开题报告-桥式码垛机升降与旋转结构设计.doc

机电工程学院毕业论文开题报告论文题目: 半自动桥式码垛机旋转升降机构设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2016 年 05 月 2 日2目 录1. 选题的背景与意义. . . . . . . . . . . . . . . . .32. 码垛机简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3. 国内外码垛机研究现状. . . . . . . . . . . . . . . 5 4. 桥式码垛机的性能及特点 . . . . . . . . . . . . 85. 课题研究的目的和意义. . . . . . . . . . . . . . 8 6. 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. 选题背景与意义随着生产力大量的发展，生产规模进一步扩大和产品结构的优化升级，客观上要求作为工业企业物资供应基地的物资仓库进行改建或扩建。但是由于现有的工业企业的用地受到一定的限制，用来存放物资的仓库用地已经很难扩展了，因此只能充分挖掘仓库的潜力，有效的利用现有的库区面积，同时向空间扩展，以达到充分利用空间的目的。其主要的途径是变单层库房为多层库房或立体库房。我国自从80年代以来多层库有了快速的发展，立体库也有了一定的发展。根据我国现有的实际情况，从以后的发展趋势来看，多层库房和立体库房都会继续得到发展。同时随着企业生产与管理的不断提高与进步，越来越多的企业意识到了物流系统的提高与合理性对企业提高生产率，降低生产成本非常的重要。自动化立体仓库是实现物流系统合理化的重要一步。它充分的、合理的利用了空间，有利于实现自动化管理，能够实时的自动结算库存货物的种类及数量，也发挥了立体仓库信息库可以和中央计算机系统联网运行的优点。对加快物流的速度、提高生产率、降低生产成本都有着非常重要的意义，现在已经广泛应用于汽车、机械、建材、电器等诸多领域。而桥式码垛机对立体仓库的效率有着非常重要的影响，是立体仓库能否达到设计要求和体现其优点的关键设备之一。2. 码垛机简介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，我国开始研究采用码垛机的立体仓库。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。码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早期的码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，通常称之为桥式码垛机。1960年左右在美国出现了巷道码垛机，这种码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，随着立体仓库的发展，巷道码垛机逐渐替代了桥式码垛机。在口本从1967年开始安装高度为25米高度的码垛机。随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，码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米的码垛机。码垛机的运行速度也不断提高，目前码垛机水平运行速度最高达200m/min(小载重量的码垛机己达300m/min)，起升速度高达120m/min，货叉伸缩速度达50m/min 。桥式码垛机具有起重机和叉车的双重结构特点，像起重机一样，具有桥架和回转小车。桥架在仓库上方运行，回转小车在桥架上运行。同时，桥式码垛机具有叉车的结构特点，即具有固定式或可伸缩式的立柱，立柱上装有货叉或者其他取物装置。货架和仓库顶棚之间需要有一定的空间，保证桥架的正常运行。立柱可以回转，保证工作的灵活性。回转小车根据需要可以来回运行，因此桥式堆可以服务与多条巷道。3.国内外码垛机研究现状 我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末，从改革开放前少数几种水平落后的单机起，到70年代，在借鉴进口设备和技术的基础上，运输机械的生产发生了一个巨大的变化，大量填补国内空白的运输机械问世，品种规格不断增加，出现了大量专业的运输机械生产企业，形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械，大专院校也纷纷设立运输专业，先后成立了全国性的协会，学会，标准化机构，出版了各种专业期刊，形成了一个独立的运输行业部门，也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代，除继续增加新品种外。在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步，从注重数量向注重质量和性能方面发展，产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。目前，我国经过建国50多年来的不断发展，新产品、新材料、新工艺不断的出现，输送机械的研制也取得了很大的进步。由于计算机技术的推广应用，利用计算机进行辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM），使输送机的整机布置更趋优化，基本零件更加紧凑耐用。由于自控技术和数显技术的广泛普及，使运输机的控制和安全保护装置大为改善，保证了操作的安全性和可靠性。其中，码垛机就是运输机中重要的一种。码垛机的形式多种多样，按轨道所处位置，可分为“天车式”和“地车式”。按自动化和机械水平的差异，可分为“全自动”和“半自动”。全自动码垛机可以用不同的自动装置控制，例如：天津某厂研制的全自动式为天车式，采用继电器程序控制；北京某场研制的全自动式为地车式，采用电脑程序控制。码垛机的品种有悬挂式码垛机、自动化立体仓库码垛机、码垛机器人、桥式码垛机等。（1）悬挂式码垛机是将包装好的货物，自动地经两条相互衔接的输送带，运送到库房空间任意预定位置，最后需用人工码好。在货物运送堆码作业中，输送带和码垛机只是实现了运送的自动化，堆码工作仍需由人工操作。但其突破了沿用多年的半自动码垛机须有3条输运带的传统，取得了良好的效果。该机仅设有两条输运带，悬挂式码垛机与传统的码垛机比较，最大的差异是取消了桥式天车和一条输运带，所以具有结构简单、造价低廉、节省电耗和维修简便等优点，特别使用于跨度小的仓库。（2）自动化立体仓库码垛机是自动化立体仓库中最重要的码垛设备。自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它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。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的发展非常重要。自动化立体仓库码垛机是重要的码垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，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。实现了搬运、存储、取货的全自动化,降低了工人的工作强度 ，提高了生产效率。（3）码垛机器人是为摆脱重体力劳动的码垛作业而研制的，专用的“码垛机器人”和码垛机配套作业，实现货物的堆码的自动化。初步构想的码垛机器人实际上是“码垛机械受臂”，因为它不设传感器和自动行走机构，只具有抓放、回转、平移和升降货物的功能，是一台非常简单的固定式机器人。该机的主要结构除机架外，主要部件仅有专用夹持器，3-4个自由度的操作机构和电子程序控制装置。目前国际上搬运机器人的发展已趋于成熟，有许多成熟的经验可供借鉴。机器人码垛机是全自动化搬运码垛设备，替代人工搬运码垛，设备采用先进的电脑一体化控制。机器人码垛机只需定位抓起点和摆放点，两点之间的轨道全由电脑控制，两点直线运动，定位十分准确。机器人码垛机在生产上能迅速提高公司的生产效率和产量，同时能减少人工搬运造成的出错；机器人码垛机可24小时作业，效率高，减少工人的劳动强度同时节省人力资源成本，达到减员增效。机器人码垛机适应于化工、饮料、食品、啤酒、塑料、空调行业等生产企业；对各种纸箱、袋装、罐装、啤酒箱、瓶装等各种形状的包装成品都适应。（4）桥式码垛机是一种应用于固定跨距的场所作成件物堆垛的机械设备。桥式半自动码垛机是现代化企业成品仓库的主要作业机械，广泛应用于粮食、面粉、饲料、食盐以及化肥、水泥等行业成品库堆包码垛之用，具有操作方便、运行可靠、生产效率高、降低工人劳动强度等优点，桥式码垛机又可分为天轨式桥式码垛机和地轨式桥式码垛机。天轨式桥式码垛机依靠大车及主皮带机上的拦包机纵向移动(即沿厂房轨道方向的移动) 、横输送桥及固定拦包机的随行走小车横向移动,斜输送桥的角度变化使物件运送到指定的地点。该机由以下几个部分组成:横架、横输送桥、斜输送桥、拦包机及相配的溜槽、电器开关操作系统等部组成。横架是由两根箱形主梁、两根箱形端梁以及两端的大车行走机构所组成。每根主梁之端部与端粮刚性的连接在一起，横输送桥设置在其中一箱形主梁上部，行走小车在两主梁间的轨道上行走，形成包件运动流程:主皮带机上运行的包件通过拦包机及溜槽导向至横输送桥上，同样继续运行的包件再通过固定拦包机将包件转弯至斜输送上，最后由人工进行堆放，大车的纵向行走、小车横向移动及斜桥的角度变化使包件运送至三维空间的每一点。该码垛机是将处于高处的成件货物堆码成垛。地轨式桥式码垛机是由捡拾小车、上下斜输送桥、斜桥支架、行走体、立柱、横输送桥、拦包机转弯机、横输送桥提升动力总成、操作平台及电器系统等组成。其工作原理是货物由捡拾小车，经上下斜输送桥，再由拦包机转弯机输送到横输送桥上，最后由拦包小车使其到达预定位置。半自动地轨式码垛机需由人工最后将货物码好。该垛机适应1030m跨度码垛2550kg的袋装物品。纵观世界各国码垛机的发展的现状，对今后的动向，可归纳如下：（1）重视“三化”，逐步采用国际标准。所谓“三化”，是指码垛机的标准化、系列化和通用化。贯彻“三化”可以缩短设计周期，保证产品制造质量，便于管理和提高经济效益。世界上许多国家，不仅重视产品的“三化”工作，而且非常注意采用国际标准（ISO）。有的国家甚至废除本国标准而直接采用国际标准，其目的是为了促进商品的国际交流。（2）实现产品的机电一体化。机械产品需要更新换代。在当今计算机技术、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在码垛机上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至实现无人自动操作。（3）人机工程学的应用。码垛机一般应用在沉重、忙碌、环境比较差的场合。为了减少人员的作业强度，保证持久旺盛的体力和注意力，应该根据人机工程学的理论，设计导动装置和人员辅助装置，改善振动与噪声的影响，以使最少、最合理的投资，获得最佳的使用效果，使设备发挥最大的效率。 4. 桥式码垛机的性能及特点桥式码垛机适用范围：用于淀粉、面粉、大米、食盐、饲料、水泥、化肥、化工原料等产品的成品库堆包码垛，可用于袋装物件的一次搬运、二次搬运，可有效提高企业整体竞争实力，是现代化企业成品仓库的必备作业机械。桥式码垛机功能特点：1）、造型美观、结构紧凑、性能稳定。2）、操作方便、运行可靠、生产效率高、降低工人劳动强度。3）、减轻劳动强度，改善生产经营环境，减少人为因素的损失，提高企业管理水平。5. 课题研究的目的和意义随着科学技术的迅速发展，市场竞争日趋激烈，在机械制造中，运输工业已成为国民经济支柱产业之一，其在国民经济中所占比重和作用越来越重要，世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来，随着市场经济的发展，商品流通的增加，物质的不断丰富，生活水平的提高，人们在追求商品外在质量提高的同时，主要还是追求商品内在质量提高，保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大，运输工业随之迅速发展，在我国国民生产总值中已占到10%以上，与经济发达国家的差距正在逐步缩小。运输机械在运输工业中的地位十分重要，对运输工业现代化具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，减少环境污染，增加产品质量，提高产品的档次，增加附加值从而增加市场竞争力，带来更大的社会效益和经济效益。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。码垛机的需求量越来越多,如何降低控制成本,保证质量,提高码垛场地高度,宽度的利用率,提高码垛机码垛速度及降低人工劳动强度,研制一种重量轻、功耗小、自动化水平高,码垛效率高的桥式码垛机是很有必要的。在垛机方面，我们应当看到和世界发达国家的差距，总结经验，找出不足，打破传统思路，推出新的外形和更高性能的垛机。相信通过我们的不断努力，必能设计出高速、安全、可靠性能高的堆垛机，为增强我国综合国力，为我国填补一分科技空白。 6. 参考文献1 成大先机械设计手册北京: 化学工业出