堆垛机设计-毕设论文

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堆垛机设计_毕业设计

题目：堆垛机设计（机械部分）专业：机械设计制造及其自动化学生：（签名）指导教师：（签名）摘要本文主要是有轨堆垛机的机械部分设计，包含堆垛机的行走机构、升降机构、伸缩机构的设计，其中重点放在了行走机构的设计上。

根据比较选择了单立柱堆垛机，在进行机构的设计时，根据电机确定机构的总体结构，再由运行阻力计算行走电机的功率，进而确定电机型号。

本设计升降轨道采用双柱型轨道，结构简单工艺性好，货叉伸缩机构借鉴了抽屉轨道的原理。

根据设计要求对各主要部件初步选型后再对部件进行强度的校核，来保证选择的合理性。

在本文最后部分，对该堆垛机的刚性和稳定性进行了较为详细的分析，从而保证了堆垛机工作时运行的平稳性和可靠性。

关键词：有轨堆垛机，行走机构，双柱型轨道Subject:The Design of the mechanical structure of a Stacker CraneAbstractThis paper describes the design of the mechanical structure , including the walking、lifting、stretch outing and draw backing mechanism of a stacker crane, in my design work I focus on the design of the walking mechanisms. According to the comparison we choice the single pillar stacker , In the design of the mechanism ,we according to he motor institutions determine the general structure of a stacker crane, Then cording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking the movement double column type orbit. Structure is simple and good in usability. The goods for the expansion institutions fork drawer the principle of orbit. According to the design requirements of the main components of preliminary selection, then to parts of checking intensity. to ensure that the choice of rationality . In the last part of this paper , the stacker strength and stability for a more detailed analysis , so as to ensure the smoothness of work stacker slide may run and reliability .Keywords: stacker crane, walking mechanism, double column type orbit目录1 绪论 (1)1.1有轨巷道堆垛机的发展： (1)1.2有轨巷道堆垛机的类型： (2)1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义： (3)2 堆垛机的结构设计 (5)2.1堆垛机的总体结构： (5)2.2起重重量 (5)2.3水平载荷 (6)2.4载荷状态 (6)2.5循环寿命 (6)3 行走机构设计方案 (8)3.1行走机构总体方案的确定 (8)3.2行走运行机构布置的主要问题 (8)3.3行走机构功率的确定于电机的选择 (9)3.3.1轨道及车轮 (9)3.3.2车轮踏面的疲劳强度校核 (9)3.3.2 主动行走轮直径的确定 (11)3.3.3 运行阻力计算 (12)3.4行走轮主轴的设计计算 (15)3.4.1 同步带传动设计计算 (15)3.4.2轴的设计计 (18)4 堆垛机伸缩机构设计 (22)4.1伸缩机构的方案确定 (22)4.2货叉传动装置的选型 (22)4.3货叉传动齿轮、齿条的计算 (23)5 升降机构的设计 (28)5.1升降机构的总体选型 (28)5.1.1定机构的工作级别 (28)5.1.2计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳 (28)5.1.3确定最小的卷绕直径 (29)5.1.4选择电动机并验算制动力矩 (30)5.2卷筒的设计 (31)6 堆垛机稳定性计算 (1)6.1堆垛机稳定性分析 (1)6.2运行中立柱挠度的计算 (1)6.2.1 立柱的相关计算 (1)6.2.2堆垛机外载荷计算 (1)6.2.2 堆垛机静态刚度的分析 (4)6.2.3 堆垛机结构强度计算 (6)6.2.4 整体稳定性计算 (7)结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)1 绪论我们熟知的轨巷道堆垛机是随着立体化仓库的发展而发展起来的专用起型重机，通常我们称之简称为：堆垛机。

立体仓库巷道堆垛机的控制系统设计

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立体仓库巷道堆垛机的控制系统设计
摘要
集物流、信息流、和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时代里，促进了世界经济与贸易的大发展。物流配送最核心的系统设备就是自动化立体仓库。而堆垛机又是自动化立体仓库的关键设备。
本文设计的是一两排四层三列式立体仓库巷道式堆垛机的电气控制系统，并实现货物存取的模拟控制。主要工作包括:分析对比各类立体仓库的控制技术，确定实现方案；进行堆垛机的机械结构分析；进行堆垛机的控制系统设计；用组态软件设计人机界面,对货物存取过程进行仿真控制。
本文所述的系统是采用先进的西门子PLC控制器控制，用变频器驱动的半闭环交流伺服系统。设计时分析了堆垛机的工作过程（主要运动有行走、升降和叉伸运动)，利用了光电传感器检测堆垛机位置,并研究了堆垛机运动控制、认址检测方式，实现了堆垛机的运动和定位方案。为了提升工作效率,使用了变频调速控制技术。本文通过西门子S7—200 SMART系统手册编写了PLC程序，通过上位机系统对PLC的运行进行监控，并对货位信息进行处理.实现了本文设计的堆垛机系统的自动、手动2种控制方式.机系统运行平稳，定位准确,安全可靠达到设计要求。
Through theoretical derivation and experimental research, this paper provesthatthe research of the automatic solid warehouse technologyisadvanced.The implementation method is feasible. This systemhas certain practical value and application prospect.

机械毕业设计(论文)-巷道式单立柱型堆垛机设计

第二章堆垛机的结构设计及布置 .................................................................... 4
2.1 单立柱型堆垛机的结构组成部分 ..............................................................................4 2.2 单立柱型堆垛机的工作方式 ......................................................................................4 2.3 堆垛机各部分的速度计算及选择 ..............................................................................5
Key words: single column type，stacker，structural design, stress check
IV
江苏科技大学本科毕业设计
目录
第一章绪论.................................................................................................................... 1
4.1 载货装置电机选用 .....................................................................................................14 4.2 提升机构电机选择 .....................................................................................................14 4.3 行走电机选用 .............................................................................................................15 4.4 本章小结 .....................................................................................................................15

机械毕业设计601堆垛机伸缩货叉设计

图书分类号：密级：毕业设计(论文) 堆垛机伸缩货叉设计Stacker Telescopic Fork Design学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师6月02日摘要自动化立体仓库目前广泛应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业，是实现物流系统合理化的关键，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义。

其中堆垛机又是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备, 对立体仓库的出入库效率有重要影响。

本文将注重研究双伸位堆垛机，它的使用不仅减少巷道占地，而且还减少了堆垛机台数。

在相同面积条件下，大幅度提高了地面利用率和存取工作效率，同时能够为用户节约可观的投资。

由于双伸位堆垛机的这个独特优势，它已得到迅速推广，并具有很大的市场空间。

但与国外技术相比，目前我国堆垛机产品在技术参数、产品覆盖范围、技术稳定性和产业规模等方面均有差距。

因此，本设计课题将从堆垛机的最主要的部分——货叉展开研究，希望能进一步的提高堆垛机的工作效率及使用寿命。

双伸位堆垛机采用了多级双伸位货叉，通过行程倍增实行大距离伸出，实现巷道内单边双排货架存取货物，但由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，控制货叉的下挠量成为技术关键，同时也是技术难题。

堆垛机伸缩货叉采用一种能使原动机动作行程增倍的双向驱动直线运动机构。

为此，在方案设计中选择链条链轮组成的传动机构。

根据货叉存物取货的双向伸缩行程要求，仅采用双层货叉行程增倍机构是不够的，还必须实现第3层货叉的行程增倍直线差动。

但由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，因此需要通过严格的理论计算和实际中的经验来控制货叉的下挠量。

在这次设计过程中，将使用Pro/E建模，并进行运动仿真，其中主要建模的零件包括链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉等。

难点在于各尺寸的确定及配合，和链传动的运动仿真。

关键词：货叉；Pro/E；挠性；仿真AbstractAutomated Warehouse now widely have been used in automotive, electronic, pharmaceutical, tobacco, building materials, telecommunications and other industries,it is to achieve rationalization of the key logistics system, to accelerate the pace of logistics, improve labor productivity, lower production costs have important significance. One stacker warehouse automation is the most important of handling, lifting and stacking equipment, for the three-dimensional warehouse to have an important impact on the efficiency of storage, the paper will focus on extending double-stacker, which not only reduce the use of roadway Land, but also reduce the number of stacking machine, under the conditions in the same area, a substantial increase access and utilization of the ground work efficiency, while users can save considerable investment. Because of this unique advantage of the extended-stacker, it has been the rapid promotion, and has great market space. However, compared with foreign technology, China's Stacker products in the technical parameters, product coverage, technology steadily and technology industries in scale of the gap. Therefore, this issue will design the most important part - Fork study, hoping to further improve the efficiency of Stacker and life.Two-side-stacker adopted the multi-level two-side-Fork, through the implementation of the gap doubled to achieve within the roadway unilateral double shelf access of goods, but because fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque , under the control Fork torsion is not only a key technology, but also technical difficulties.Stacker telescopic Fork can adopt a program of action motivated by two-way drive times the linear motion agencies, to that end, in program design in the choice of the sprocket chain drive mechanism. According Fork of the pickup of two-way telescopic trip request, only a double-decker Fork journey times by institutions is not enough, we must also achieve the three-tier Fork trip times by linear differential. However, due to Fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque, it needs a rigorous theoretical and practical experience to the next control Fork of torsion.In the design process, it is using Pro / E modeling and simulation exercise, which mainly include the sprocket parts modeling, the chain, gears, rack, under the higher, middle, lower fork and so on, the difficulty lies in Identify and cope with the size, and chain drive the simulation.Key words:Fork Pro / E Flexible Simulation目录1．绪论 (1)1.1自动化立体仓库在国民经济中的重要地位及堆垛机的意义 (1)1.1.1自动化立体仓库 (1)1.1.2自动化立体仓库的重要地位 (1)1.1.3有轨巷道堆垛机的意义 (2)1.2课题研究的目的及意义 (3)1.3堆垛机及货叉的技术要求，研究内容 (3)2．自动化立体仓库设计 (5)2.1自动化立体仓库总体规划时需要考虑的问题 (5)2.2自动化立体仓库总体规划 (6)2.2.1高层货架 (6)2.2.2巷道堆垛机 (6)2.2.3输送系统 (6)2.2.4托盘(货箱) (6)2.2.5自动控制系统 (7)2.2.6库存信息管理系统 (7)2．3巷道堆垛机设计 (7)2.3.1设计思路 (7)2.3.2 控制系统结构 (10)2.3.3 速度控制 (11)2.3.4 位置确定 (11)3．货叉方案设计 (13)3.1液压传动 (13)3.1.1双杆活塞缸 (13)3.2机械传动 (15)3.2.1链传动 (15)3.2.2齿轮齿条传动 (15)4．零件设计 (18)4.1电动机、减速器的选择 (18)4.1.1电动机的选择 (18)4.1.2减速器的选择 (19)4.2货叉的力学计算 (21)4.2.1货叉弯矩的计算 (21)4.2.2堆垛机货叉强度的计算 (22)4.2.3货叉变形计算 (23)4．3链轮链条传动计算 (26)4.3.1链传动的优缺点 (26)4.3.2链条链轮的确定 (27)4.4单个螺栓联接的受力分析和强度计算 (30)4.4.1货叉没展开时 (30)4.4.2货叉展开时（极限位置） (31)5 零件建模仿真 (35)5.1Pro/E零件建模仿真 (35)5.1.1螺栓的设计过程 (35)5.1.2螺母制作过程 (38)5.2链条链轮的设计过程 (39)5.3零件的装配 (40)5.4链传动及总装图 (42)6. NC代码 (44)6.1NC代码简介 (44)6.2．中叉上的链条槽 (44)6.3.中叉上的孔 (52)结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录........................................................ 错误!未定义书签。

乳制品立体仓库堆垛机毕业设计

摘要有轨巷道式堆垛起重机是在高层货架的狭窄巷道内工作的专用起重机，大大提高立体仓库的面积及空间利用率，是自动化仓库的主要设备之一，又称有轨堆垛机。

其主要用途是在接收计算机发出的指令后，在高层货架的狭窄巷道内沿着导轨行驶，载物台通过直线行驶及上下升降运动位于货物单元进出口，用货叉或串杆攫取、搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物，再运送到巷道口，完成作业。

本次设计参考太原刚玉物流工程有限公司为内蒙古蒙牛乳业股份有限公司设计制造的自动化立体仓库，针对实际乳制品存储的特点，以现有机器为依托，先确定堆垛机的存储货物的方案，设计出堆垛机的总体机械结构以及各部分的结构草图，然后根据本科阶段所学的机械设计、机械原理、材料力学、理论力学、制造技术等专业知识以及平时的一些设计经验，并查阅相关的设计手册（主要为机械设计手册），对总体框架和各部分机械进行详细的设计计算，主要包括：机架、提升机构、行走机构、载物台和货叉机构。

设计过程中，以实现堆垛机主要功能为目的，在满足足够的刚度、强度、稳定性等机械性能前提下，综合考虑结构合理性和经济性，以追求现代化设计的要求。

关键词立体仓库堆垛机机构设计AbstractTrack Tunnel-Stacker Crane is a special cranes what work in the narrow alleyways of the top shelf , greatly improve the area and space utilization of the three-dimensional warehouse , and it is one of the main equipment of the automated warehouse , another name is rail stackers . Its main use is traveling along the rails in the narrow alleyways of the top shelf ,loading platform is located at the import and export of cargo units by straight driving and up and down movement, grab, handling and stacking of or access to the unit of goods from the top shelf by fork or string rod, And then transported the goods to the tunnel mouth , after receiving the directives issued by the computer .The design reference automated warehouse that is Taiyuangangyu Logistics Engineering Co., Ltd designed and manufactured for Inner Mongolia Mengniu Dairy Co., Ltd. against characteristics of actual dairy products stored,relying on existing machines, determine the program of the stacker storage of goods, design the overall mechanical structure and various parts of the structure sketch of the stacker, then according to Some experience in the design the undergraduate knowledge,such as : Mechanical design, Mechanical principles, Materials, mechanics, Theoretical mechanics,Manufacturing technology . and review of the design manual (the majority is mechanical design manual) , detailed design calculations the overall mechanical structure and various parts, include : rack, lifting mechanism, running gear, loading platform and fork institutions .in the design process, the purpose is to the achieve main function of the stacker,in the premise of sufficient stiffness, strength, stability and mechanical properties, considered reasonable structure and economics , to the pursuit of modern design requirements.Keywords Three-dimensional warehouse Stacker crane Structural design目录第一章绪论 (1)1.1 自动化立体仓库概要 (1)1.2 自动化立体仓库的重要性 (1)1.3 自动化立体仓库分类 (1)1.4 堆垛机概述 (2)1.4.1 堆垛机的分类 (2)1.4.2 堆垛机的实例 (3)1.4.3 巷道式堆垛机的主要结构 (3)1.4.3.1 机架 (3)1.4.3.2 提升机构 (4)1.4.3.3 行走机构 (4)1.4.3.4 载物台和货叉 (4)1.4.4 本次设计的主要内容 (4)第二章堆垛机需求参数分析 (5)2.1 自动化立体仓库的特点 (5)2.2货物的尺寸及重量分析 (5)2.3 堆垛机的类型选择 (5)第三章堆垛机的机架结构设计 (7)3.1 机架综合设计 (7)3.1.1 机架设计满足的一般要求 (7)3.1.2 机架设计一般步骤 (7)3.2 上导轨的设计 (8)3.2.1 导轨类型及材料的确定 (8)3.2.2 导轨截面形状及尺寸的确定 (8)3.3 上梁的综合设计 (9)3.4 立柱的综合设计 (11)3.5 下导轨的综合设计 (17)3.5.1 导轨类型的选取 (17)3.5.2 直线滚动导轨副的结构 (17)3.5.3 直线滚动导轨副的相关计算 (17)第四章行走机构的综合设计 (20)4.1 电动机的选用 (20)4.1.1 选用电动机的原则 (20)4.1.2 电动机的选型 (20)4.2 传动装置的综合设计 (21)4.2.1 传动方案的确定 (21)4.2.2 第一级齿轮副的设计 (22)4.2.3 第二级齿轮副的设计 (27)4.2.4 齿轮齿条副的尺寸的计算 (31)4.2.5 轴的综合设计 (32)4.3 行走机构的结构图 (37)第五章提升机构的综合设计 (38)5.1 电动机的选取 (38)5.2 提升钢丝绳的计算 (38)5.2.1 钢丝绳的选取 (38)5.2.2 钢丝绳夹的选取 (39)5.2.3 卷筒的设计 (39)5.2.4 滑轮及其组件的综合设计 (42)5.3 传动链传动的设计计算 (45)5.3.1 滚子链类型的选择 (45)5.3.2 滚子链几何尺寸的设计 (46)5.3.2 滚子链链轮几何尺寸的设计 (47)5.3.3 滚子链传动轴几何尺寸的设计 (49)第六章载物台与货叉伸缩机构的设计 (50)6.1 电动机的选择 (50)6.2 传动机构的设计 (51)6.2.1 圆锥齿轮副的设计 (51)6.2.2 齿轮齿条副的设计 (55)6.2.3 传动轴几何尺寸的设计 (58)6.3 叉板与导轨的设计 (59)6.3.1 导轨的设计 (59)6.3.2 板件尺寸的设计 (61)结论 (63)致谢 (64)参考文献 (65)附录 (66)第一章绪论1.1 自动化立体仓库概要自动化立体仓库又称立库、高层货架仓库、自动仓储AS/RS（Automatic Storage / Retrieval System )。

自动化立体仓库堆垛机毕业设计

本科毕业设计（论文）自动化立体仓库堆垛机设计DESIGN OF STACKER CRANE FOR AUTOMATIC WAREHOUSE20013年6月摘要有轨式巷道堆剁起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆剁机。

堆剁机是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。

其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或是取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。

20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆剁机的立体仓库，不久便广泛应用于各行业和地区，有的已经形成系列化，据不完全统计，到目前已建成三百余座。

随着现代工业生产的发展，有轨巷道堆垛起重机的技术也在不断提高和完善。

世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上，更加注重实用性和安全性。

如今，自动化立体仓库及堆垛机已成为企业生产管理不可获缺的重要组成部分。

本文从实际问题出发，以现有设备为依托，先确定出堆垛机的总体结构及各部分的结构草图，然后运用理论力学、材料力学、机械设计、制造技术等专业知识，并查阅相关设计手册，对其机械部分进行了详细的设计计算，包括：机架、行走机构、提升机构、载货台和货叉伸缩机构。

设计过程中，以实现堆垛机的机械性能为目的，在满足其强度、刚度、运行稳定性等要求的前提下，综合考虑结构的合理性和所选材料的经济性，力求达到高质量、低成本。

关键词自动化立体仓库堆垛机结构设计AbstractTrack Tunnel-Stacker Crane is developed by a special crane with the emergence of three-dimensional warehouse, usually referred to as stacker crane. Stacker crane is the most important lifting and transportation equipment in a three-dimensional warehouse, and is one characteristic of three-dimensional warehouse. Its main use is orbit along the roadway in tunnel of high-rise warehouse, put the goods that be located at the mouth of the tunnel into the shelves, or take out goods and delivered to the tunnel mouth, complete the storage operations.At the early 70’s of 20th, China started to develop the three-dimensional warehouse with stacker crane, and soon have be widely used in various industries and regions，some have formed serialization. According to incomplete statistics, more than 300 warehouses have been completed now. With the development of modern industry, the technology of stacker crane is being improved. All the world's major industrial countries focus on the development of new products with reliable performance and the use of high-tech，and pay more attention to the practicality and safety. At present, automatic three-dimensional warehouse and stacker crane have become an important component of production management.This paper starts from the practical problems, and bases on existing equipments. Firstly confirm the overall structure of stacker crane and the draft of parts of the structure. Then use Theoretical Mechanics, Material Mechanics, Machine Design and Manufacturing Technology, and according to relevant design manuals, elaborates on its machinery parts, including: Rack, Running Mechanism,Lifting Mechanism,Loading Stations and Telescopic Fork Mechanism. In the design process, considering the rationality of structure and the economy of the selected materials in order to achieve the mechanical properties of stacker and request of strength, stiffness, running stability, attempt to reach the aim of high-quality, low-cost.Keywords Automatic Three-Dimensional Warehouse Stacker Crane Design of Structure目录第一章绪论 (1)1.1自动化立体仓库概述 (1)1.2自动化立体仓库的发展 (1)1.3发展自动化立体仓库的必要性 (2)1.4自动化立体仓库中的堆垛起重机 (4)1.5巷道式堆垛起重机的结构及设计要点 (5)1.5.1 机架 (5)1.5.2行走机构 (5)1.5.3提升机构 (5)1.5.4载货台及货叉 (5)1.5.5电器设备 (6)1.5.6安全保护装置 (6)第二章堆垛机机架的结构设计 (7)2.1 自动化立体仓库的结构尺寸及运行条件 (7)2.2 机架设计概述 (7)2.2.1机架设计应满足的一般要求 (7)2.2.2 机架的设计步骤 (7)2.3 上导轨设计 (9)2.3.1 导轨类型的确定 (9)2.3.2 导轨材料的确定 (9)2.3.3导轨截面形状的确定 (9)2.4 上横梁设计 (11)2.5 立柱设计 (14)2.6 下导轨设计 (19)2.6.1导轨类型的选择 (19)2.6.2滚动直线导轨副的结构与特点 (19)2.6.3 滚动直线导轨副的计算 (20)第三章行走机构的设计 (25)3.1 电动机的选择 (25)3.1.1选择电动机应综合考虑的问题 (25)3.1.2电动机的选择 (25)3.2 传动装置的设计 (26)3.2.1 传动方案的确定 (26)3.2.2 第一级减速齿轮副的计算 (28)3.2.3 第二级减速齿轮副的计算 (32)3.2.4 齿轮齿条副几何尺寸的确定及计算 (36)3.2.5 轴的计算 (37)3.3 行走机构结构图 (42)第四章提升机构的设计 (43)4.1 电动机的选择 (43)4.2 传动滚子链的设计计算 (43)4.2.1滚子链几何尺寸的计算 (43)4.2.2 滚子链静强度计算 (44)4.2.3 链轮几何尺寸计算 (45)4.3提升滚子链的设计计算 (47)4.3.1滚子链几何尺寸的计算 (47)4.3.2链轮几何尺寸的计算 (48)第五章载货台与货叉伸缩机构的设计 (49)5.1 电动机的选择 (49)5.2 传动机构的计算 (50)5.2.1 圆锥齿轮副的计算 (50)5.2.2 齿轮齿条副的计算 (53)5.2.3 传动轴的设计 (57)5.3导轨与叉板的设计 (59)5.3.1导轨的计算 (59)5.3.2 板件尺寸的确定 (60)5.4载货台结构图 (61)结论 (63)致谢 (65)参考文献 (66)附录Ⅰ毕业实习报告................................. 错误!未定义书签。

堆垛机结构设计论文

优秀设计毕业设计[论文]题目：立体车库堆垛机结构设计学生姓名：学号：学部（系）：专业年级：指导教师：职称或学位：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)Key words (2)前言 (3)1. 绪论 (4)1.自动化立体仓库的起源与发展 (4)1.2 课题的提出及主要任务 (5)1.2.1 课题的提出 (5)1.2.2 课题的主要任务 (5)1.3 堆垛机的分类 (6)1.3.1 巷道式堆垛机的分类 (6)1.3.2 巷道式单立柱堆垛机 (6)1.3.3 双立柱巷道堆垛起重机 (7)1.3.4 桥式堆垛起重机 (7)1.4.1单立柱堆垛机的结构 (8)1.4.2 单立柱堆垛机的优点 (9)1.5 单立柱堆垛机的工作方式 (10)2.堆垛机的运动循环和各部分速度计算 (11)2.1 堆垛机的运动循环 (11)2.2 堆垛机各个部分运动速度计算 (11)2.2.1走行速度 (12)2.2.2升降速度 (13)2.2.3 货叉的伸缩速度 (13)2.2.4 额定数据表 (14)3. 堆垛机各部分的结构设计和力学分析 (14)3.1 堆垛机的外载荷计算 (14)3.2 沿巷道纵向平面受力分析 (19)3.3．1 单立柱堆垛机静态刚度分析 (20)3.3.2 弯矩放大系数 (23)3.3.3 立柱结构临界载荷 (24)3.4 堆垛机的设计计算 (26)3.4.1 主动行走轮直径的确定 (26)3.4.2 行走电动机的选用 (27)3.4．3 升降电动机的选用 (28)3.4.4 伸缩运动电动机的选用 (29)3.5 验算运行速度和实际所需功率 (29)结论 (30)参考文献 (32)【附表1】 (33)【附表2】 (34)致谢 (35)立体车库堆垛机结构设计摘要自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，利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的核心设备，通过手动操作，半自动操作和全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。

机械毕业设计877基于PLC的堆垛机自动控制系统毕业论文

第1章绪论随着科学技术和工业生产的飞速发展。

现代物流技术领域内出现了一种新型仓储方式——自动化立体仓库。

自动化立体仓库系统是一种用立体货架储存物资，由计算机控制管理和自动控制的堆垛机进行存取作业的仓库．它占地面积小、自动化程度高，因此被广泛运用在机场码头、造纸、食品服装，化工制药、啤酒厂和其他行业的物流系统中。

自动立体仓库作为物资存储和物流调节的重要手段及现代物流系统的重要组成部分，不但在现代经济中起着非常重要的作用，而且在一定程度上体现着一个国家的经济发展水平。

1.1 自动化立体仓库简介1.1.1 国外发展状况立体仓库是存储的机电一体化高科技集成系统，它集机械、电子计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体，以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征，成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。

自动化立体仓库系统主要由货物储存系统、货物存取系统、运输系统、控制和管理等系统所构成，它采用PLC控制、变频器调速、光电检测定位、步进驱动控制及计算机管理等一系列自动控制技术。

它已经在世界范围内的仓储领域得到广泛应用。

据不完全统计，美国拥有各种类型的自动化立体仓库2000多座，日本拥有38000多座，德国拥有1000多座，英国有400多座，前苏联有1500多座。

90年代后，堆垛机在使用范围和性能上有了很大的发展。

1.1.2 国内研究动态及发展水平我国自动化立体仓库的设施一向比较落后，上世纪60年代才出现机械化物料搬运，从70年代才开始自行设计仓库中的各种设备，80年代初引进国外先进技术设计生产，到90年代我国才进入自动化立体仓库的发展时期，设备的生产和使用才有了较大的发展，开始使用电子计算机管理，仓库实现了半自动化和自动化。

目前，我国已建成并投入使用的自动化立体仓库已有数百座，在堆垛机、输送机、分配机的设计制造及控制方面积累了丰富的经验，取得不少的进步；但与国外厂商相比，在自动化程度、信息处理，可靠性方面还存在很大的差距。

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根据比较选择了单立柱堆垛机，在进行机构的设计时，根据电机确定机构的总体结构，再由运行阻力计算行走电机的功率，进而确定电机型号。

本设计升降轨道采用双柱型轨道，结构简单工艺性好，货叉伸缩机构借鉴了抽屉轨道的原理。

根据设计要求对各主要部件初步选型后再对部件进行强度的校核，来保证选择的合理性。

在本文最后部分，对该堆垛机的刚性和稳定性进行了较为详细的分析，从而保证了堆垛机工作时运行的平稳性和可靠性。

关键词：有轨堆垛机，行走机构，双柱型轨道Subject:The Design of the mechanical structure of a Stacker CraneAbstractThis paper describes the design of the mechanical structure , including the walking、lifting、stretch outing and draw backing mechanism of a stacker crane, in my design work I focus on the design of the walking mechanisms. According to the comparison we choice the single pillar stacker , In the design of the mechanism ,we according to he motor institutions determine the general structure of a stacker crane, Then cording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking the movement double column type orbit. Structure is simple and good in usability. The goods for the expansion institutions fork drawer the principle of orbit. According to the design requirements of the main components of preliminary selection, then to parts of checking intensity. to ensure that the choice of rationality . In the last part of this paper , the stacker strength and stability for a more detailed analysis , so as to ensure the smoothness of work stacker slide may run and reliability .Keywords: stacker crane, walking mechanism, double column type orbit目录1 绪论 (1)1.1有轨巷道堆垛机的发展： (1)1.2有轨巷道堆垛机的类型： (2)1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义： (3)2 堆垛机的结构设计 (5)2.1堆垛机的总体结构： (5)2.2起重重量 (5)2.3水平载荷 (6)2.4载荷状态 (6)2.5循环寿命 (6)3 行走机构设计方案 (8)3.1行走机构总体方案的确定 (8)3.2行走运行机构布置的主要问题 (8)3.3行走机构功率的确定于电机的选择 (9)3.3.1轨道及车轮 (9)3.3.2车轮踏面的疲劳强度校核 (9)3.3.2 主动行走轮直径的确定 (11)3.3.3 运行阻力计算 (12)3.4行走轮主轴的设计计算 (15)3.4.1 同步带传动设计计算 (15)3.4.2轴的设计计 (18)4 堆垛机伸缩机构设计 (22)4.1伸缩机构的方案确定 (22)4.2货叉传动装置的选型 (22)4.3货叉传动齿轮、齿条的计算 (23)5 升降机构的设计 (28)5.1升降机构的总体选型 (28)5.1.1定机构的工作级别 (28)5.1.2计算钢丝绳最大静拉力并选择钢丝绳 (28)5.1.3确定最小的卷绕直径 (29)5.1.4选择电动机并验算制动力矩 (30)5.2卷筒的设计 (31)6 堆垛机稳定性计算 (35)6.1堆垛机稳定性分析 (35)6.2运行中立柱挠度的计算 (35)6.2.1 立柱的相关计算 (35)6.2.2堆垛机外载荷计算 (35)6.2.2 堆垛机静态刚度的分析 (38)6.2.3 堆垛机结构强度计算 (40)6.2.4 整体稳定性计算 (42)结论 (43)致谢 (43)参考文献 (44)1 绪论我们熟知的轨巷道堆垛机是随着立体化仓库的发展而发展起来的专用起型重机，通常我们称之简称为：堆垛机。

堆垛机是立体化仓库中最重要的起重运输设备之一，它是代表立体仓库的标志。

其主要作用是在货架仓库巷道里沿轨道运行，将位于巷道口处的货物存入货格中，或者取出货格里的货物运送至巷道口，从而来完成出入库作业。

本文着重就堆垛机的机械结构设计进行初步探讨。

1.1 有轨巷道堆垛机的发展：在20世纪70年代初我国开始研究使用带有巷道式堆垛机的立体化仓库，不完全统计，到现在已建成又三百余座左右。

堆垛机作为立体化仓库中最重要的运输设备之一，也得到了较快的发展。

但是我国现阶段堆垛机的技术发展与应用和世界先进水平相比存在着较大的差别。

堆垛机作为立体仓库中重要的运输设备, 它的各项技术参数的选用, 将直接影响到整座立体仓库的运行效率和经济效益，更直接表现了我国堆垛机的发展状态，下面仅以速度参数来说明：堆垛机的速度参主要指水平行走速度、升降速度和货叉伸缩速度。

这三项参数的高低, 直接关系到出人库频率的高低。

从表中数据不难看出, 目前我国堆垛机的运行速度要落后于日本。

1.2有轨巷道堆垛机的类型：按现行机械行业标准, 有轨巷道堆垛起重机分类方式多种多样, 如按支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类。

但无论何种类型的堆垛机, 一般都由水平行走机构、升降机构、货叉伸缩机构、机架和电气设备等基本部分组成。

在目前立体仓库应用中, 堆垛机的分类最常见的是按结构形式分类和按运行轨迹分类。

从结构形式上来说目前立体化仓库中的堆垛机有双立柱堆垛机和单立柱堆垛机；按照运行轨迹形式来分, 有直线运行型堆垛机和曲线运行型堆垛机。

双立柱堆垛机：双立柱堆垛机的机架一般是由两根立柱、上横梁和货横梁组的一个长方形的框架。

立柱形式有方管、圆管、槽钢等。

方管可以兼作升降导轨, 圆管附加铜套做升降导轨。

双立柱堆垛机的最大优点在于其强度和刚性好, 且运行起来比较平稳。

对于升降高度较高、起重量较大和水平运行速度高的情况, 一般多采用双立柱结构堆垛机。

双立柱堆垛机的升降机构, 普遍采用链条传动或者滚筒传动，由电机减速机驱动链轮转动, 通过链条来使载货台沿立柱或升降导轨作升降运动。

因为链条传动多采用封闭链或配重装置, 会受到空间尺寸的限制, 传动及其布置比较复杂,所以本文采用滚筒钢丝绳传动。

其结构如图1. 1 所示图1. 1 双立柱有轨巷道堆垛机单立柱堆垛机：单立柱堆垛机的机架一般由一根立柱和货横梁组成。

立柱多采用较大的∃型钢或焊接拼制, 在立柱上再附加联接导轨。

整体机构重量相对较轻, 消耗的材料少所以制造成本较低, 不过其刚性相对稍差一些。

在载货台及货物重量对立柱的偏心作用下，以及在行走、制动时产生的水平惯性力作用, 使单立柱堆垛机在使用上有一定的局限性。

不适合用于起重量较大和水平运行速度比较高的场所。

单立柱堆垛机升降结构一般多采用钢丝绳传动, 由电机减速机驱动卷筒, 再通过钢丝绳牵引载货台沿立柱或升降钢轨来作升降运动。

钢丝绳传动的传动和布置相对容易, 但定位精度稍差些。

其结构如图1.2 所示图1. 2 单立柱有轨巷道堆垛机直线运行型堆垛机：直线运行型堆垛机只能够在巷道内的直线轨道上来回运行,无法自行转换巷道。

只能通过其他辅助输送设备来转换巷道, 如堆垛机转运车等。

直线运行型堆垛机优点在于可以实现高速运行, 可以很好地满足出人库频率较高的立体仓库作业需求, 因此应用最为广泛。

曲线运行型堆垛机：曲线运行型堆垛机的车轮与货横梁的联接是通过垂直轴铰在一起的, 从而能够实现在环形及其他的曲线轨道上的运行, 即可行走轨迹可以是曲线, 不用通过其他的辅助输送设备便可以实现从一个巷道自行转移到另一个巷道。

此类型的堆垛机亦被称作做转轨堆垛机。

但是曲线运行型堆垛机在使用上存在一定的局限性, 它只适用于一些出人库频率较低的立体仓库。

因为它不但场地会受到轨道转弯半径的限制, 而且在其转弯时速度特别的慢, 因此无法满足出人库频率高立体仓库的作业。

1.3有轨巷道堆垛起重机的发展趋势和研究意义：随着经济全球化步伐的日益加快和信息技术的快速发展，传统行业和人们的消费方式不断发生深刻的变化，现代物流在经济活动中的地位越来越高，物流设备的需求也在快速地增长。

物流实验室是一座理论与实践的桥梁，现在我国高校建立了一批物流实验室，据不完全统计，目前有160 多所高校建立了自己的物流实验室。

物流实验室为学生提供了实用的实验平台，深化了学生们对现代物流概念的理解，而且能够提高学生的操作能力，这是一种内融有机械，电气，计算机等技术一体化的技术，在这种技术中可以将不同领域的各个层次的知识与能力融会一体。

堆垛机作为其中的机械部分发挥着不可替代的作用。

2 堆垛机的结构设计2.1堆垛机的总体结构：巷道单立柱堆垛机共有三种运动，在轨道上的运动为行走运动，将其视为Y轴向运动。

在竖直方向为载物台的升降运动，将其视为Z轴向运动。

载物台上货叉进行存储作业的运动为伸缩运动，将其视为X轴向运动。

可将三个运动建立三维坐标系，图2.1 堆垛机的正常作业示意图：图中：1.立柱；2.货叉机构； 3.载物台；4.导轨；5地面导轨；6提升机构；7钢丝绳；8滑轮；9上部导轨2.2 起重重量实际起重重量包括货叉总重量和货物重量，用S L表示。

货物正常起吊时不可避免会有动载冲击作用，所以我们可以设计起重的重量为：P= ψS L（2-1）L上式中，ψ是冲击系数，它的选取由堆垛机的分类决定：I类ψ= 1．1， II类ψ= 1．25，Ⅲ类ψ = 1．4， IV类ψ= 1．60本文设计中Ls=50+20=70kg; 堆垛机载荷小且平稳运行环境良好取ψ= 1．1。