【立体仓库货叉伸缩机构的设计案例1800字】

立体仓库货叉伸缩机构的设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30383立体仓库货叉伸缩机构的设计案例 173871.1货叉伸缩机构的工作原理与建模 138581.2气缸的组成分类 238811.3气缸的选型计算 41.1货叉伸缩机构的工作原理与建模货叉伸缩机构是立体仓库系统中堆垛机进行存取物料工作的送料机构，目前货叉机构的构造主要分为单深位货叉和双深位货叉，单深位货叉的结构是通过将下叉也就是固定叉固定在载货台上，上叉通过传动机构以及限位器等的作用向外延伸大约一半的自生长度，来达到取料与送料的功能，双深位货叉是在单深位货叉的基础上再添加一节或一段叉体，提高整体货叉的行程使之能运行的距离更加远，综合本设计的要求，决定选用单深位货叉作为堆垛机的货叉机构。目前市面上主流的货叉传动方案主要有齿轮齿条传动，同步带传动，链条传动等。齿轮齿条传动的结构简单，传动距离准确清晰，能够将结构做到简单紧凑，链传动货叉的优点是没有弹性滑动从而减少整体打滑情况，因为链传动不需要将链条张紧，也减轻了轴承的经向压力，同步带传动货叉兼顾了前两者的优点但是承载能力和耐久性和可靠性方面有所欠缺。由于本设计中货物的重量较轻，整体设备的使用频率也不高，但是对可拆装性可结构简化有较高的要求，故采用了气缸与电磁阀做为传动零件，大大简化了整体的结构，减少了轴承导轨等零件，减少了整体的成本。整体结构如图4-1所示。通过在下叉上安装L型零件与下叉组和成u型槽，作为货叉的滑轨机构，同时限制货叉的自由度，在上叉部分安装有两个突起结构，可以与货架本身底部的两个圆形孔相契合，防止了堆垛机在运行过程中振动和启停时货物发生移位的情况，同时，突起结构还能起到很好的定位效果，由于近似梯形的结构，在堆垛机本身定位不够精准或发生偏移的时候，它能起到重新定位的效果。货叉的下叉采用了镂空的设计，首要功能是为气缸的推杆和上叉相连留出空间，其次由于气缸在选用时一般不会使用满行程，推杆与上叉的连接机构本身还与下叉一起起到了气缸限位的作用，从而减少了需要额外安装的限位器。图4-1货叉的结构建模1.2气缸的组成分类气缸是在封闭的气缸内部通过气压的差异变化推动导杆，为运动提供作用力，汽缸的压缩空气主要由气动系统提供如图4-2所示。图4-2气动系统的组成典型的气缸类型由普通的双作用气缸，无杆气缸和磁性开关气缸双作用气缸通过无杆的腔体输入压缩空气，有杆腔排气，通过两端汽腔的压力不一致的压力差产生推力，推动负载进行活塞运动，当有杆腔进气无杆腔排气时，推动活塞杆收回。无杆气缸分为机械接触式无杆气缸和磁性无杆气缸，它们都是通过将滑块或导板等零件集成在气缸本体上，机械式为了防止气体泄漏，会在开口部采用聚氨酯密封防尘不锈钢带固定的方式，活塞会穿过槽与滑块连为一体，磁性无杆气缸会在气缸缸体内外两侧安装高强磁性的永久磁环，当气缸活塞被气压推动时，在磁力作用下，带动缸外磁环套一起运动。磁性开关气缸是在给气缸内的活塞安装磁环，在缸体外安装磁性开关，通过磁性开关检测气缸内活塞的行程位置，不需要再缸筒上再安装行程阀或行程开关，也不需要为活塞杆设置挡块。1.3气缸的选型计算普通双作用气缸的推力计算（N）为： F0=Π/4∙D2p 式中： D——缸径， P——气缸的工作压力（Mpa）气缸的理论拉力（N）为： F1=Π/4(D2−d2式中： d——活塞杆的直径（mm），一般常规活塞杆的直径可估算为d=0.3D.气缸的负载量是指气缸的理论输出能力F0和实际输出能力F的比值。负载能力是在选择气缸时的重要指标，负载率不同，作用在活塞杆的实际输出力也不同，工况的情况决定了气缸的实际负载，想要确定气缸的输出能力需要根据气缸的负载性能和气缸的运动速度确定气缸负载率，具体负载率如表4-1所示。表4-1气缸负载率表负载的运动状态静载荷动载荷气缸速度＜100mm/s气缸速度100~500mm/s气缸速度＞500mm/s负载率η≤80%≤65%≤50%≤30%根据solidworks测量质量属性，材料为铝合金6061叉和货物总质量为191.47g，根据受力分析，推杆所需推力及货叉上叉与下叉所需克服的摩擦力，最大摩擦力（N）为： f=m∙G∙μ (1.2)其中： m——货叉上叉与货物的总质量 G——重力加速度 μ——铝合金6061动摩擦系数计算求得气缸推杆所需最大推力为2.62N依据设计需求选取型号为CDM2C20-125即带磁性开关的缸径为20mm气缸行程为125的单杆双作用气缸。计算气缸理论出力（N）为： F=Π4D2∙P∙μ其中： F——理论气缸出力（N） P——空气压力（bar） D—