有轨巷道堆垛起重机设计机械部分[范文]

1 绪论 

1.1 研究背景

自动化立体仓库因具有空间利用率高、工人劳动强度小、出入库迅速准确、便于实现物流信息联网等诸多优点，被广泛应用于汽车、电子、医药、邮电等领域。巷道式堆垛机是整个智能化仓库物流系统存储与运输的中心节点，堆垛机的运行稳定与否直接影响着自动化货仓的运行状态。通常人们按照堆垛机立柱的数目将巷道式堆垛机分为单功率立柱巷道式堆垛机和双向立柱巷道式堆垛机两种形式，但其结构一般均由起升机构、能激行度走跨机构、货叉伸法缩机构、控制机架以及电有气限部分等组成发。

堆垛机驱动轮受力简图

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外巷道堆垛机发展历史

自动化物流仓储的发展大致经历了人工仓储、机械仓储、自动化仓储、集中化仓储以及智能化仓储这样五个阶段。目前我们正处在集成化仓储阶段。早在1959年，美国就在阿尔阿坝州建立了世界上第一座自动化立体仓库，并配备有桥式堆垛起重机承担货架到巷道口之间的货物存取任务。这种堆垛机一般都是中小跨度，在22.5m以下，且主要适用于高度12 m以下的仓库。因此随着立体化仓库规模的逐渐扩大，和货架高度的不断提升，桥式堆垛起重机逐渐被专门设计用于立体仓库的巷道式堆垛机取代。1960年左右，美国出现了没有大梁的巷道式堆垛机，这种堆垛机具备天轨和地轨两条轨道，一般一条轨道用于承受载荷引导堆垛机行走，另一条用来防止倾倒。我国的自动化仓库起步较晚，第一台真正意义上的自动化立体仓库由北京机械工业自动化研究所研制成功，1980年在北京汽车厂投产。

巷道式堆垛机的工作效率评价因素包含行走速度、起升速度、取货速度、稳定性、定位准确度以及振动特性。其中水平行走速度是影响堆垛机工作效率的关键因素，早期的巷道式堆垛机主要依靠机械式速度控制，限制了堆垛机的高速化。80年代后期，变频器技术发展迅猛，变频器速度控制方式被用于巷道式堆垛机的速度控制，实现了大幅度的速度提升。1999年巷道式堆垛机在高速化的基础上发展出了高加减速技术，开发了SA21模式，该模式实现了无冲击的平稳速度控制，由于抑制了加减速和停止时堆垛机的振动，使各动作间的无效停滞时间缩短，从而实现了高效能化。2004年国际物流综合展览会上推出的超高效能巷道堆垛机“H-V1”,水平运行速度500 m/min，加速度0.5G，处理能力每小时500箱。目前，日本的冈村、KITO、村田、大福等公司都推出了行走速度达300 m/min、升降速度达100 m/min以上的超高速堆垛机,国产堆垛机的运行速度一般在80-120 m/min左右，制动性差，最高运行速度仅为160 m/min，较国外先进水平还有一定差距。

1.2.2 国内巷道堆垛机技术的研究现状

目前对于堆垛机的研究主要集中在三个方面上：

（1）对堆垛机机械结构的优化研究

（2）对堆垛机路径优化策略的研究

（3）对堆垛机控制系统的研究

有轨巷道堆垛起重机参数

重庆大学的李坚在其硕士学位论文中首次将多体系统仿真的概念引入堆垛机动态研究中，并提出了利用基于三次曲线的加速度控制方法来减少立柱摆动，该文的分析还仅停留在理论研究阶段，未进行相关的实验验证。其所用分析工具过于专业，不适用于一般工厂使用。

东北大学的辛常青在其硕士论文《自动化立体仓库堆垛机的力学分析与运动仿真分析》中通过建立堆垛机立柱的振动模型，对堆垛机在多档调速控制和S型曲线控制条件下运行时振动引起的立柱的挠度变化进行仿真，对比堆垛机立柱的挠度变化，得出S型速度控制比三级减速控制在减小立柱变形量、提高运行效率、减少对堆垛机冲击次数方面优势明显。

大连交通大学的于燕的硕士论文分析了双立柱堆垛机的静态应力并进行了模态分析，未进行各工况下的堆垛机结构分析。

苏州大学的章真雄在其硕士论文《40 m高单立柱巷道堆垛机结构设计与分析》中，针对40 m高堆垛机的典型工况进行了分析，并探讨了提高堆垛机动态性能的方法，其在有限元分析的过程中引入惯性力，建立堆垛机结构在典型工况下的惯性力系，将动力学问题简化为静力学平衡问题，降低了计算难度。

昆明理工大学的万欣欣通过对堆垛机的力学模型、有限元模型和多体动力学模型的建立，分析了正常工况和极端工况下的动态响应，并采用基于Blackman-Tukey方法对轨道不平顺进行数值模拟，分析了堆垛机在不同粗糙度和速度作用下的动态响应。

王凌琳，袁庆霓，吕健等人通过运用ANSYS有限元分析软件对上立柱巷道式堆垛机进行仿真，得到了堆垛机所受应力和结构变形情况，识别了堆垛机结构的薄弱环节，提出了综合改进方案。

1.2.3 国外巷道堆垛机技术的研究现状

国外在巷道式堆垛机方面所做的研究主要集中在对堆垛机路径优化策略的研究和对堆垛机控制系统的研究。同时，国外的研究重点开始从单元式托盘货物的仓储研究转向以穿梭小车为核心的新型自动化立体仓库，这一仓库的特点是不使用托盘仅依靠纸箱或物料箱进行搬运，极大的提高了货物的存储密度和出入库效率使整个仓库具有可扩展性。

论文写好后想知道重复率是多少？点击“知网论文查重入口”直连中国知网查重检测系统