机械毕业设计601堆垛机伸缩货叉设计

摘要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。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，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。

本文详细论述了在现代大多数企业中普遍使用的双立柱堆垛机的设计方案，文章的重点放在其三个部件：升降机构、行走机构、货叉伸缩机构的设计上，并设计一种带柔性装置的堆垛机安全机构的设计方案。

首先，提出各个机构的总体设计方案；其次，对各个机构的受力情况进行了分析并计算，然后估算初取值，再进行校核，最后确定各个实际值。

关键词自动化立体仓库；堆垛机；安全机构；设计AbstractAutomation three-dimensional storehouse is that thing flows important composition part, it is to stock and take out voluntarily under not directly carrying out the condition of artificial intervention the system that thing flows out it is the high-tech outcome of modern industrial social development, for raise productivity and reduction cost have important meaning.In recent years, along with the unceasing raising of enterprise production and management, more and more enterprises know that thing flows out reasonability and the improvement of system, is very important for the development of enterprise. Stacker cranes is automation three-dimensional storehouse in most important take heavy crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cube in the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf; or opposite take out the goods transit in goods shelf go to tunnel mouth.This paper has discussed the focal point of design scheme and article of the two pillar stacker crane of universal use in modern most enterprises in detail put, in thirdly parts: elevator Gou, walk organization and fork telescoping mechanism design, design a kind of tape the cranes safe organization of flexible installation design scheme. first, put forward the overall design scheme of every organization; secondly, for every organization analyze by force condition calculate , then estimation beginning take value, check nuclear, final definite every reality again worth.Keywords automation three-dimensional storehouse stacker cranes safe organization design目录1绪论 (1)1.1研究背景及内容 (1)1.1.1研究背景及意义 (1)1.1.2研究的内容 (2)1.2堆垛机的结构设计概述 (2)1.2.1堆垛机结构的组成和形式 (2)1.2.2巷道堆垛机的特点 (2)1.3堆垛机所受载荷的简化方法 (3)2堆垛机门架的结构设计计算 (5)2.1框架的弯矩和挠度 (5)2.1.1由于水平载荷产生的弯距 (6)2.1.2由行走车轮的反力产生的弯距 (7)2.1.3有叉取作业产生的弯矩 (8)2.2设计数据计算校核 (9)2.2.1框架结构的设计数据如下 (9)2.2.2各部分的弯矩 (9)2.2.3结构构件的弯曲应力 (10)3堆垛机伸缩货叉机构的设计计算 (11)3.1伸缩货叉的扰度与强度 (11)3.1.1下叉的受力分析计算 (12)3.1.2中叉的受力分析计算 (12)3.1.3前叉的设计分析计算 (14)3.2货叉各参数的选择 (15)3.3货叉内部零件的选取与校核 (15)3.3.1轴承4的选取校核 (15)3.3.2齿轮5的选取校核 (16)3.3.3链轮、链条的选取校核 (17)3.4货叉伸缩装置中的电机、减速器的选取 (18)4堆垛机行走机构的设计计算 (20)4.1堆垛机走行轮的设计计算 (20)4.2走行装置的电机、减速器的选取 (20)5堆垛机升降机构的设计计算 (22)5.1升降机构零部件的设计计算 (22)5.2升降机构的电机减速器的选取 (22)5.3制动器的制动容量的设计 (23)6堆垛机的安全机构的设计 (24)结论 (25)致谢...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

浅析堆垛机货叉机构设计随着现代化大生产和新兴网络购物的发展，我国物流行业发展迅速，自动化立体仓库的应用使得企业的生产物流速度大大提高。

堆垛机是实现物资搬运的载体，它在高层货架巷道中往返运动，将货物存入或取出，从而实现物资的流动。

因此堆垛机的研究对我国物流行业的发展都具有十分重要的意义。

标签：物流；堆垛机；货叉机构堆垛机的主要机械动作有：转运车巷道运输行走，货物周转箱自动提升下落，货叉伸缩向立体货架存物取货。

其中，货叉的自动伸缩机构设计难度最大。

1 货叉的主要结构货叉伸缩机构是堆垛机的主要工作机构，安装在载货台上，其结构特点是能够双向伸出，以便向两侧货格送入（取出）货箱。

缩回后，货叉连同载货台一起随大车在巷道内运行。

货叉根据其数量不同可分为单叉货叉、双叉货叉和多叉货叉。

最常用的是前两种，多叉货叉多用于特长货物的堆垛。

图1 货叉的结构简图货叉一般采用三级直线差动式伸缩货叉，见图1。

货叉装置采用三级差动齿轮齿条结构，由上叉、中叉、下叉（固定叉）及起导向作用的滚针轴承等组成，以减少巷道宽度，且使之具有足够的伸缩行程。

货叉的结构形式有两种：齿轮—齿条方式和链轮—链条方式。

由于齿轮齿条传动平稳、结构简单，紧凑，一般采用齿轮齿条传动。

2 货叉机构电动机、减速器的确定货叉电机的选择是否合理将直接影响到堆垛机的运行效果。

货叉电机容量太大，将直接导致货叉振动。

容量太小，则不能完成装载单元的存取作业。

因此，应正确选择货叉电机十分重要。

已知条件：行走速度V=16m/min=0.27m/s，滚动摩擦系数μ=0.15，货叉部分重力W=6150N，货重1200N。

行走阻力R=（6150+1200）×0.15=1102.5N动力传动效率η=0.9（齿轮减速电机）×0.9（链条）×0.9（齿条）=0.73最高时速时需要动力：P=1102.5×0.27/0.73=0.41kW由于巷道的约束，货叉装置要求体积小，重量轻。

堆垛机伸缩货叉原理自动化立体仓库伸缩货叉的原理、分类、设计与选型自动伸缩货叉的功能自动伸缩货叉广泛应用于智能立体库、物流自动仓储系统中，常配合堆垛机使用，它是立体仓储中堆垛机存取物品的主要取料或送料机构，它具有灵活的双向自动伸缩功能，准确的限位功能。

它直接装配在堆垛机上，或固定升降举升机构、移动行走升降平台上，堆垛机穿行于货架之间的巷道中，完成自动存取或移载物品的工作！它可与生产线系统、企业管理系统对接，采用计算机及条形码技术(编码器)，实现信息化智能管理和运营。

自动伸缩货叉的分类自动伸缩货叉从结构上可分为单伸位伸缩货叉(或单深位伸缩货叉)和双伸位伸缩货叉(或双深位伸缩货叉)，从形式排列上还可分为单列式伸缩货叉和双列式伸缩货叉，其中单伸位伸缩货叉由三节或三段叉体组成，简称三节伸缩货叉。

而双深位伸缩货叉(双伸位伸缩货叉)是由四节叉体组成的，所以我们称其为四节伸缩货叉。

单列式伸缩货叉指的就是由单组叉臂独立运行的，它属于轻型类的货叉，一般情况下用于体积比较小的或重量比较轻的物品存取或移载，如：五金产品、轻工产品、电子产品、食品包装等。

而双列式伸缩货叉则是指由两组叉臂组成的，两组叉臂同步运行的，它属于重型类货叉，它适用于存取或移载物品体积比较大的、质量比较重的物品。

如：金属材料、机械设备、车辆框架、模具类配件等自动伸缩货叉的构造原理单深位(又称：单伸位)自动伸缩货叉的基本构造是由上叉臂(前叉臂)、中叉臂、下叉臂(固定叉臂)等三节叉臂组成，配合导向滚轮、齿轮齿条、链轮链条、导向滑块、限位开关(行程开关)、中位开关(接近开关)、扭力限制器、编码器、驱动器、电机、减速机、联轴器等上百个部件构成的一个完整的伸缩机构。

下叉臂(固定叉臂)安装在载货台上，中叉臂在齿轮齿条的驱动下，向外移动大约自身长度的一半，上叉臂(前叉臂)再从中间叉臂的中点继续向外延伸。

而双深位(又称：双伸位)自动伸缩货叉的构造是由上叉体(前叉体)、上中叉体、下中叉体、下叉体(固定叉体)等四节或四段叉体组成，再配合导向滚轮、滚动轴承、齿轮齿条、链轮链条、导向滑块、限位开关(行程开关)、中位开关(接近开关)、扭力限制器、编码器、驱动器、电机、减速机、联轴器等数百个部件构成的一个完整的伸缩机构，下叉体(固定叉体)安装在载货台上，下中叉体在齿轮齿条或链轮链条的驱动下，向外移动大约自身长度的一半，上中叉体再从下中叉体的中点继续向外延伸，上叉体(前叉体)再从上中叉体的中点继续向外延伸，使上叉体(前叉体)的伸缩距离直接延伸至巷道左右稍远一点的预设的库位上。

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。

料箱库堆垛机货叉结构伸缩的基本结构
不得不说，随着物流行业的不断发展，工业方面的快速崛起，让越来越多的厂家、商家都十分需要料箱库堆垛机，进而了解料箱库堆垛机货叉结构的相关知识要点，就成为了必要的了。

（一）堆垛机齿轮齿条式伸缩货叉
简单来说，就是选用两节或是三节式的货叉结构，如果是三节货叉结构，那么主要就是由前叉、中间叉以及专门的固定叉，还有导向滚子进行构成，这样的料箱库堆垛机货叉结构比较常见，后期运行也十分稳定。

一般情况下，三节货叉结构当中的固定叉需要安装在载货台之上，然而在齿轮上安装中间叉，对于前叉的安装，可以从中间叉的中点向外伸出一些长度，大约比自己的身子厂一些即可的位置进行安装。

（二）堆垛机链条式的伸缩货叉结构
这个料箱库堆垛机货叉结构比较适合一些特殊领域进行使用，链条式伸缩货叉结构主要由上、中伸缩货叉以及相关的固定货叉，还有导向轮等进行构成整个货叉结构。

通常固定叉需要安装在相关设备的载货台之上，不管是上/中伸缩货叉，还是固定货叉，它们之间都是由符合标准的链轮以及链条进行相互的连接制衡。

如今堆垛机已经成为了很多仓库、物流行业内的关键核心设备之一，不管是什么类型的料箱库堆垛机货叉结构，都应该确保后期运行过程当中能够保持一个稳定的状态。

攀枝花学院本科毕业设计（论文）巷道式堆垛机机械部分设计学生姓名：余威学生学号： 201210601197院（系）：机械工程学院年级专业：2012级机械设计制造及其自动化指导教师：陈新德讲师二〇一六年六月摘要本文详细论述了普遍应用在现代大中型企业中的单立柱有轨巷道式堆垛机的设计方案。

文中对堆垛机的分类，特点及其构造进行了详细的叙述。

堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机。

它能够在自动化立体仓库的巷道中来回穿梭运行，将放置在巷道口的货物存入指定的货格，或者从货格中取出货物运送到巷口。

设计重点主要包括：堆垛机的机架、升降机构、行走机构、货叉伸缩机构以及安全机构。

文章在确定堆垛机的总体设计方案的前提下，再对各个机构进行受力分析和设计计算，最后进行必要的相关校核并最终确定各个的机构实际取值。

本次的毕业设计运用多种起重机的现代设计方法，特别是运用计算机辅助设计（CAD）的方法，在计算机上将堆垛机的设计图纸CAD化，大大提高了设计的效率，节省时间。

关键词：自动化立体仓库；堆垛机；升降机构；行走机构；货叉伸缩机构；安全机构ABSTERCTThis article has discussed the design of the single-pillar type of Narrow-Aisle Stacker Crane which has been universally used in modern most enterprises in detail. This article described the kinds of stakers, features and the structure in detail. Stacker cranes is the most important part of the automation three-dimensional storehouse among the take heavy crane pile up equipment, it can in the tunnel of automation cubein the shuttle operation of round trip, will locate in tunnel the goods of mouth stock goods shelf; or opposite take out the goods transit in goods shelf go to tunnel mouth.The design focus mainly include: The stacker's rack, walk organization, fork telescoping mechanism and safe organization. Under the premise of overall design scheme of stacking crane, then for organization analyze by force condition calculate. Finally, check nuclear necessarily and definite every numerical.This Graduation Design use many kinds of Modern Designs of the crane, especially to use the method of Computer-aided design(CAD),Stackers will be the design drawings of the CAD on the computer, which greatly improve the efficiency ofthe design and saving time.Keywords: Automation three-dimensional storehouse Stacker Crane Movement organization Walk organization Fork telescoping mechanism Safe organization目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................................................................................... I I1 引言 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

堆垛机伸缩货叉的工作原理
堆垛机是一种用于货物堆垛和搬运的提升设备。

伸缩货叉是一种
重要的装卸工具，它通常安装在堆垛机的叉臂上，用于将货物从货架
上取下或放置到货架上。

伸缩货叉的工作原理是通过叉臂的伸缩来实
现货物的取放。

当伸缩货叉需要取货时，叉臂会先向货物靠近，然后伸出叉板，
将货物抓住。

此时，叉臂会向堆垛机内部移动，将货物置于指定位置。

当伸缩货叉需要放置货物时，叉臂会先将货物移动到指定位置，并伸
出叉板，然后将货物放下。

此时，叉臂会逐渐向堆垛机外部移动，完
成货物放置。

伸缩货叉的伸缩是通过叉板的滑动来实现的。

通常，伸缩货叉的
叉板上会配有导轨，并与主叉臂相连。

在货物取放过程中，伸缩货叉
通过一定的机械原理，控制叉板的滑动，以实现叉臂的伸缩。

由于伸
缩货叉具有结构简单、操作灵活、效率高等特点，因此在现代物流和
仓储领域得到广泛应用。

毕业设计(论文) 码垛机控制系统设计学号：10131203姓名：石泽旭专业：电气工程及其自动化系别：机械与电气工程系指导教师：王雷钢讲师二○一四年六月北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）成绩评议题目：码垛机控制系统设计系别：机械与电气工程系专业：电气工程及其自动化姓名：石泽旭学号：10131203指导教师建议成绩：73评阅教师建议成绩：76答辩小组建议成绩：70总成绩：73答辩委员会主席签字：年月日北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）任务书北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）开题报告北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）指导教师评阅意见北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）评阅教师评阅意见北京交通大学海滨学院毕业设计（论文）答辩小组评议意见毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学海滨学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

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本人签名：日期：毕业设计（论文）使用授权书本人完全了解北京交通大学海滨学院有关保管、使用论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存论文；③学校可允许论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容。

本人签名：日期：摘要在现代的物流仓储系统中，自动化立体仓库应用日益广泛。

而码垛机是立体仓库的关键组成部分，码垛机性能的优劣对整个立体仓库的运行起到至关重要的作用，所以设计与开发自动化程度较高的码垛机控制系统成为当前立体仓库的发展趋势，开展与此有关的研究具有重要的理论和应用价值。

本文基于现代物流技术的应用和发展要求，介绍自动化立体仓库的应用及其功能和作用，结合现代科技的发展，着重研究自动化立体仓库码垛机控制系统的控制技术。