kù) 頻 率 而 定 ， 正 常 工 作 速 度 控 制 在 50100m/min， 最 高 可 達(dá) 到 180m/min。貨 叉 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 是 堆 垛 機(jī) 的 取 放 物 料 裝 置 ， 它 有 前 叉 、 中間 叉 、 固 定 叉 、 驅(qū) 動(dòng) 齒 輪 等 組 成 。 貨 叉 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 的 工 作 速 度控 制 在 15m/min， 最 高 可 達(dá) 30m/min。1.2.2 巷 道 堆 垛 機(jī) 的 特 點(diǎn)由 于 使 用 場(chǎng) 合 的 限 制 ， 巷 道 堆 垛 機(jī) 在 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 方 面 有以 下 特 點(diǎn) ：整 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 高 而 窄 ， 其 寬 度 一 般 不 超 過(guò) 儲(chǔ) 料 單 元 的 寬 度 ，因 此 限 制 了 整 機(jī) 布 置 和 結(jié) 構(gòu) 選 型 。金 屬 結(jié) 構(gòu) 件 除 應(yīng) 滿(mǎn) 足 強(qiáng) 度 和 剛 度 要 求 外 ， 還 要 有 較 高 的 制 造 和 安 裝 精 度 。采 用 專(zhuān) 門(mén) 的 取 料 裝 置 ， 常 用 多 節(jié) 伸 縮 貨 叉 或 貨 板 機(jī) 構(gòu) 。各 電 氣 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 同 時(shí) 滿(mǎn) 足 快 速 、 平 穩(wěn) 和 準(zhǔn) 確 。配 備 可 靠 的 安 全 裝 置 ， 控 制 系 統(tǒng) 應(yīng) 具 有 一 系 列 連 鎖 保 護(hù)措 施 。1.2.3 堆 垛 機(jī) 所 受 載 荷 的 簡(jiǎn) 化 方 法堆 垛 機(jī) 的 機(jī) 架 有 立 柱 、 上 下 梁 組 成 ， 整 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 高 而 窄 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 4 堆 垛 機(jī) 工 作 時(shí) ， 將 受 到 載 貨 臺(tái) 、 貨 物 的 鉛 垂 作 用 ， 行 走 、 制動(dòng) 和 加 減 速 的 水 平 慣 性 力 作 用 以 及 起 吊 時(shí) 的 沖 擊 載 荷 作 用 ；某 些 特 殊 環(huán) 境 下 ， 還 要 受 到 風(fēng) 力 的 作 用 。 堆 垛 機(jī) 每 完 成 一 個(gè)工 作 循 環(huán) ， 以 上 載 荷 將 重 復(fù) 出 現(xiàn) 一 次 。 因 次 ， 堆 垛 機(jī) 所 受 的是 交 替 變 化 的 載 荷 。 為 了 保 證 堆 垛 機(jī) 安 全 可 靠 的 工 作 ， 其 剛結(jié) 構(gòu) 部 分 的 強(qiáng) 度 與 剛 度 計(jì) 算 是 必 不 可 少 的 。在 此 ， 就 堆 垛 機(jī) 所 受 載 荷 簡(jiǎn) 化 的 基 本 方 法 作 一 說(shuō) 明 。（ 1） 起 重 重 量 P L實(shí) 際 起 重 重 量 包 括 吊 具 重 量 和 額 定 重 量 之 和 ， 用 S L表示 。 考 慮 到 貨 物 正 常 起 吊 時(shí) 的 動(dòng) 載 沖 擊 作 用 ， 則 設(shè) 計(jì) 起 重 重量 P L= S L 式 中 ， 稱(chēng) 為 沖 擊 系 數(shù) ， 與 堆 垛 機(jī) 分 類(lèi) 有 關(guān) ：1 類(lèi) =1. 1 2 類(lèi) =1.25 3 類(lèi) =1.4 4 類(lèi)=1.6（ 2） 水 平 載 荷 S H堆 垛 機(jī) 沿 水 平 方 向 加 減 速 行 走 或 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 必 然 存 在 與 其加 速 度 有 關(guān) 的 水 平 慣 性 力 。 即 S H = S L 式 中 ， 稱(chēng) 為 動(dòng)載 荷 系 數(shù) ， 由 于 加 速 度 的 不 確 定 性 ， 一 般 用 額 定 速 度 v 來(lái) 確定 。 水 平 行 走 時(shí) =0.0005v； 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) =0.0004v.（ 3） 風(fēng) 力 載 荷 S W風(fēng) 力 載 荷 S W 為 風(fēng) 壓 力 q 與 受 風(fēng) 面 積 的 乘 機(jī) ， 即 S W =qA 堆 垛 機(jī) 工 作 時(shí) ， 風(fēng) 壓 力 q=1742.7 4 h非 工 作 狀 態(tài) ， 風(fēng) 壓 力 q=148.1 4 h 式 中 ， h 為 吊 具 高度 ， 單 位 取 mm（ 4)起 吊 沖 擊 載 荷 S R在 正 常 情 況 下 ， 起 吊 貨 物 的 加 速 度 可 能 很 大 ， 這 時(shí) 的 沖擊 載 荷 很 大 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 另 行 考 慮 。（ 5） 載 荷 狀 態(tài)堆 垛 機(jī) 工 作 時(shí) ， 其 承 載 能 力 是 上 述 各 種 載 荷 與 自 重 S G的 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 5 不 同 組 合 ：A 正 常 工 作 狀 態(tài) ： M（ S G+ S L+ S H ）B 特 殊 工 作 狀 態(tài) ： M（ S G+ S L+ S H ） + S WC 起 吊 工 作 狀 態(tài) ： S G+ S L+ S HD 停 止 ： S G+ S W以 上 各 式 中 ， M 稱(chēng) 為 作 業(yè) 系 數(shù) ， 與 堆 垛 機(jī) 的 分 類(lèi) 有 關(guān) ：1 類(lèi) M=1.0； 2 類(lèi) M=1.05； 3 類(lèi) M=1.1； 4 類(lèi) M=1.201.3 主 要 工 作在 堆 垛 機(jī) 設(shè) 計(jì) 中 將 做 以 下 工 作 ：（ 1） 堆 垛 機(jī) 的 框 架 結(jié) 構(gòu) 方 案 選 定 ； （ 2） 堆 垛 機(jī) 的 貨 叉 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ；（ 3） 堆 垛 機(jī) 的 行 走 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ；（ 4） 堆 垛 機(jī) 的 升 降 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ； 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 6 2. 堆 垛 機(jī) 的 方 案 選 定堆 垛 起 重 機(jī) 按 其 構(gòu) 造 方 式 而 言 可 分 為 雙 立 柱 式 堆 垛 機(jī) ；單 立 柱 型 堆 垛 機(jī) ； 橋 式 堆 垛 機(jī) 。 圖 2.1 單 立 柱 堆 垛 機(jī)2.1 單 立 柱 堆 垛 機(jī)這 種 形 式 堆 垛 機(jī) 組 成 構(gòu) 件 主 要 是 立 柱 、 配 有 貨 叉 的 載 物臺(tái) 、 下 梁 、 等 。 主 動(dòng) 行 走 輪 與 從 動(dòng) 行 走 輪 裝 在 下 橫 梁 上 ， 下橫 梁 上 還 裝 著 行 駛 機(jī) 構(gòu) ， 電 機(jī) ， 通 訊 部 件 與 控 制 部 件 ， 等 。導(dǎo) 向 輪 裝 在 立 柱 上 部 ， 其 在 上 部 巷 道 的 工 型 鋼 中 運(yùn) 行 。 水 平運(yùn) 行 輪 裝 于 下 橫 梁 上 ， 其 在 安 裝 于 地 上 的 一 條 單 軌 道 上 運(yùn) 行 。2.1.1 單 立 柱 堆 垛 機(jī) 的 主 要 特 點(diǎn) 1.結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單節(jié) 省 材 料 和 費(fèi) 用 ， 實(shí) 用 性 強(qiáng) ， 便 于 維 護(hù) ， 不 易 出 現(xiàn) 故 障 。剛 性 較 好 ， 自 身 重 量 較 輕 ， 但 小 車(chē) 檢 查 與 修 整 不 方 便 ， 運(yùn) 行 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 7 機(jī) 構(gòu) 安 放 也 較 困 難 ， 并 需 要 添 加 防 止 小 車(chē) 翻 斜 的 保 護(hù) 措 施 。2.運(yùn) 行 速 度 可 以 達(dá) 到 很 高在 較 長(zhǎng) 較 高 的 巷 道 全 力 運(yùn) 行 時(shí) ， 行 進(jìn) 速 度 最 高 可 達(dá) 到150 米 /分 和 提 升 速 度 最 高 可 到 達(dá) 45 米 /分 。 貨 叉 叉 取 貨 物 速度 可 達(dá) 到 30 米 /分 。3.安 全 性 高行 進(jìn) ， 貨 叉 機(jī) 構(gòu) 和 提 升 設(shè) 置 了 多 重 機(jī) 械 安 全 裝 置 進(jìn) 行 保護(hù) ， 并 有 電 控 安 全 保 護(hù) 系 統(tǒng) ， 等 來(lái) 確 保 堆 垛 機(jī) 設(shè) 備 的 工 作 能夠 安 全 平 穩(wěn) 的 進(jìn) 行 ， 并 保 障 了 貨 物 存 儲(chǔ) 和 運(yùn) 送 的 安 全 。4.智 能 化 程 度 高可 對(duì) 執(zhí) 行 指 令 自 動(dòng) 識(shí) 別 和 分 析 ， 自 動(dòng) 記 錄 并 保 存 狀 態(tài) 信 息 和 故 障 數(shù) 據(jù) 。 當(dāng) 運(yùn) 行 有 異 常 情 況 發(fā) 生 時(shí) 時(shí) ， 能 自 行 讓 運(yùn) 行停 止 并 自 動(dòng) 發(fā) 出 警 報(bào) 。2.1.2 單 立 柱 式 堆 垛 機(jī) 的 工 作 方 式單 立 柱 式 堆 垛 機(jī) 的 運(yùn) 動(dòng) 形 式 主 要 有 三 種 ， 在 軌 道 上 的 運(yùn)動(dòng) 為 水 平 運(yùn) 行 行 走 運(yùn) 動(dòng) ， 可 視 為 水 平 軸 向 的 運(yùn) 動(dòng) 。 在 垂 直 方向 上 載 物 臺(tái) 的 升 降 ， 可 視 為 垂 直 軸 的 軸 向 運(yùn) 動(dòng) 。 貨 叉 在 載 物臺(tái) 上 進(jìn) 行 取 放 貨 物 時(shí) 進(jìn) 行 的 的 伸 縮 運(yùn) 動(dòng) ， 可 視 為 前 后 軸 的 向軸 運(yùn) 動(dòng) 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 8 圖 2.2 雙 立 柱 堆 垛 機(jī)2.2 雙 立 柱 堆 垛 機(jī)堆 垛 機(jī) 的 機(jī) 架 是 由 一 個(gè) 矩 形 框 架 和 下 上 橫 梁 和 兩 根 長(zhǎng) 的立 柱 構(gòu) 成 。 立 柱 的 構(gòu) 件 可 以 是 方 管 也 可 以 是 圓 管 。 方 管 除 了有 支 架 作 用 外 還 可 以 作 為 起 升 導(dǎo) 軌 ， 圓 管 附 加 起 開(kāi) 作 用 。2.2.1 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 主 要 特 點(diǎn) 1.結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 固由 于 由 兩 個(gè) 立 柱 的 構(gòu) 造 故 其 強(qiáng) 度 和 剛 性 都 比 較 好 ， 構(gòu) 造較 簡(jiǎn) 單 ， 工 藝 性 好 ， 可 使 用 自 動(dòng) 焊 或 半 自 動(dòng) 焊 ， 實(shí) 用 性 強(qiáng) ，易 大 量 生 產(chǎn) ， 選 用 較 多 。2.運(yùn) 行 可 靠運(yùn) 行 速 度 可 以 達(dá) 到 很 高 ， 制 動(dòng) 簡(jiǎn) 單 ， 運(yùn) 行 中 較 平 穩(wěn) ， 振 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 9 動(dòng) 、 噪 聲 、 沖 擊 較 小 。 可 以 用 在 運(yùn) 行 速 度 較 快 ， 起 重 質(zhì) 量 較高 的 場(chǎng) 合 。3.傳 動(dòng) 方 式 簡(jiǎn) 單現(xiàn) 在 雙 立 柱 式 堆 垛 機(jī) 普 遍 采 用 的 傳 動(dòng) 方 式 是 鋼 絲 繩 傳動(dòng) ， 通 過(guò) 電 動(dòng) 減 速 器 進(jìn) 行 帶 動(dòng) ， 鋼 絲 繩 進(jìn) 行 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 ， 載 貨臺(tái) 由 鋼 絲 繩 進(jìn) 行 帶 動(dòng) ， 沿 著 起 升 導(dǎo) 軌 或 立 柱 （ 作 為 起 升 導(dǎo) 軌 ）作 上 下 運(yùn) 動(dòng) 。2.2.2 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 運(yùn) 行 方 式雙 立 柱 式 堆 垛 機(jī) 的 運(yùn) 動(dòng) 形 式 主 要 有 三 種 ， 在 軌 道 上 的 運(yùn)動(dòng) 為 水 平 運(yùn) 行 行 走 運(yùn) 動(dòng) ， 可 視 為 水 平 軸 向 的 運(yùn) 動(dòng) 。 在 垂 直 方向 上 載 物 臺(tái) 的 上 下 運(yùn) 動(dòng) ， 可 視 為 垂 直 軸 上 的 軸 向 運(yùn) 動(dòng) 。 貨 叉 在 載 物 臺(tái) 上 進(jìn) 行 取 放 貨 物 時(shí) 進(jìn) 行 的 的 伸 縮 運(yùn) 動(dòng) ， 可 視 為 前 后軸 的 向 軸 運(yùn) 動(dòng) 。 圖 2.3 橋 式 堆 垛 機(jī) 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 10 2.3 橋 式 堆 垛 機(jī)橋 式 堆 垛 起 重 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 具 有 叉 車(chē) 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 也 有 堆 垛 機(jī) 的結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ， 具 有 橋 梁 與 回 轉(zhuǎn) 小 車(chē) 。 回 轉(zhuǎn) 小 車(chē) 的 行 走 是 在 橋 架上 ， 橋 架 的 運(yùn) 行 是 在 倉(cāng) 庫(kù) 上 方 。 其 立 柱 形 式 還 有 固 定 式 和 可伸 縮 式 兩 種 ， 立 柱 上 裝 有 貨 叉 或 其 他 代 替 貨 叉 的 取 物 裝 置 。倉(cāng) 庫(kù) 頂 與 貨 架 之 間 要 留 出 一 定 空 間 ， 保 證 其 正 常 運(yùn) 行 。 可 回轉(zhuǎn) 的 立 柱 ， 保 證 了 工 作 的 靈 活 性 。 回 轉(zhuǎn) 小 車(chē) 根 據(jù) 需 要 可 以 來(lái)回 運(yùn) 動(dòng) 。 因 此 橋 式 起 重 機(jī) 可 以 服 務(wù) 于 多 條 巷 道 。2.3.1 橋 式 堆 垛 機(jī) 特 點(diǎn)1.橋 式 堆 垛 起 重 機(jī) 是 巷 道 式 堆 垛 起 重 機(jī) 的 雛 形 ， 因 其 體 積 大 所 以 較 重 ， 所 以 行 走 速 度 不 會(huì) 太 快 ， 適 用 的 倉(cāng) 庫(kù) 貨 物 出入 庫(kù) 頻 率 不 能 太 高 。2.橋 式 堆 垛 起 重 機(jī) 的 大 體 構(gòu) 造 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 使 用 起 來(lái) 也 較方 便 ， 貨 物 的 堆 垛 和 裝 卸 可 以 越 過(guò) 一 些 不 太 高 的 障 礙 物 進(jìn) 行 。3.橋 式 堆 垛 起 重 機(jī) 的 軌 道 大 多 是 安 裝 在 房 屋 上 方 杵 架 上的 ， 所 以 其 自 身 較 輕 。制 造 較 難 ， 剛 性 較 好 ， 高 成 本 ， 由 于 難 使 用 半 自 動(dòng) 焊 ， 自 動(dòng) 焊 ，不 宜 大 量 制 造 ， 很 少 被 使 用 。在 進(jìn) 行 優(yōu) 缺 點(diǎn) 比 較 后 雙 立 柱 型 堆 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 作 為 本 次 設(shè) 計(jì) 選 用的 機(jī) 構(gòu) 形 式 。2.4 載 荷 計(jì) 算 2.4.1 起 重 重 量實(shí) 際 起 重 重 量 為 貨 物 重 量 與 貨 叉 總 重 量 的 和 ， 用 SL 來(lái) 進(jìn)行 表 示 。 貨 物 在 正 常 吊 起 時(shí) 不 可 避 免 會(huì) 有 沖 擊 動(dòng) 載 作 用 ， 因此 本 次 設(shè) 計(jì) 起 重 的 重 量 計(jì) 算 方 式 為 ：sl LP 上 式 中 ； 沖 擊 系 數(shù) ， 其 選 取 和 堆 垛 機(jī) 的 分 類(lèi) 有 關(guān) ： 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 11 類(lèi) =1.1， 類(lèi) =1.25， 類(lèi) =1.4， 類(lèi) =1.6，本 文 設(shè) 計(jì) 中 sL =200+20=220kg; 由 于 堆 垛 機(jī) 載 荷 小 平 穩(wěn) 運(yùn)行 且 環(huán) 境 狀 況 良 好 ， 所 以 取 =1 1。2.4.2 水 平 載 荷堆 垛 機(jī) 在 水 平 方 向 進(jìn) 行 減 速 或 者 加 速 運(yùn) 行 時(shí) ， 必 定 會(huì) 有 一定 的 水 平 的 慣 性 力 產(chǎn) 生 。HS = SL上 式 中 ； 動(dòng) 載 荷 系 數(shù) ，因 為 無(wú) 法 確 定 加 速 度 ， 所 以 用 額 定 速 度 V 來(lái) 表 示 。 水 平 動(dòng) 載 系 數(shù) ： =0.0005v； 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 12 3.水 平 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)3.1 行 走 機(jī) 構(gòu) 總 體 方 案 確 定堆 垛 機(jī) 的 行 走 機(jī) 構(gòu) 主 要 有 以 下 幾 種 方 案 ：方 案 1： 無(wú) 軌 道 式 堆 垛 機(jī) ，門(mén) 架 一 般 選 用 多 節(jié) 式 ， 比 普 通 叉 車(chē) 的 起 開(kāi) 高 度 高 ， 可 是低 于 一 般 堆 垛 機(jī) 所 可 以 到 達(dá) 的 高 度 。 比 一 般 堆 垛 機(jī) 機(jī) 動(dòng) 性 好 ，在 巷 道 外 也 可 以 使 用 ， 也 可 以 作 為 一 般 叉 車(chē) 在 庫(kù) 房 外 使 用 。方 案 2： 雙 軌 堆 垛 機(jī) 道 ：堆 垛 機(jī) 的 機(jī) 架 重 量 較 輕 ， 抗 彎 抗 扭 和 剛 度 較 高 ， 可 精 確調(diào) 位 ， 耐 磨 性 好 ， 起 升 精 度 高 。 方 案 3： 單 軌 道 式 堆 垛 機(jī) ；導(dǎo) 軌 固 定 行 走 較 平 穩(wěn) ， 制 造 成 本 低 ， 但 行 走 路 線(xiàn) 不 易 改變 ， 轉(zhuǎn) 彎 角 度 不 能 太 小 ， 噪 聲 較 大 。因 設(shè) 計(jì) 為 小 型 堆 垛 機(jī) 其 運(yùn) 行 環(huán) 境 一 般 為 倉(cāng) 庫(kù) 外 ， 所 以 初選 為 無(wú) 軌 道 式 堆 垛 機(jī) ， 即 自 行 式 堆 垛 機(jī) 。堆 垛 機(jī) 的 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 主 要 包 括 電 動(dòng) 機(jī) ， 制 動(dòng) 器 ， 聯(lián) 軸 器 ， 傳 動(dòng)軸 ， 車(chē) 輪 組 和 減 速 器 等 。 自 行 式 又 分 為 分 別 驅(qū) 動(dòng) 與 集 中 驅(qū) 動(dòng) 兩中 方 式 。 其 布 置 方 式 分 為 ， a 橫 臥 式 b 套 裝 式因 為 套 裝 式 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 的 總 體 布 置 緊 湊 ， 并 能 使 車(chē) 輪 組 的 安裝 簡(jiǎn) 便 ， 所 以 初 選 采 用 套 裝 式 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 13 3.2 自 走 式 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 的 計(jì) 算3.2.1 運(yùn) 行 阻 力 的 計(jì) 算沿 直 線(xiàn) 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 的 堆 垛 機(jī) 其 總 靜 阻 力 主 要 為 ；1.摩 擦 阻 力滿(mǎn) 載 運(yùn) 行 時(shí) 的 單 梁 小 車(chē) 所 受 的 最 大 和 最 小 摩 擦 阻 力 ； ssfqmaxm 22K2 DHDGQP （ 3.1） ssqminm 222 DHDGQP （ 3.2）式 中 ： qQ 起 升 載 荷G 堆 垛 機(jī) 自 重 滾 動(dòng) 摩 擦 力 臂D 車(chē) 輪 直 徑sD 水 平 滾 輪 直sH 滿(mǎn) 載 水 平 滾 輪 總 壓 力fK 考 慮 車(chē) 輪 輪 緣 與 輪 轂 摩 擦 的 系 數(shù)因 本 次 設(shè) 計(jì) 微 小 型 起 重 機(jī) D， sD 分 別 取 100mm， 于 150mm。 取 0.25。 fK 取 1.2。 H S 約 為 滿(mǎn) 載 載 荷 。 堆 垛 機(jī) 自 重 約 為120Kg。 ssfqmaxm 22K2 DHDGQP =（ 120+200）20.25/101.2+222020.25/15=300N當(dāng) 小 型 堆 垛 機(jī) 運(yùn) 行 環(huán) 境 為 室 內(nèi) 時(shí) ， 軌 道 斜 坡 阻 力 、 風(fēng) 阻 、 相 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 14 對(duì) 比 較 小 ， 可 以 忽 略 不 計(jì) ； 我 們 所 以 可 認(rèn) 為 小 型 堆 垛 機(jī) 的 其摩 擦 阻 力 就 等 于 靜 阻 力 。3.2.2 電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇當(dāng) 小 型 堆 垛 機(jī) 的 運(yùn) 行 為 滿(mǎn) 載 時(shí) ， 其 電 動(dòng) 機(jī) 功 率 ；60/VFP sfts （ 3.3）式 中 ： tsP 堆 垛 機(jī) 滿(mǎn) 載 時(shí) 的 總 功 率sV 堆 垛 機(jī) 行 走 速 度 取 60m/min 機(jī) 構(gòu) 總 效 率 取 =0.9所 以 ， 60/VFP sfts =30060/600.9=330w由 此 可 以 看 出 ， 小 功 率 電 動(dòng) 機(jī) 就 可 以 用 作 堆 垛 機(jī) 運(yùn) 行 機(jī)構(gòu) 的 電 動(dòng) 機(jī) 。 因 此 可 以 選 擇 R35型 硬 齒 面 斜 齒 輪 減 速 機(jī) ， 輸 出轉(zhuǎn) 矩 為 40n.m， 輸 出 轉(zhuǎn) 速 為 239r/min， 減 速 比 5.54。 電 動(dòng) 機(jī)型 號(hào) Y91s 額 定 功 率 為 1.0kw 機(jī) 身 重 為 15KG。3.2.3 行 走 輪 的 主 軸 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 同 步 帶 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算1.確 定 計(jì) 算 功 率電 動(dòng) 機(jī) 每 天 要 進(jìn) 行 8 小 時(shí) 的 工 作 ， 查 表 得 工 作 系 數(shù)K A=1.4。 其 計(jì) 算 算 功 率 為 ：P ca=K AP=0.3301.40=0.467kw確 定 同 步 帶 型 與 節(jié) 距 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 15 圖 3.1 帶 型 選 取 關(guān) 系 圖查 看 選 型 同 步 帶 圖 后 選 型 帶 H。 節(jié) 距 選 P b =12.7mm。選 取 齒 輪 齒 數(shù)由 于 Z=14 為 此 帶 型 最 小 齒 數(shù) ， 所 以 小 帶 輪 齒 數(shù) 選 取 Z=20。小 帶 輪 的 節(jié) 圓 直 徑 ；1d = bZP =2012.7/3.14=81mm小 帶 輪 的 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 算 ；6000/DnV =247813.14/6000=1.05m/s大 帶 輪 的 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 ； 有 傳 動(dòng) 比 1:1， 即 大 帶 輪 數(shù) 據(jù) 與 小 帶 輪 相 同 。 及 齒 數(shù) Z=20，節(jié) 距P=12.7mm。中 心 距 的 初 定0.7（ d 1 +d 2 ） a 0 2（ d 1 +d 2 ） （ 3.4） 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 16 224 mm a 0 320mm初 定 中 心 句 為 a 0=250mm帶 長(zhǎng) 確 定L=2a 0+ /2（ d 1 +d 2 ） =762mm查 表 得 其 帶 的 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 L d =800mm實(shí) 際 中 心 距 a=a 0+（ L d -L） /2=269mm軸 最 小 直 徑 的 計(jì) 算d 3 0 npA （ 3.4）式 中 A 0取 110， p=0.5， n=247。d=1100.126=13.91mm圓 整 d=30mm， 軸 承 選 取 代 號(hào) 為 6207 的 深 溝 球 軸 承 ，基 本 尺 寸 ： d=30mm， D=72mm， 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 19kn。軸 的 結(jié) 構(gòu) ；軸 的 受 力 情 況 圖 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 17 垂 直 彎 矩 圖 ； 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 18 軸 的 扭 矩 圖 ：軸 的 水 平 彎 矩 圖 ： 軸 的 校 核 ：其 許 用 應(yīng) 力 為 60MPa， 校 核 最 大 應(yīng) 力 為 81273.8n.mmmind = 1.0M3 =24mm 小 與 最 細(xì) 軸 徑 所 以 軸 安 全 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 19 4. 堆 垛 機(jī) 起 升 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)4.1 總 體 方 案 確 定1.鏈 條 起 升 機(jī) 構(gòu) 圖 4.1 鏈 條 起 升 機(jī) 構(gòu)鏈 條 式 主 要 由 傳 動(dòng) 鏈 條 、 提 升 傳 動(dòng) 鏈 條 、 雙 聯(lián) 鏈 輪 與 電 動(dòng)機(jī) （ 包 括 減 速 器 ） 、 改 向 鏈 輪 和 提 升 鏈 條 組 成 提 升 機(jī) 構(gòu) 。 采 用雙 排 滾 子 鏈 作 為 提 升 鏈 條 安 全 系 數(shù) 一 般 不 小 于 5， 其 與 上 下 橫梁 上 的 改 向 鏈 輪 和 載 物 臺(tái) 組 成 一 個(gè) 封 閉 的 結(jié) 構(gòu) 。 當(dāng) 傳 動(dòng) 鏈 條通 過(guò) 起 落 電 動(dòng) 機(jī) 帶 動(dòng) 雙 聯(lián) 鏈 輪 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) 提 升 鏈 條 運(yùn) 動(dòng) ， 載 物 臺(tái)升 降 從 而 被 調(diào) 控 。與 鋼 絲 繩 比 較 的 話(huà) ， 車(chē) 庫(kù) 采 取 鏈 條 式 提 升 方 式 的 較 多 ，穩(wěn) 定 性 好 許 多 在 起 落 過(guò) 程 中 ， 這 主 要 與 鋼 絲 繩 與 鏈 條 的 不 相同 的 構(gòu) 造 有 關(guān) 系 。 然 而 這 樣 的 升 降 方 法 對(duì) 于 高 度 太 高 的 堆 垛機(jī) 不 太 適 合 ， 由 于 鏈 條 的 本 錢(qián) 要 比 鋼 絲 繩 成 本 高 ， 并 且 鏈 條 會(huì) 有 比 較 大 的 聲 音 產(chǎn) 生 在 升 降 過(guò) 程 中 ， 因 此 噪 聲 比 較 高 。 所 以堆 垛 機(jī) 較 高 時(shí) 通 常 不 使 用 這 樣 的 方 法 。2.曳 引 式 提 升 機(jī) 構(gòu) 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 20 圖 4.2 曳 引 式 提 升 機(jī) 構(gòu)曳 引 式 升 降 機(jī) 構(gòu) 普 遍 使 用 在 當(dāng) 今 電 梯 的 提 升 方 式 中 ， 組成 主 要 是 鋼 絲 繩 、 曳 引 輪 、 曳 引 力 裝 置 、 反 繩 輪 和 導(dǎo) 向 輪 等 構(gòu)件 。 曳 引 鋼 絲 繩 一 端 連 接 配 重 裝 置 ， 另 外 一 端 與 載 物 臺(tái) 相 連接 ， 配 重 裝 置 、 載 物 臺(tái) 與 載 荷 的 重 量 使 緊 緊 壓 在 曳 引 輪 繩 槽 內(nèi)的 鋼 絲 繩 擁 有 極 大 的 摩 擦 力 來(lái) 帶 動(dòng) 貨 物 沿 導(dǎo) 軌 向 上 或 向 下 運(yùn)動(dòng) 。 曳 引 式 升 降 機(jī) 構(gòu) 的 好 處 是 有 小 而 輕 巧 的 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 體 積 ，相 比 與 卷 筒 式 傳 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 要 小 出 很 多 。 沒(méi) 有 上 限 的 提 升 高 度 ，但 是 堆 垛 機(jī) 與 電 梯 不 一 樣 ， 堆 垛 機(jī) 要 水 平 運(yùn) 行 ， 會(huì) 晃 動(dòng) 、 產(chǎn) 生 噪 音 ， 配 重 裝 置 一 定 不 可 以 太 過(guò) 大 ， 配 重 裝 置 并 且 要 安 裝到 立 柱 里 面 沿 著 立 柱 內(nèi) 壁 向 上 或 向 下 運(yùn) 行 ， 安 裝 與 維 修 比 較 困難 。 3.卷 筒 式 提 升 機(jī) 構(gòu) ： 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 21 圖 4.3 卷 筒 式 提 升 機(jī) 構(gòu)常 用 于 帶 動(dòng) 載 物 臺(tái) 向 上 向 下 運(yùn) 行 的 機(jī) 構(gòu) 是 卷 筒 式 升 降 機(jī)構(gòu) ， 一 般 由 減 速 電 機(jī) 、 卷 筒 、 滑 輪 組 及 鋼 絲 繩 組 成 。 它 的 工作 原 理 是 ； 卷 筒 經(jīng) 過(guò) 減 速 電 機(jī) 帶 動(dòng) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 鋼 絲 繩 ， 再 經(jīng) 過(guò) 滑 輪 組與 鋼 絲 繩 升 降 載 物 臺(tái) 。初 選 為 卷 筒 式 升 降 機(jī) 構(gòu) 。4.2 鋼 絲 繩 的 計(jì) 算 鋼 絲 繩 所 受 拉 力 S= xq KmaQ （ 4.1)式 中 ： Q q 起 重 載 荷a 繩 系 數(shù) 目m 繩 系 滑 輪 倍 數(shù) 一 根 鋼 絲 繩 繞 過(guò) 移 動(dòng) 小 車(chē) 和 吊 具 上 的 滑 輪 數(shù) 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 22 K x 滑 輪 的 阻 力 系 數(shù)表 4.1 K x 的 推 薦 值 表S=22001.3 2 /2=1167N 鋼 絲 繩 直 徑 計(jì) 算 ： d=C S （ 4.2）C 直 徑 系 數(shù) 取 0.114，d=0.114 1167 =3.8mm取 d=6mm卷 筒 和 滑 輪 直 徑 計(jì) 算卷 筒 直 徑 D=ed （ 4.3）式 中 e 系 數(shù)d 鋼 絲 繩 直 徑表 4.2 e 的 取 值 表 D=ed=206=120mm 鋼 絲 繩 傳 動(dòng) 鏈 傳 動(dòng)滾 動(dòng) 軸承 滑 動(dòng) 軸承 滾 動(dòng) 軸承 滑 動(dòng) 軸承1.03 1.05 1.04 1.06 機(jī) 構(gòu) 工 作 類(lèi) 型 電 動(dòng) 滑 車(chē) 動(dòng) 臂絞 車(chē) 其 他 絞車(chē)手 動(dòng) 輕 級(jí) 中 級(jí) 強(qiáng) 級(jí)18 20 28 30 20 20 30 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 23 滑 輪 直 徑 D1一 般 選 取 為 滾 筒 的 0.6 倍 ， 但 推 薦 選 與 滾 筒相 同 ， 所 以 滑 輪 直 徑 也 為 120mm。電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇電 動(dòng) 機(jī) 的 靜 功 率 ： P st = m1000Qv （ 4.4）式 中 ： v 升 降 速 度M 電 機(jī) 個(gè) 數(shù) 機(jī) 構(gòu) 效 率 取 0.85P st =2201.2/10000.85=310w 選 擇 配 有 減 速 器 的 電 動(dòng) 機(jī) ， 安 裝 方 便 ， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 。 減 速 器型 號(hào) ： R56， 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 181N.M， 輸 出 轉(zhuǎn) 速 37r/min， 傳 動(dòng) 比 37.30；電 機(jī) 型 號(hào) Y80， 其 轉(zhuǎn) 速 為 1390r/min,額 定 功 率 為 0.65KW,電 機(jī) 重 量13KG。卷 筒 設(shè) 計(jì)卷 筒 直 徑 D=120mm， 卷 筒 長(zhǎng) 度 L=150mm， 節(jié) 距 螺 旋 p=7mm，卷 筒 壁 厚 為 d=10mm， 鋼 絲 繩 的 最 大 拉 力 為 S=1167N。4.3 卷 筒 心 軸 的 計(jì) 算軸 的 材 料 為 調(diào) 質(zhì) 處 理 過(guò) 的 45號(hào) 鋼 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 24 卷 筒 軸 的 受 力 情 況 圖心 軸 的 直 徑 計(jì) 算 ： d min 3 np A （ 4.5）式 中 ： A 系 數(shù) 取 110：N 轉(zhuǎn) 速 為 37r/mind min =22.3mm， 取 d=25mm心 軸 受 力 分 析支 座 反 力 ： R a=（ 116745+1167110） /135=1339NR b =（ 1167115） /135=994N左 右 輪 轂 收 到 的 彎 矩 最 大 ： M b = R b 45=44730N mmM a=R a 25=33475N mm疲 勞 強(qiáng) 度 計(jì) 算彎 曲 應(yīng) 力 =M b /0.1d 3=44730/（ 0.125 3） =28.6MPa軸 材 料 為 號(hào) 鋼45 彎 曲 許 用 應(yīng) 力 =100MPa 所 以 卷 筒 芯 軸 安 全 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 25 強(qiáng) 度 計(jì) 算卷 筒 為 低 速 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) ， 其 動(dòng) 力 系 數(shù) =1.2M max= M b =447301.2=53676N mmmax =M max/0.1d 3=34.4MPamax 所 以 強(qiáng) 度 校 核 也 通 過(guò) 。4.4 軸 承 的 選 擇 左 端 軸 承軸 承 額 定 凈 負(fù) 載 C np （ 4.6）式 中 ： C 軸 承 額 定 靜 負(fù) 載 ：P 當(dāng) 量 靜 負(fù) 載 ：N 安 全 系 數(shù) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 選 取 n=1.04選 用 深 溝 球 軸 承 ， 型 號(hào) 為 6205， 軸 承 額 定 靜 負(fù) 載C 0=4200N， 左 端 軸 承 的 當(dāng) 量 靜 載 荷 。p= afR式 中 ： f 當(dāng) 量 靜 載 荷 系 數(shù) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 取 f=1.1； P=1.11339=1473Nn p=1.041473=1532NC 0所 以 軸 承 的 選 取 安 全 。右 端 軸 承 計(jì) 算初 定 右 端 軸 承 與 左 端 軸 承 型 號(hào) 相 同 ， 也 為 型 號(hào) 6205 的 深溝 球 軸 承 ， 其 動(dòng) 負(fù) 載 額 定 值 C =9330N。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 26 右 端 軸 承 徑 向 的 負(fù) 載 ；br fRF =1.1994=1093N其 右 端 軸 承 的 軸 向 受 力 ；F a=0N軸 承 工 作 時(shí) 間 數(shù) 假 設(shè) 為 Lh = h4000 ， 其 軸 承 的 計(jì) 算 系 數(shù) 可以 查 出 e=0.27， 因 raFF =0e。所 以 其 動(dòng) 栽 的 當(dāng) 量 值 是 ； P=Fr =1093N36 h pcn6010L ）（ （ 4.7）式 中 ； Lh 軸 承 的 壽 命 ； 單 位 為 h：n 軸 承 外 內(nèi) 圈 的 轉(zhuǎn) 速 相 對(duì) 值 ； 單 位 為r/min； C 軸 承 額 定 的 動(dòng) 載 荷 ； 單 位 為 N；由 此 可 得 PC = 3 6 h10nL60 = 3 610 40003760 =2.07因 此 動(dòng) 載 荷 C= PC P=2.071093=2263N C ； 因 此 此 軸 承 滿(mǎn) 足 使 用 條 件 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 27 5 堆 垛 機(jī) 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì)5.1 伸 縮 機(jī) 構(gòu) 方 案 的 確 定堆 垛 機(jī) 的 取 存 貨 物 的 直 接 執(zhí) 行 構(gòu) 件 是 安 置 在 載 物 臺(tái) 上 的伸 縮 機(jī) 構(gòu) 。 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 伸 縮 貨 叉 機(jī) 構(gòu) 為 差 動(dòng) 式 貨 叉 ， 由 滾輪 與 起 導(dǎo) 向 作 用 的 貨 叉 等 構(gòu) 件 組 成 。因 為 利 用 貨 叉 存 取 貨 物 時(shí) 伸 出 的 距 離 超 過(guò) 本 身 的 長(zhǎng) 度 ， 所以 用 伸 縮 裝 置 貨 叉 ， 貨 叉 固 定 在 載 物 臺(tái) 上 ， 還 起 到 部 分 支 撐 作用 。 貨 叉 的 伸 縮 可 以 使 用 同 步 帶 傳 動(dòng) 或 齒 條 齒 輪 傳 動(dòng) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 選 用 齒 輪 齒 條 傳 動(dòng) ， 齒 條 齒 輪 傳 動(dòng) 具 有 清 晰 的 傳 動(dòng) 關(guān) 系 ，構(gòu) 造 簡(jiǎn) 潔 ， 等 優(yōu) 點(diǎn) 。伸 縮 裝 置 的 組 成 主 要 是 齒 條 齒 輪 傳 動(dòng) 裝 置 、 自 帶 減 速 機(jī) 的電 動(dòng) 機(jī) 、 貨 叉 和 滾 輪 等 。貨 叉 的 組 成 由 貨 叉 立 板 、 貨 叉 支 承 板 、 貨 叉 底 板 、 貨 叉 齒條 板 等 ， 貨 叉 滾 輪 安 裝 在 支 承 板 下 部 ， 整 個(gè) 貨 叉 的 支 承 板 由貨 叉 底 板 則 作 ， 其 上 固 定 有 貨 叉 立 板 、 貨 叉 支 承 板 、 貨 叉 齒條 板 、 雙 向 擋 板 、 電 動(dòng) 機(jī) 等 。 貨 叉 的 極 限 伸 縮 位 置 由 焊 接 在貨 叉 底 板 上 的 雙 向 擋 板 來(lái) 進(jìn) 行 限 制 。本 貨 叉 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 除 了 安 裝 在 貨 叉 左 側(cè) 的 電 動(dòng) 機(jī) 以 外 ， 其 余 基 本 為 對(duì) 稱(chēng) 布 置 ， 左 貨 叉 相 當(dāng) 于 左 半 部 分 ， 右 貨 叉 相 當(dāng) 于 右半 部 分 ， 這 樣 齒 輪 齒 條 傳 動(dòng) 布 置 于 貨 叉 中 間 ， 進(jìn) 而 提 高 系 統(tǒng)的 平 穩(wěn) 性 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 28 5.2 貨 叉 傳 動(dòng) 電 機(jī) 的 選 擇運(yùn) 行 阻 力 系 數(shù) 取 0.85， 可 得 由 此 ；fF = wG （ 5.1）式 中 ； G 重 力 運(yùn) 行 貨 物 的 ；fF 0.85609.8=499.8N貨 叉 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 總 效 率 取 0.9， 則 其 正 常 運(yùn) 行 的 靜 功 率 ；Pst 1000VFf =499.80.15/（ 10000.9） =83W電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇 ； 減 速 器 型 號(hào) 為 R27， 輸 出 的 轉(zhuǎn) 速 為 48r/min。 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 為 35N m， 減 速 比 為 28.7： 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 為 電63Y ， 功 率 額 定 為 170W， 為 轉(zhuǎn) 速 1440r/min。5.3 貨 叉 傳 動(dòng) 齒 條 與 齒 輪 的 計(jì) 算貨 叉 的 伸 縮 速 度 伸 縮 機(jī) 構(gòu) V=9m/min， 也 就 是9000mm/min； 伸 縮 裝 置 的 齒 輪 的 直 徑 分 度 圓 為 d=60mm， 周 周長(zhǎng) 其 圓 為 ； dC =3.1460=188.4mm齒 輪 的 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 算 值 為 ；cvn =9000/188.4=47.7r/min齒 條 材 料 ， 齒 輪 材 料 的 選 擇齒 輪 材 料 調(diào) 制 處 理 選 用 45 號(hào) 鋼 ， 選 用 正 火 處 理 的 45 號(hào)鋼 齒 條 材 料計(jì) 算 齒 面 的 疲 勞 接 觸 強(qiáng) 度 ；tv =（ 0.013 0.022） n 3 np =（ 0.013 0.022） 48 3 4842.0 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì) 29 算 出 tv =0.13 0.22， 取 tv =0.2m/s。齒 條 齒 輪 的 精 度 等 級(jí) 第 二 公 差 組 8 級(jí) 。齒 輪 的 分 圓 度 直 徑 3 2EHd ZZZu 1uKT2d （ 5.2）系 數(shù) 寬 齒 d 取 0.4，齒 輪 齒 數(shù) Z=20；齒 條 長(zhǎng) 度 L=600mm；通 過(guò) 減 速 器 和 電 機(jī) 傳 動(dòng) 比 算 出 傳 動(dòng) 軸 上 的 齒 輪 轉(zhuǎn) 速 ； N=1390/29=48r/min其 齒 輪 轉(zhuǎn) 矩 為 ；T=9.55 610 0.42/48=83560N mm；載 荷 系 數(shù) ； KKKKK VA （ 5.3）使 用 系 數(shù) AK 取 1；動(dòng) 載 荷 系 數(shù) VK 取 1.18；齒 向 分 布 載 荷 系 數(shù) K 取 1.22；齒 間 分 布 載 荷 系 數(shù) K 由 于 =0；查 得 K =1.21； 載 荷 系 數(shù) 值 K 的 初 算 K=11.181.221.21=1.74