毕业论文-有轨堆垛机整体及行走机构设计

本科 毕业设 计 (论文 )题目 ： 有轨堆 垛机整体及 行走机构设 计院 （ 系 ） ： 机电工程 学院专 业： 机械设计 制造及其自 动化班 级： 050213学 生： 李飞飞学 号： 050213107指导教师 ： 田太明2009年 06月摘要衣之舞 ， 其中 重点放 在了行 走机构 的设计 上 ， 在进 行行走 机构的 设计时 ， 主要是 通 过 对 行 走 机 构 的 传 动 方 案 的 选 取 ， 由 运 行 阻 力 所 决 定 的 行 走 电 机 的 选取 ， 由速 比决定 的减速 器的选 取 ， 以及 制动装 置制动 器的选 取和克 服冲击 的缓冲 器等主 要部件 的选取 ， 来进 行设计 的 。 在根 据设计 要求对 各部件 初步选型后 ， 都进 行了校 核 ， 保证 了选择 的合理 性 。 在本 文最后 部分 ， 对该 堆垛机的稳 定性进 行了较 为详细 的讨论 ，保证 了堆垛 机工作 时运行 的平稳 性。 本次 设计的 有轨堆 垛机性 能良好 、动作 灵活、 操作方 便、故 障率低 、 维护简 单方便 ，满足 了生产 的需要 。 关键 词 ： 有轨 堆垛机 ，机械 ，行走 机构， 稳定性摘要衣之舞 , y I m m K K 目录.论 . 究背景 及内容 .1. 1有轨巷道 堆垛机的发展 .1. 2有轨巷道 堆垛机的类型 .1. 3有轨巷道 堆垛机的发展 现状及特点 .变频调速 技术简介 . .类： . 内外发展现 状 .本文研究 的内容 .垛 机的结 构设计 . 构特点 .堆垛机门 架的结构设计 计算 . 堆垛机门 架的弯矩和挠 度 .于水平 载荷产生的弯 距 .行走车 轮的反力产生 的弯距 . 叉取作 业产生的弯矩 . 设计数据 计算校核 . 架结构 的设计数据如 下： . 部分的 弯矩 . 构构件 的弯曲应力 .垛 机行走 机构的 设计计 算 . 机构设计的 基本原则和要 求 . 水平运行 机构具体布置 的主要问题： .机构的布 置形式 . 堆垛机设 计计算 . 直径的确定 .算 . 功率的计算 .热校验 .择 . 度和实际所 需功率 . 间 . 校核减速器 功率 . .选择联轴 器 .缓冲器的 选择 .垛 机稳定 性计算 .堆垛机的 稳定性分析 . 挠度的计算 .运行中立 柱的稳定性分 析 .近年 来，随 着企业 生产与 管理的 不断提 高，越 来越多 的企业 认识到 物流系统的 改善与 合理性 对企业 提高生 产率、 降低成 本非常 重要。 堆垛机 是自动 化立体仓 库中最 重要的 起重堆 垛设备 。 本文 着重就 堆垛机 的结构 设计进 行初步 研究 。道堆 垛机的 发展自动 化立体 仓库是 现代物 流中的 重要组 成部分 ，它是 在不直 接进行 人工处理的 情况下 自动存 取物料 的系统 ，是现 代工业 社会发 展的高 科技产 物，对 提高生产 率、降 低成本 有着重 要意义 。在 20世纪 70年代 初期， 我国开 始研究 采用有 轨巷 道式 堆垛 机 (简 称堆 垛机 )的 立体 仓库 。 1980年 我国 第一 座自 动化 立体 仓库在 北京汽 车制造 厂投产 ，从此 自动化 立体仓 库在我 国得到 了迅速 发展。 巷道 堆垛机 是自动 化立体 仓库中 的核心 物流设 备，是 随着自 动化立 体仓库的出 现而发 展起来 的专用 起重机 ，它是 仓库中 使用最 广泛的 物料搬 运设备 ，也是物 流仓储 系统的 最重要 设备， 其用途 是在自 动化立 体仓库 的货架 巷道间 来回穿梭 运行， 将位于 巷道口 的货物 存入货 格，或 者相反 取出货 格内的 货物运 送到巷道 口 2。早期 的堆垛 机是在 桥式起 重机的 起重小 车上悬 挂一个 门架， 利用货 叉在立柱 上 的 上 下 运 动 及 立 柱 的 旋 转 运 动 来 搬 运 货 物 ， 通 常 称 之 为 桥 式 堆 垛 机 3。1960年左 右在美 国出现 了巷道 堆垛机 ，这种 堆垛机 是在地 面的导 轨上行 走 ， 利用货 架上部 的导轨 防止倾 倒，或 者相反 ，在上 部导轨 上行走 ，利用 地面导 轨防止倾 倒 4随着 立体仓 库的发 展 ， 巷道 堆垛机 逐渐替 代了桥 式堆垛 机 。 在口 本 从1967年 开始 安 装高 度 为 25米 高度 的 堆垛 机 。随 着 计算 机 控制 技 术和 自 动化 立体仓 库的发 展，堆 垛机的 应用越 来越广 泛，技 术性能 越来越 好，高 度也在 不断增加 ，到 1970年实 现了由 货架支 承的高 度为 40米的 堆垛机 。堆垛 机的运 行速度 也 不 断提 高 ， 目 前堆 垛 机 水 平运 行 速 度 最高 达 200m /m 小 载 重 量的 堆 垛 机己达 300m /m ，起 升速度 高达 120m /m 货 叉伸缩 速度达 50m /m 道堆 垛机的 类型有轨 巷道堆 垛机可 按其结 构形式 、 支承 方式和 运行轨 迹等进 行分类 ， 一般可分 为以下 几种类 型 :(1)按结 构形式 ，分为 双立柱 有轨巷 道堆垛 机和单 立柱有 轨巷道 堆垛机 ： 双立 柱有轨 巷道堆 垛机双立 柱有轨 巷道堆 垛机由 两根立 柱 、 上横 梁 、 下横 梁和带 货叉的 载货台 组成， 立柱、 上横梁 和下横 梁组成 一个长 方形的 框架， 一般称 为机架 。立柱 形式有方 管和圆 管两种 ，方管 可兼作 起升导 轨，圆 管需要 附加起 升导轨 。这种 堆垛机的 最大优 点就是 强度和 刚性都 比较好 ，能快 速起、 制动， 并且运 行平稳 。一般用 在起升 高度较 高、起 重量较 大和水 平运行 速度较 高的立 体仓库 中，其 缺点是自 重较大 。西安工业大学毕业设计（论文）35其结 构如图 1. 1所示 。图 1. 1双立柱有 轨巷道堆垛机 单立 柱有轨 巷道堆 垛机单立 柱有轨 巷道堆 垛机的 机架由 一根立 柱、下 横梁和 上横梁 组成。 立柱多采用 型钢或 焊接制 作，立 柱上附 加导轨 。整机 重量较 轻，消 耗材料 少，因 此制造成 本相对 较低， 但刚性 稍差。 由于载 货台和 货物对 立柱有 偏心作 用，以 及行走、 制动时 产生的 水平惯 性力作 用，使 单立柱 有轨巷 道堆垛 机在使 用上有 较大的局 限性。 不适于 起重量 大和水 平运行 速度高 的堆垛 机。单 立柱堆 垛机的 起升结构 ，普遍 采用钢 丝绳传 动，由 电机减 速机驱 动卷筒 转动， 通过钢 丝绳牵 引载货台 沿立柱 或起升 导轨作 升降运 动。对 于钢丝 绳传动 ，传动 和布置 相对容 易，但定 位准确 性稍差 。其结 构如图 1. 2所示 。图 1. 2单立柱有 轨巷道堆垛机(2)按支 承方式 分类， 有轨巷 道堆垛 机分为 悬挂型 和地面 支承型 。 悬挂 型有轨 巷道堆 垛机悬挂 型有轨 巷道堆 垛机悬 挂在巷 道上方 的轨道 上运行 ，其运 行机构 安装在堆垛 机门架 的上部 。在地 面铺设 导轨， 使门架 下部的 导向轮 以一定 的间隙 夹在导轨 的两侧 ，从而 防止堆 垛机运 行时产 生摆动 和倾刹 。悬挂 式堆垛 机有如 下优点 :在设 计门架 时 ， 可以 不考虑 横向的 弯曲强 度 ， 钢结 构的自 重可以 减轻 ， 加减速时 的惯性 摆动小 ，稳定 所需的 时间短 ;其缺 点是维 修和检 查不方 便。西安工 业大学毕业 设计（论文 ）3 地面 支承型 有轨巷 道堆垛 机堆垛 机的运 行轨道 铺设在 地面上 ， 堆垛 机用下 部行走 轮支承 和驱动 ， 上部导向 轮用来 防止堆 垛机倾 倒或摆 动。和 悬挂型 有轨巷 道堆垛 机相比 ，这种 堆垛机的 立柱主 要考虑 轨道平 面内的 弯曲强 度，因 此，需 要加大 立柱在 行走方 向截面的 惯性矩 。由于 驱动装 置均装 在下横 梁上， 容易保 养和维 修。 (3)按其 运行轨 迹形式 不同 ， 分为 直线运 行型堆 垛机和 曲线运 行型堆 垛机 。 直线 运行型 堆垛机直线 运行型 堆垛机 只能在 巷道内 直线轨 道上运 行，不 能自行 转换巷 道 。 只能通 过其他 输送设 备转换 巷道， 直线运 行型堆 垛机可 以实现 高速运 行，能 够满足出 入库频 率较高 的立体 仓库作 业，应 用最为 广泛。 曲线 运行型 堆垛机曲线 运行型 堆垛机 行走轮 与下横 梁是通 过垂直 轴铰接 的 ， 能够 在环形 或其他曲 线轨道 上运行 ，不通 过其他 输送设 备便可 以从一 个巷道 自行转 移到另 一个巷道 。曲线 运行型 堆垛机 在使用 上有局 限性， 只适用 于出入 库频率 较低的 立体仓库 。 本文 研究的 堆垛机 是结构 形式为 双立柱 ， 支承 方式为 地面支 承型 ， 并且 其运行 轨迹为 直线型 巷道堆 垛机。 道堆 垛机的 发展现 状及特 点随着 经济全 球化步 伐的口 益加快 和信息 技术的 快速发 展 ， 传统 行业和 消费方式 正发生 着深刻 的变化 ，物流 在经济 活动中 的作用 越来越 受到企 业的重 视，物流 人才的 需求也 在口益 增长 。 目前 ， 物流 人才已 经被列 为我国 12大类 紧缺人才之 一 ， 有报 道称 “ 物流 人才的 需求已 超过 600万 ” 。 物流 实验室 的建设 正是要搭建 一座理 论与实 践的桥 梁，目 前，我 国许多 高校已 经建立 了物流 实验室 ，据不完 全统计 ，已经 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 供实训 平台， 深化学 生对现 代物流 理论的 理解， 提高学 生的操 作能力 ，内融机 械、电 气、电 子及计 算机等 技术于 一体的 综合技 术，在 这种技 术中， 不同领域 和层次 的知识 与能力 融会在 一起。 另外 ，为了 更好的 模拟货 物在自 动化立 体仓库 各仓储 单元内 存储的 物流过程， 研究提 高物流 效率以 及堆垛 机性能 和作业 效率方 法，许 多物流 研究中 心业纷纷 建立起 来。山 东大学 现代物 流控制 实验中 心是目 前我国 第一个 现代的 物流控制 实验室 ，在物 流调度 、物流 控制、 机械手 拣选控 制和机 器视觉 的综合 研究和开 发应用 方面目 前处于 国内领 先地位 。图 1. 3是研 究中心 的小型 仓储系 统图 统西安工 业大学毕业 设计（论文 ）概述目前 ， 交流 调速传 动已经 上升为 电气调 速传动 的主流 。 中 、 小容 量范围 内 ，采 用自 关断 器件 的全 数字 控制 器 己经 实现 了通 用化 。全 数字 控制 方式的 软件功 能不但 考虑到 通用变 频器自 身的内 在性能 ，而且 还融入 了大量 的实用 经 验 和 技 术 、 技 巧 ， 使 得 通 用 变 频 器 的 (可靠 性 、可 使 用性 、 可维 修 性 )功 能得 以 充实 。 由于 通 用变 频 器具有 调速范 围宽、 调速精 度高、 动态响 应快、 运行效 率高、 功率因 数高、 操作方便 且便于 同其他 设备接 口等一 系列优 点，所 以应用 越来越 广泛， 社会经 济效益十 分显著 。的分 类： (1)按 照 主 电路 工 作 方 式分 类 。 当 按照 主 电 路 工作 方 式 进 行分 类 时 ， 变频器可 以分为 电压型 变频器 和电流 型变频 器。电 压型变 频器的 特点是 将直流 电压源转 换为交 流电源 ， 而电 流型变 频器的 特点则 是将直 流电流 源转换 为交流 电源 。 电压 型变频 器 。 在电 压型变 频器中 ， 整流 电路或 者斩波 电路产 生逆变 电路所 需要的 直流电 压，并 通过中 间电路 的电容 进行平 滑后输 出。整 流电路 和直流中 间电路 起直流 电压源 的作用 ，而电 压源输 出的直 流电压 在逆变 电路中 被转换为 具有所 需频率 的交流 电压。 在电压 型变频 器中， 由于能 量回馈 给直流 中间电路 的电容 ，并使 直流电 压上升 ，还需 要有专 用的放 电电路 ，以防 止换流 器件因电 压过高 而被破 坏。 电流 型变频 器 。 在电 流型变 频器中 ， 整流 电路给 出直流 电流 ， 并通 过中间电 路的电 抗将电 流进行 平滑后 输出。 整流电 路和直 流中间 电路起 电流源 的作用， 而电流 源输出 的交流 电流在 逆变电 路中被 转换为 所需要 的交流 电流， 并被分配 给各输 出相后 作为交 流电流 提供给 电动机 。在电 流型变 频器中 ，电动 机定子电 压的控 制是通 过检测 电压后 对电流 进行控 制的方 式实现 的。对 于电流 型变频器 来说， 在电动 机进行 制动的 过程中 可以通 过将直 流中间 电路的 电压反 向的方式 使直流 电路变 为逆变 电路， 并将负 载的能 量回馈 给电源 。由于 在采用 电流控制 方式时 可以将 能量回 馈给电 源，而 且在出 现负载 短路等 情况时 也更容 易处理， 电流型 控制方 式更适 合子大 容量变 频器。 (2)按 照 开 关方 式 分 类 。按 照 逆 变 电路 的 开 关 方式 对 变 频 器进 行 分 类 ，则变频 器可以 分为 式， 式和 高载频 式三 手中。 是 冲 振 幅调 制 )控 制的 简 称 ，是 一 种 在 整流 电 路 部 分对 输 出 电 压 (电 流 )的 幅 值 进行 控 制 ， 而在 逆 变电路 部分对 输出频 率进行 控制的 控制方 式 。 因为 在 变频 器中逆 变电路换 流器件 的开关 频率即 为变频 器的输 出频率 ，所以 这是一 种同步 调节方 式。 冲 宽度调 制 )控制 的简西安工 业大学毕业 设计（论文 ）5称 ， 是 在逆 变 电 路 部分 同 时 对 输出 电 压 (电 流 )的 幅 值 和频 率 进 行 控制 的 控 制 方式 。 在这 种控制 方式中 ， 以较 高频率 对逆变 电路的 半导体 开关元 器件进 行开闭 ，并通 过改变 输出脉 冲的宽 度来达 到控制 电压 (电流 )的目 的。 高 载 频 这 种 控 制 方 式 原 理 上 实 际 是 对 方 式 的 改进， 是为了 降低电 动机运 转噪音 而采用 的一种 控制方 式。在 这种控 制方式 中，载 频被 提 高到 入 耳可 以 听到 的 频率 (10 上， 从 而达 到 降低 电 动机 噪 音的目 的。这 种控制 方式主 要用于 低噪音 型的变 频器， 也将是 今后变 频器的 发展方向 。由于 这种控 制方式 对换流 器件的 开关速 度有较 高的要 求，所 用换流 器件只能 使用具 有较高 开关速 度的 体元 器件 ， 目前 在大容量变 频器中 的利用 仍然受 到一定 限制。 但是， 随着电 力电子 技术的 发展， 具有较高 开关速 度的换 流元器 件的容 量将越 来越大 ，所以 预计采 用这种 控制方 式的变频 器也将 越来越 多。高载 频 属于 异步调 速方式 ，即变 频器的 输出频率不 等于逆 变电路 换流器 件的开 关频率 。(3)按照 工作原 理分类 。按照 工作原 理对变 频器进 行分类 ，按变 频器技 术的发 展过程 可以分 为 U/式、 转差频 率控制 方式和 矢量控 制方式 三种。 U/变 频器 是 一种 比较 简单 的控 制方 式。 它的 基本 特点 是对变 频器输 出的电 压和频 率同时 进行控 制 ， 通过 使 U/f(电压 和频率 的比 )的值 保持一 定而得 到所需 的转矩 特性 。 采用 式的 变频器 控制电 路成本 较低 ，多用 于对精 度要求 不太高 的通用 变频器 。 转差 频率控 制变频 器转差 频率控 制方式 是对 一种 改进 。 在采用这 种控制 方式的 变频器 中，电 动机的 实际速 度由安 装在电 动机上 的速度 传感器和 变频器 控制电 路得到 ，而变 频器的 输出频 率则由 电动机 的实际 转速与 所需转差 频率的 和被自 动设定 。从而 达到在 进行调 速控制 的同时 控制电 动机输 出转矩的 目的。 转差频 率控制 是利用 了速度 传感器 的速度 闭环控 制，并 可以在 一定程 度上 对 输出 转 矩进 行 控制 ， 所以 和 方 式 相比 ， 在负 载 发生 较 大变 化时仍 能达到 较高的 速度和 具有较 好的转 矩特性 。但是 ，由于 采用这 种控制 方式时需 要在电 动机上 安装速 度传感 器，并 需要根 据电动 机的特 性调节 转差， 通常多用 于厂家 指定的 专用电 动机， 通用性 较差。 矢量 控制变 频器矢 量控制 是 70年代 由西 德 先提 出来的对交 流电动 机的一 种新的 控制思 想和控 制技术 ，也是 交流电 动机的 一种理 想的调速 方法。 矢量控 制的基 本思想 是将异 步电动 机的定 子电流 分为产 生磁场 的电流 分 量 (励 磁 电 流 )和 与 其 相 垂 直 的 产 生 转 矩 的 电 流 分 量 (转 矩 电 流 )并 分 别 加 以控制 。 由于 在这种 控制方 式中必 须同时 控制异 步电动 机定子 电流的 幅值和 相位 ，即控 制定子 电流矢 量，这 种控制 方式被 称为矢 量控制 方式。 矢量控 制方式 使对异步 电动机 进行高 性能的 控制成 为可能 。采用 矢量控 制方式 的交流 调速系 统不仅在 调速范 围上可 以与直 流电动 机相匹 敌，而 且可以 直接控 制异步 电动机 产生的转 矩。所 以已经 在许多 需要进 行精密 控制的 领域得 到了应 用。西安工 业大学毕业 设计（论文 ）6(4)按照 用途分 类。按照 用途对 变频器 进行分 类时变 频器可 以分为 以下几 种类型 。 通用 变额器 顾名思 义，通 用变频 器的特 点是其 通用性 。这里 通用性 指的是通 用变频 器可以 对普通 的异步 电动机 进行调 速控制 。 高性 能专用 变频器 随着控 制理论 ， 交流 调速理 论和电 力电子 技术的 发展 ，异步 电动机 的矢量 控制方 式得到 了充分 地重视 和发展 ，采用 矢量控 制方式 高性能变 频器和 变频器 专用电 动机所 组成的 调速系 统在性 能上己 经达到 和超过 了直流伺 服系统 。 高频 变频器 在超精 密加工 和高性 能机械 区域中 常常要 用到高 速电动 机。为了 满足这 些高速 电动机 驱动的 需要 ， 出现 了采用 式的 高速电 动机驱 动 用 变频 器 。 这 类变 频 器 的 输出 频 率 可 以达 到 3所 以 在驱 动 两 极 异步电动 机时电 动机的 最高转 速可以 达到 180000r/ m 单相 交频器 和三相 变频器 交流电 动机可 以分为 单相交 流电动 机和三 相交流电 动机两 种类型 ，与此 相对应 ，变频 器也分 为单相 变频器 和三相 变频器 。二者的 工作原 理相同 ，但电 路的结 构不同 。 变频 器的特 点：变频 器与异 步电动 机相结 合，可 以实现 对生产 机械的 调速传 动控制 ，简称为变 频器传 动。变 频器传 动具有 固有的 优势， 应用在 不同的 生产机 械或设 备上体现 不同的 功能， 总体来 说，变 频器传 动具有 以下几 个效能 。 1、节 能应用 主要体 现在提 高运行 可靠性 、台数 控制和 调速控 制并用 。2、提 高生产 效率 (1)保证 加工工 艺中的 最佳运 行(2)适应 负载不 同工作 情况下 的最佳 转速(3)使原 有设备 的增速 运转3、设 备的合 理化4、改 善和适 的国 内外发 展现状交流 变频调 速技术 是现代 电力传 动技术 的重要 发展方 向。近 十多年 来，随着电 力电子 技术、 微电子 技术及 现代控 制理论 的发展 ，变频 器己经 广泛地 用于交流 电动机 的速度 控制 。 同时 由于电 力半导 体器件 和微处 理器的 性能不 断提高 ，作为 交流变 频调速 系统核 心的变 频器的 性能也 得到了 飞跃性 的提高 ，并几 乎应用扩 展到了 工业生 产的所 有领域 。其重 要性和 发展潜 力不可 忽视。第一 代具有 通信功 能的变 频器带 有一个 独立的 “ 速度 包 ” (第二代变 频器的 通信进 入点对 点模拟 信号连 接方式 。随着 计算机 技术的 发展， 带数字接 口的变 频器是 当代变 频器的 通信方 式，它 具备网 络通信 能力。 当代通 信产品能 提供比 用户所 能使用 的更多 的数据 和 1/但传 统的接 口技术 使用的是 22， 它 们的 抗 干 扰 能力 和 传 输 能力 都 不 能 满足 工 业 现 场的 需 要 。 当实施 控制的 时候 ， 通过 收少 量的实 时信息 ， 并且 通过人 机接口 界西安工 业大学毕业 设计（论文 ）7面编 程，无 法实现 变频器 参数的 在线监 控和优 化，从 而影响 整个控 制系统 性能和生 产工艺 水平的 提高。 现在， 由于现 场总线 和网络 技术的 发展， 特别是 美国罗克 韦尔自 动化的 术 ， 可将 带数字 接口的 变频器 集成到 网络化 的平台 中 ， 通过 人机 界面 甚至 与工厂 信息管 理层共 享实时 数据 ， 从而 实现变 频器参 数的在 线监控 和优化 。 对于 多电动 机的同 步控制 、协调 控制、 负载均 衡分配 和高速 设备等 应用场 合，其 关键参 数 具体工况 条件进 行在线 优化， 对于实 现系统 控制性 能和水 平的提 高有重 要意义 。因而基 于集成 化网络 的变频 器控制 将会成 为当前 世界自 动化领 域研究 的热点 。美 国 罗 克 韦 尔 自 动 化 公 司 的 变 频 器 均 可 通 过 各 种 类 型 的 信模块 与相应 的网络 连通 ， 包括 而且 它们与 法国 国 日本 德国 西门子 公司的 通。知 仓库货 架总高 度为 12m ， 间距 行走 速度 ： 5240/m 要求 ： （ a）根 据运 行空 间设 计结 构尺 寸 ； （ b） 设计 行走 机构 ； （ c） 根据 运行 速度 进行 整体稳定 性的计 算。具体 在堆垛 机设计 中将做 以下工 作： 对堆 垛机的 立柱、 上下横 梁，按 照自重 最轻原 则，完 成其选 型和截 面参数的计 算； （ 2） 通过 功率 、 速度 等参数 的计算 、 完成 堆垛机 运行机 构的选 型和计 算 ；（ 3） 对堆 垛机的 立柱、 上下横 梁的强 度、立 柱轨道 疲劳强 度、整 机静强度、 动强度 、局部 稳定性 和整体 稳定性 的验算 ；2. 堆垛机 机 的结 构设 主要 由下横 梁 、 货叉 机构 、 立柱 、 上横 梁 、 平运 行机构 、 起升 机构 、电护 装置和 电气控 制系组 成。堆 垛机主 体结构 主要由 上横梁 、立柱 、下横 梁和控制 柜支座 组成。 上、下 横梁是 由钢板 和型钢 焊接成 箱形结 构，截 面性能 好，下横 梁上两 侧的运 行堆垛 机由行 走电机 通过驱 动轴 轮轴 孔在落 地镗铣 床一次装夹 加工完 成，确 保了主 、被动 轮轴线 的平行 ，从而 提高了 整机运 行平稳 性；立柱 是由方 钢管制 作，在 方钢管 两侧一 次焊接 两条扃 钢导轨 (材质 16导轨表 面进行 硬化处 理，耐 磨性好 。在焊 接中采 用了具 有特殊 装置的 自动焊 接技术， 有效克 服了整 体结构 的变形 ；上横 梁焊于 立柱之 上，立 柱与下 横梁通 过法兰定 位 ， 用高 强度螺 栓连接 ， 整个 主体结 构具有 重量轻 、 抗扭 、 抗弯 、 刚度 大 、强度 高等特 点。架 是堆垛 机的主 要结构 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 的上部 支承式 和安装 在地面 上的下 部支承 式。不 论哪种 型式都带 有伸缩 货叉和 人工驾 驶室（ 有时也 没有） 的货合 。升降 台沿立 柱升降 ，同时靠 地上和 顶上的 导轨保 持走行 稳定和 支持货 叉伸出 进行装 卸作业 时的翻 转弯矩。在门 架上安 装有卷 扬、走 行等机 械装置 ，以及 配置有 电气控 制开关 、控制装置 、配线 等。下 部支承 式的集 中放在 门架下 部。由于 走行起 动 、 停止 及加减 速时产 生的惯 性力 ， 门架 在通道 的纵向 发生挠曲， 整个门 架成为 振动体 ，其柱 端的振 动较大 。同样 ，在通 道的直 角方向 ，立柱由 于货叉 作业时 的弯矩 作用而 发生弯 曲，使 伸长着 的伸缩 叉的前 端的挠 度增大。柱端 振动 ： 和货 叉前端 的挠度 一超过 极限 ， 就成 为堆垛 机自动 定位的 障碍 ，所以 门架应 具有足 够的强 度和挠 度小的 适当刚 度。本次 毕业设 计选取 双立柱 下部支 承式门 架进行 结构计 算。 堆垛 机门架 设计分 三个模 块进行 设计：(1) 立 柱 模 块 主 要 有 立柱 、 导 轨 和法 兰 盘 组 成， 立 柱 通 过法 兰 盘 与 上横梁和 下横梁 联结， 导轨是 载货台 沿立柱 上下运 行的轨 道，有 时候堆 垛机可 以没有轨 道 ， 载货 台直接 在立柱 上运行 。 立柱 一般采 用了端 面为矩 形 、 中空 的结构 ，在满 足刚度 和强度 的情况 下使得 重量减 轻，节 省了材 料，而 且外形 美观。 立柱模块 结构如 图西安工 业大学毕业 设计（论文 ）9图 构图(2)上横 梁模块 上横 梁模块 主要有 上横梁 、 上横 梁导向 轮组 、 上横 梁法兰盘和 缓冲器 等零部 件组成 ，上横 梁模块 结构图 如图 2. 9所示 。图 图上横 梁一般 很短 ， 是模 块零件 的支撑 部件 。 上横 梁上总 共有两 对导向 轮组 ，通过 支架固 定在上 横梁上 ，导向 轮组夹 在天轨 两端， 防止小 型有轨 巷道堆 垛机倾倒 ，在每 组导向 轮中有 一个偏 心轴， 用来微 调导向 轮之间 的间距 夹紧天 轨。上横 梁法兰 盘焊接 在上横 梁的下 端，通 过法兰 盘与立 柱模块 联结， 主要用 高强度螺 栓来固 定。缓 冲器固 定在上 横梁两 端，当 小型有 轨巷道 堆垛机 运动到 巷道两端 时 ,缓冲 器用来 吸收小 型有轨 巷道堆 垛机运 行能量 ，防止 事故的 发生。(3) 下横 梁模块 下横 梁是模 块零部 件的支 撑机构 ， 又是 堆垛机 的承载 构件 ， 因此 它要有 足够的 强度和 刚度 。 法兰 盘 下横 梁的上 部 ， 用来 固定减速电 机，也 是与立 柱模块 联结的 接口。 下横梁 导向轮 组通