立体仓库巷道式堆垛机设计

立体仓库巷道式堆垛机设计摘要：随着经济的发展，有轨巷道堆垛机作为立体仓库的核心设备,应用越来越广泛。

我国物流业的蓬勃发展，对有轨巷道堆垛机的性能提出了更高的要求。

综合比较了几种升降方案后，升降装置采用钢丝绳卷筒式，其结构简单，受力明确，用户也比较熟悉。

安全防坠器、高度限位装置作为有轨巷道堆垛机的安全保护装置，当有轨巷道堆垛机遇到突发事故时它可以防止载货台坠落事故的发生，保证人员及货物的安全。

安全防坠器采用楔块式制动，灵敏度高、可靠性好、结构简单、能够有效地防止载货台坠落事故的发生。

货叉采用带有行程倍增机构的三级伸缩货叉，货叉收回时，其本身的长度远小于堆垛机运行巷道的宽度，货叉进行存取货物时，货叉的行程远远大于巷道的宽度。

关键词：有轨巷道堆垛机三级伸缩货叉安全防坠器毕业设计外文摘要Design of a railroad aisle stacking cranein stereoscopic warehouseAbstractWith the development of economic, railroad aisle stacking crane is the core equipment of stereoscopic warehouse, it has become more widespread in recent years.Higher demands are also asked for the performance and reliability of the railroad aisle stacking crane.After the synthesis has compared several kind of constructions elevators overall plan, uses the steel wire to hoist the type, its structure simple, the stress is clear about, the users also familiar. The security guards against falling，highly the spacing installment takes the construction elevator the safekeeping of security installment which can avoid the falling of the cage to assure the people and goods safety as soon as the construction hoist meets accident.The security guards which make use of wedge block for brake. This safety anti-falling device have high sensitivity，good reliability，simple configuration and easy to test，which can availably avoid the failing accident of the cage.The Fork trip with a double body is a three-tier telescopic fork, when fork is recovered, the length of its own is far less than the width of roadway, when accessing to goods, the fork is much longer than the width of roadway.Keywords：railroad aisle stacking crane three-tier telescopic fork security guards目次1 绪论 (1)1.1有巷轨道堆垛机的发展 (1)1.2有轨巷道堆垛机的类型 (1)1.3有轨巷道堆垛机的发展现状及特点 (3)2 有巷轨道堆垛机总体方案的确定 (5)2.1有轨巷道堆垛机功能分析 (5)2.2.立柱模块的设计 (7)2.3行走机构模块 (8)2.4起升机构模块 (9)2.5载货台模块 (9)2.6载货台断绳保护装置 (10)2.7货叉机构模块 (13)3 有轨巷道堆垛机基型产品设计 (14)3.1立柱模块设计 (14)3.2行走机构模块 (18)3.3起升装置的选择计算 (21)3.4货叉机构模块设计 (23)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)1 绪论1.1有巷轨道堆垛机的发展有轨巷道堆垛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。

巷道堆垛机是立体仓库中最重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。

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人货格或者取出货格内的货物运送到巷道口完成出入库作业[1]。

50年代初，美国首先出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。

此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。

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[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，巷道堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。

日本从1967年开始安装高度为25m 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40m 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2OO min /m (小载重量的堆垛机己达300min /m )，起升速度高达120min /m 货叉伸缩速度达50min /m [4]。

1.2有轨巷道堆垛机的类型按现行机械行业标准，有轨巷道堆垛机分类方式多种多样，如按支承方式、用途、控制方式、结构、运行轨迹等分类。

在目前立体仓库应用中，堆垛机最常见的是按结构形式和运行轨迹分类。

(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①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。

双立柱堆垛机的起升机构，普遍采用链条传动，由电机减速机驱动链轮转动，通过链条牵引载货台沿立柱或起升导轨作升降运动。

其结构如图1.1所示。

图1.1双立柱有轨巷道堆垛机②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堆垛机水平驱动装置一般安装在堆垛机下横梁上，通过电机减速机驱动车轮转动，使堆垛机沿水平方向运行，此种地面驱动方式使用最为普遍。

一般用两个承重车轮，沿铺设在地面上的轨道（通常叫地轨）运行。

通过下部两组水平轮沿轨道运行导向，在堆垛机顶部两组导向轮沿上轨道（通常叫天轨）运行辅助导向。

①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。

②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。

此种堆垛机通常叫做转轨堆垛机。

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。

因为不但场地要受到转弯半径的限制，而且转弯时速度特别慢，不能满足出人库频率高的立体仓库作业。

1.3有轨巷道堆垛机的发展现状及特点随着经济全球化步伐的日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日益增长。

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”[5]。

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。

随着面向高校和科研的物流实验室的纷纷建立，作为现代物流实验室的核心搬运设备---小型有轨巷道堆垛机得到了广泛的应用。

目前国内许多公司开始生产各种系列的小型有轨巷道堆垛机。

例如北京络捷斯特科技发展有限公司，生产的小型有轨巷道堆垛机可容纳托盘尺寸460×460mm，可承载重量15kg，定位精度为1mm。

这种小型有轨巷道堆垛机目前已经在清华大学、南开大学等30多所高校的实验室中广泛应用。

深圳市飞鸿科技有限公司生产的小型堆垛机额定载重量为15kg，采用PLC控制方式，也在高校中得到了广泛应用。

另外，国内还有其它一些公司进行小型有轨巷道堆垛机的生产设计。