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1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）自动化立体仓库堆垛机设计DESIGN OF STACKER CRANE FOR AUTOMATIC WAREHOUSE20012年6月西南交通大学本科毕业设计(论文) 第V页摘 要有轨式巷道堆剁起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆剁机。堆剁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入货格，或是取出货格内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剁机的立体仓库，不久便广泛应用于各行业和地区，有的已经形成系
2、列化，据不完全统计，到目前已建成三百余座。随着现代工业生产的发展，有轨巷道堆垛起重机的技术也在不断提高和完善。世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上，更加注重实用性和安全性。如今，自动化立体仓库及堆垛机已成为企业生产管理不可获缺的重要组成部分。本文从实际问题出发，以现有设备为依托，先确定出堆垛机的总体结构及各部分的结构草图，然后运用理论力学、材料力学、机械设计、制造技术等专业知识，并查阅相关设计手册，对其机械部分进行了详细的设计计算，包括：机架、行走机构、提升机构、载货台和货叉伸缩机构。设计过程中，以实现堆垛机的机械性能为目的，在满足其强度、刚度、运行稳定性等要求的
3、前提下，综合考虑结构的合理性和所选材料的经济性，力求达到高质量、低成本。关键词 自动化 立体仓库 堆垛机 结构设计AbstractTrack Tunnel-Stacker Crane is developed by a special crane with the emergence of three-dimensional warehouse, usually referred to as stacker crane. Stacker crane is the most important lifting and transportation equipment in a three-dim
4、ensional warehouse, and is one characteristic of three-dimensional warehouse. Its main use is orbit along the roadway in tunnel of high-rise warehouse, put the goods that be located at the mouth of the tunnel into the shelves, or take out goods and delivered to the tunnel mouth, complete the storage
5、 operations. At the early 70s of 20th, China started to develop the three-dimensional warehouse with stacker crane, and soon have be widely used in various industries and regions，some have formed serialization. According to incomplete statistics, more than 300 warehouses have been completed now. Wit
6、h the development of modern industry, the technology of stacker crane is being improved. All the worlds major industrial countries focus on the development of new products with reliable performance and the use of high-tech，and pay more attention to the practicality and safety. At present, automatic
7、three-dimensional warehouse and stacker crane have become an important component of production management.This paper starts from the practical problems, and bases on existing equipments. Firstly confirm the overall structure of stacker crane and the draft of parts of the structure. Then use Theoreti
8、cal Mechanics, Material Mechanics, Machine Design and Manufacturing Technology, and according to relevant design manuals, elaborates on its machinery parts, including: Rack, Running Mechanism, Lifting Mechanism, Loading Stations and Telescopic Fork Mechanism. In the design process, considering the r
9、ationality of structure and the economy of the selected materials in order to achieve the mechanical properties of stacker and request of strength, stiffness, running stability, attempt to reach the aim of high-quality, low-cost.Keywords AutomaticThree-Dimensional Warehouse Stacker Crane Design of S
10、tructure目 录第一章 绪 论11.1自动化立体仓库概述11.2自动化立体仓库的发展11.3发展自动化立体仓库的必要性21.4自动化立体仓库中的堆垛起重机41.5巷道式堆垛起重机的结构及设计要点51.5.1 机架51.5.2行走机构51.5.3提升机构51.5.4载货台及货叉51.5.5电器设备61.5.6安全保护装置6第二章 堆垛机机架的结构设计72.1 自动化立体仓库的结构尺寸及运行条件72.2 机架设计概述72.2.1机架设计应满足的一般要求72.2.2 机架的设计步骤72.3 上导轨设计92.3.1 导轨类型的确定92.3.2 导轨材料的确定92.3.3导轨截面形状的确定92.4
11、 上横梁设计112.5 立柱设计142.6 下导轨设计192.6.1导轨类型的选择192.6.2滚动直线导轨副的结构与特点192.6.3 滚动直线导轨副的计算20第三章 行走机构的设计253.1 电动机的选择253.1.1选择电动机应综合考虑的问题253.1.2电动机的选择253.2 传动装置的设计263.2.1 传动方案的确定263.2.2 第一级减速齿轮副的计算283.2.3 第二级减速齿轮副的计算323.2.4 齿轮齿条副几何尺寸的确定及计算363.2.5 轴的计算373.3 行走机构结构图42第四章 提升机构的设计434.1 电动机的选择434.2 传动滚子链的设计计算434.2.1滚
12、子链几何尺寸的计算434.2.2 滚子链静强度计算444.2.3 链轮几何尺寸计算454.3提升滚子链的设计计算474.3.1滚子链几何尺寸的计算474.3.2链轮几何尺寸的计算48第五章 载货台与货叉伸缩机构的设计495.1 电动机的选择495.2 传动机构的计算505.2.1 圆锥齿轮副的计算505.2.2 齿轮齿条副的计算535.2.3 传动轴的设计575.3导轨与叉板的设计595.3.1导轨的计算595.3.2 板件尺寸的确定605.4载货台结构图61结 论63致 谢65参考文献66附录 毕业实习报告67西南交通大学本科毕业设计(论文) 第67页第一章 绪 论1.1自动化立体仓库概述自
13、动化立体仓库是物流系统中的重要组成部分，它是在不直接进行人工处理的情况下能够自动地存储和取出物料的系统。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。自动化立体仓库（AS/RS）是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆、桥架、配电柜、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，通过以上设备的协调动作，按照用户的需要完成指定货物的自动有序、快速准确、高效的入库出库作业。1.2自动化立体仓库的发展
14、立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产力和技术发展的结果。50年代初，美国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，出现了由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。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，目前已成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，于1963年研制成功第一台桥式堆垛起重机（北京起重运输机械研究所机械部），1973年开始研制我国第一座由计算
15、机控制的自动化立体仓库，该仓库1980年投入运行。到2003年为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的出入库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，现今已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。自动化立体仓库应用范围很广，几乎遍布所有行业。在我国自动化立体仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。1.3发展自动化立体仓库的必要性自动化立体仓库相对于以往的仓储设备，具有以下几个方面的优势：一、提高空间利用率早期立体仓库的构思，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地资源。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些企业甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体仓库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库空间利用率为普通平库的25倍。这是相当可观
