最新双立柱巷道堆垛机的设计—

双立柱巷道堆垛机的设计（The design of the Double Maststacker machine）学生姓名学号所在学院班级所在专业申请学位工学学士指导教师职称副指导教职称答辩时间目录摘要………………………………………………………………………………………...错误!未定义书签。

INTRODUCTION ....................................... 错误!未定义书签。

第一章绪论...................................... 错误!未定义书签。

1.研究背景及内容................................. 错误!未定义书签。

概述........................................... 错误!未定义书签。

有轨巷道堆垛机的类型............................. 错误!未定义书签。

双立柱巷道堆垛机 ............................... 错误!未定义书签。

巷道堆垛机的特点 ............................... 错误!未定义书签。

设计的目的和意义 ............................... 错误!未定义书签。

设计内容及要求 ................................. 错误!未定义书签。

设计参数....................................... 错误!未定义书签。

堆垛机的结构设计概述............................. 错误!未定义书签。

堆垛机的结构的组成与形式 ....................... 错误!未定义书签。

堆垛机提升机构的设计计算 ......................... 错误!未定义书签。

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 (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。

双铝合金双立柱堆垛机结构设计
其次，在双立柱堆垛机的结构设计中，需要考虑到运动系统的设计。

这包括双立柱的运动轨迹、传动系统、导向装置等方面。

双立柱堆垛机通常需要在垂直方向上进行精确的定位和移动，因此运动系统的设计需要具有高精度、低噪音和稳定性。

另外，安全性是双立柱堆垛机结构设计中至关重要的一点。

设计时需要考虑到防护装置、紧急停止装置、限位装置等安全措施，以确保在堆垛机运行过程中能够及时发现并避免意外情况发生，保障操作人员和设备的安全。

此外，双立柱堆垛机的结构设计还需要考虑到维护保养的便利性。

合理的结构设计能够使得设备的维护保养更加方便快捷，降低维护成本，延长设备的使用寿命。

总的来说，双铝合金双立柱堆垛机结构设计需要综合考虑承重能力、运动系统、安全性和维护保养便利性等多个方面，以确保设备的性能稳定、安全可靠，并且具有较长的使用寿命。

摘要这篇文章阐述了大多数现代企业常用的两门式堆垛机设计方案。

本文主要介绍了升降机构的设计，货叉伸缩机构的设计以及安全机构和控制部分的简单选型和计算，包括电机，减速器和齿轮的选择。

机架的计算，滚筒的计算，轴的检查，电气原理图的配备等。

先是提议出了每一个组织的整体设计计划。

然后就是对每个组织的压力情况实行了具体的阐明以及计算放方便推断出最开始的值，最后就开始进行详细的测试来判断实际要求的值。

关键词：升降机构；货叉伸缩机构；双立柱堆垛机AbstractThis article discusses in detail the design of the double-pillar stacker that is commonly used in most modern enterprises. The article focuses on the design of its two components: the lifting mechanism, the fork telescoping mechanism, and the safety mechanism and control part. The simple selection and calculationIncluding the use of electric motors and speed reducers, estimation of gears and racks, estimation of reels, detailed inspection of shaftsIncluding the use of electric motors and speed reducers, estimation of gears and racks, estimation of reels, detailed inspection of shafts and the configuration of electrical schematics. First proposes an overall design plan for each organization. Then, the specific clarification of the pressure situation of each organization and the calculation of the convenience of inferring the initial value, and finally began to conduct detailed tests to determine the actual requirements of the value.Keywords: lifting mechanism; fork retractable mechanism; automated warehouse目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1课题研究目的和意义 (5)1.1.1开发双门式堆垛机的需要性 (5)1．2国内外研究现状和发展趋势 (6)1.2.1国内外研究现状 (6)1.2.2发展趋势 (7)1．3课题研究的主要内容 (8)1.3.1设计内容 (8)1.3.2设计要求 (8)第二章总体方案确定 (9)2.1引言 (9)2.2设计任务 (9)2.3功能分析 (10)2.3.1双门式堆垛机重要的功能分析 (10)2.3.2双门式堆垛机关键环节以及重要技术 (11)2．4总体方案确定 (11)2.4.1总体布局方案 (12)2.4.2提升机构部件结构方案 (13)2.4.3方案对环境与安全的影响 (13)第三章堆垛机提升机构的设计计算 (15)3.1行走机构的详细设计 (15)3.1.1行走机构分析与计算 (15)3.2堆垛机机架的选择设计 (18)3.3堆垛机货叉的详细设计 (18)第四章电动机的选择与计算 (20)4.1电动机类型与功率的选择 (20)4.2电动机转速与型号的选择 (21)第五章控制系统设计 (23)5.1位置检测方式 (23)5.2控制的相关设计 (23)5.2.1控制总框图设计 (23)5.2.2安全检测程序设计 (24)第六章堆垛机机架设计计算 ............................................................... 错误!未定义书签。

1 绪论1.1 本课题研究的背景与意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。

它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。

堆垛机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决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。

而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。

鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。

1.2 有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。

其主要用途是在高层货架仓库的巷道沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者相反，取出货格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垛机的立体仓库，1980年我国第一座自动化立体仓库在汽车制造厂投产，从此自动化立体仓库在我国得到了迅速发展。

据不完全统计，到目前已建成三百余座。

堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。

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与立柱的旋转运动来搬运货物，通常称之为桥式堆垛机。

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。

随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。

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。

摘要随着计算机信息技术的发展，现代企业生产规模的不断扩大和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库越来越受到关注并得到广泛应用。

堆垛机是立体仓库的关键起重，搬运设备。

本文论述了自动化立体仓库中堆垛机控制系统的原理，结构和特点，介绍堆垛机的控制系统的设计，以及堆垛机的速度控制和精确定位方法。

针对立体仓库的存取特点，对堆垛机的硬件部分进行设备选型与参数计算，设计出电气原理图。

并给出了PLC控制程序梯形图。

关键词：堆垛机；PLC；控制系统AbstractWith the development of computer information technology , increasingly expanding of modern enterprise production scale and more fierce market competition , new requirements of enterprise logistics by market are emerging , and automated high-rise warehouses gains more attention and have been used widely , SRM is the most important conveying and lifting equipment in automated high-rise warehouse .This paper introduces the control of the SRM that is used in an automated space warehouse. In view of the store and fetch characteristic in the Automated High-rise Storage .The paper had carried on the equipment selection and the parameter computation on the hardware of Storage and Retrieval Machine ,had drawn the electrical principle diagram. The design of control system for SRM is discussed .The program of the PLC is also given.KEY WORDS: SRM PLC technology control system目录1 绪论 (3)1.1自动化立体仓库系统概述 (4)1.1.1 堆垛机的分类 (4)1.1.2 堆垛机的组成 (4)1.2 课题的背景及国内外研究现状 (6)1.2.1 课题背景 (6)1.2.2 堆垛机系统在国内外的研究状况 (6)1.3 本课题的研究目的及主要研究内容 (7)2 堆垛机系统的方案设计 (7)2.1 堆垛机系统 (8)2.2堆垛机控制系统的功能要求 (9)2.3堆垛机的速度控制方案 (10)2.3.1变频调速技术的优点 (10)2.3.2变频器的基本结构 (11)2.3.3 变频调速的工作原理 (11)2.4系统主控制器的选择方案设计 (12)2.4.1 PLC简介 (12)2.4.2 PLC各部分功能 (14)2.5 堆垛机的定位控制方案 (15)2.6 本章小结 (15)3 系统硬件设计 (17)3.1 堆垛机控制系统结构 (17)3.2 电动机的选型 (18)3.3 变频器的选型 (19)3.3.1 VS-616G5型变频器的特点 (19)3.3.2 VS-616G5型变频器的标准规格 (19)3.3.3 VS-616G5型变频器的端子配备 (19)3.3.4 变频器的容量计算 (21)3.3.5 PG速度控制卡的选择 (22)3.3.6变频器制动电阻参数的计算 (23)3.4 PLC的选型 (23)3.4.1 FX-2N系列PLC的特点 (23)3.4.2机型的配置 (24)3.5 堆垛机控制系统其它主要硬件的选取 (24)3.5.1旋转编码器 (24)3.5.2 光电开关 (25)3.5.3 电磁闸 (25)3.5.4 断路器、接触器 (26)3.6 堆垛机控制系统的电气原理图 (26)4 堆垛机控制系统软件设计 (27)4.1 程序设计软件 (27)4.2 机型的配置及I/O点数的分配 (28)4.3 堆垛机控制系统程序设计 (29)结论 (36)致谢 (37)附录 (39)附录1 (39)附录2................................................... 错误!未定义书签。

摘要随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全球范围内得以迅速发展。

自动化立体仓库作为现代物流系统的重要组成部分，是一种多层存放货物的高架仓库系统，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。

本文以设计了一台能在仓库中运输、堆取货物的机械设备——双立柱式巷道堆垛起重机，并着重分析了其升降机构、伸叉机构、行走机构等机构的工作原理，并对各机构进行分析设计、选取与尺寸计算。

内容包括：总体运动方案设计和结构分析、起升机构的设计、伸叉机构设计、行走机构设计、机体支架设计及其他装置设计等内容。

各机构以电机的选取入手，通过对钢丝绳、卷筒、链轮链条、皮带轮皮带的工作性能的分析设计计算与选取，从而设计合适的双立柱式巷道堆垛机起重机的机架，进而设计一台性能完备的双立柱式巷道堆垛起重机。

关键词：双立柱；自动化仓库；巷道；物流；堆垛起重机；设计ABSTRACTAlong with continuously develop of the science technology and world economy, modern logistics which are an important part in the modern economy and a most economic reasonable comprehensive service mode in the process of industrialization, develops quickly in the global scope. Automated three-dimensional storehouse as an important composition part in logistics, is one kind of multilayered depositing cargo high structure warehouse systems. It dose not directly carries on the manual intervention in the situation automatically to save and to take out the system which the thing flows. It is the high tech product out of the development of modern industry society, which have the vital significance to enhance the productivity and reduce the cost.This paper is taking designing a machine named double pillar alley Stacking Crane of engaging in piling things or transportation in storehouse. It analyses it’s hoisting mechanism, stretch fork mechanism , walk mechanism, working principle, and it’s aimed at each mechanism to design, select , and size’s calculate of double post alley stacking crane. Overall sport scheme’s design and analyze of structure, the design of hoisting mechanism , stretch fork’s mechanism design , walk mechanism’s design, organism frame design and other installation designs. Each mechanism with generator select to start, through calculating and selecting of the character of service of wire rope, reel, sprocket chain and the ship leather belt of leather belt to analyze and design, so to design the suitable frame of double pillar alley stacking crane, and then to design a double pillar alley stacker of complete natural capacityKeyword: Double Pillar; Automated Three-dimensional Storehouse; Alley; Logistics;Stacking Crane; Design第1章绪论随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进以及经济全球化的趋势的加强，各国面临着前所未有的机遇和挑战。

1绪论1.1本课题研究的背景及意义我国现在正处于工业化、城市化发展的高速期，未来一段时间内，土地资源和劳动力资源将会成为制约企业发展的瓶颈，鉴于此，建造立体仓库是未来企业发展趋势，自动化立体仓库是现代物流中的重要组成部分，是实现物流系统合理化的关键。

它具有空间利用率高，便于实现自动化管理，实时自动结算库存货物种类和数量等许多优点，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本很重要，已开始应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业。

b5E2RGbCAP堆垛机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决定性影响，是立体仓库能否达到设计要求的关键设备之一。

而我国在堆垛机制造技术上和世界发达国家有很大差距，鉴于我国未来物流业发展的广阔空间，堆垛机技术落后必将成为限制我国自动化立体仓库发展的瓶颈，使我国在国际物流业竞争中处于不利地位。

鉴于以上因素，发展堆垛机技术有积极意义。

plEanqFDPw1.2有轨巷道堆垛机的发展现状有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。

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，或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。

DXDiTa9E3d20世纪70年代初期，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库，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。

据不完全统计，到目前已建成三百余座。

堆垛机做为立体仓库中最重要的起重运输设备，也得到了较快的发展。

RTCrpUDGiT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。

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。

随着立体仓库的发展，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。

双立柱式堆垛机的设计与加工研究摘要：现代堆垛机正朝着多样化、高速化和高层化的方向发展。

为了适应这种发展趋势，越来越多的企业更倾向于采用双立柱结构的堆垛机。

双立柱结构更适用于大尺寸货物、大砘位、高速运行、高度在15米以上的立体库中。

文中通过对一种双立柱式堆垛机结构进行传统力学计算研究与有限元分析以及对试验数据进行分析对比，探索了一种双立柱式堆垛机的结构分析方法，为双立柱堆垛机的设计提供了参考。

关键词：双立柱堆垛机；水平运行噪音；框架变形量；引言：巷道堆垛机作为自动化立体仓库不可或缺的搬运主机，其整体性能的优劣直接影响着自动化立体仓库的运行性能。

双立柱堆垛机以其强度好、刚度大以及适用场合多等优点越来越多的应用于仓储工程。

堆垛机主体框架结构是堆垛机的主要受力部件，本文以某规格的双立柱堆垛机主体框架结构为研究对象，通过对其结构的力学分析，并结合有限元分析结果及现场试验数据进行分析对比，说明力学分析方法的合理性。

1.设计阶段1.1 堆垛机的构成一台龙门框架式堆垛机主要由以下几大部分组成∶堆垛机主体框架机构、驱动机构、载货台机构、货叉机构、导轨及其它附件等。

其中堆垛机主体框架机构是由左立柱，右立柱（如果高度在12米以上，各立柱还会采用法兰联接方式加长，会分为左上立柱、左下立柱、右上立柱、右下立柱等），下横梁、上横梁组成，各组件之间采用高强度螺栓与法兰方式进行联接，形成一个矩形的堆垛机主体框架结构[1]。

为便于说明如何控制堆垛机的堆垛机主体框架的变形量，先介绍堆垛机的大体结构。

如下图 1所示∶图 1 堆垛机的大体结构下部由两个行走轮在地轨上行走与导向，堆垛机上部则由导轮与安装在货架上的天轨来导向。

堆垛机通过在巷道前后行走（X轴方向）与载货台在堆垛机主体框架间的上下升降（Y轴方向），再加上货叉的伸缩运行（Z轴方向），而实现对两侧货架上的托盘货物取放，并与库端的输送机配合，达到货物出入库的目的。

由上图的结构示意图可知，行走轮在地轨上运行、载货台在框架内升降是否平稳流畅，框架形变是否在控制范围，直接关系到货叉把货物送到货架上时位置是否正确、设备运行的噪音与寿命是否在设计范围等。