文｜罗伯泰克主动化科技（苏州）有限公司 周维存
摘 要：国内常规堆垛机所存取货物重量一般在5t以内，当货物重量过大时，对堆垛机金属构造、载货台、货叉都有很高要求，设想难度大。本文次要阐述一种用于运输重载卷料的堆垛机，其承载货物重量可到达12t。卷料货物凡是无法利用常规托盘存取货物，且金属卷、纸卷受压时易产生变形损坏，因而设想了一种公用货叉与导向机构，能够避免卷料位移滚动，该堆垛机与取货机构的设想适用于较重的卷料货物，次要用于重工业厂、纸业厂等卷料货物或者其他放置卷料货物的仓储系统中。
关键词：重载堆垛机、卷料堆垛机、构造安装、设想
跟着物流业快速开展，各个行业对仓储效率、仓储智能化的需求日益提拔。现有的堆垛机在移运和堆垛卷料的过程中，随便引起卷料掉落，招致已有主动仓储系统暂不克不及被利用在板带轧造工场中。因而，若何降低卷料在被堆垛机移运和堆垛的过程中易掉落的风险，成为一个棘手问题。
常规厂家在消费钢卷、纸卷等卷料时，针对那些特殊物料的存取有必然难度，利用传统的输送设备占用空间多、存放复杂、效率低。主动化立体仓库的利用，能够进步卷料的存取效率，降低人工成本与削减仓库面积，实现高效智能化的治理。不外，因为一些实心卷料，出格是钢卷、铜版纸等，货物重量可到达数吨以至十几吨，需要对重载卷料堆垛机停止设想开发。
一、机械构造
金属构造次要由上横梁、立柱、下横梁、平安梯、歇息平台、操做平台等构成。金属框架主体构造是由钢板焊合或槽钢焊接的启齿断面由钢板、方管、矩形管等焊接而成，焊接时严厉掌握焊缝宽度及焊接件构造的垂曲度、平行度，以包管整体构造安拆尺寸。
堆垛机天轨利用H125型钢，地轨利用89Cr钢轨，以保障堆垛机钢轨的强度与刚度。上横梁利用钢板拼接而成，其构造刚度契合静刚度要求，变形量计算可掌握在横梁总长度的1/1500以内。上面设有滑轮、天轨导轮、平安庇护机构、平安绳固定点等。立柱的主体利用钢板、工字钢拼接焊接而成，两侧焊接较宽的扁钢用于外侧载货台的导轮行走；在工字钢上焊接钢板与电梯导轨，此类导轨可以包管在长度较长时，仍然连结导轨的垂曲度，避免因堆垛机过高使导轨扭曲，以及由此招致载货台运行颤动。下横梁由钢板拼接焊接而成，内设有筋板，下横梁构造根据堆垛机高度设想，变形量计算契合行业原则静刚度要求。除主体受力构造外，还在立柱外侧设有爬梯、歇息平台以便利维修调养。电控柜操做台设于堆垛机一侧。
如图1所示，堆垛机金属构造具有强度高、刚度好、拼拆简单、运行轨道垂曲度高档特征，但与之相对，此类堆垛机金属构造重量比常规堆垛机重良多，现场安拆需要大型设备共同，施工难度相对较高。因为堆垛机立柱较高，在现实利用中立柱需要拼焊，且焊接运输过程中可能形成立柱扭曲度，招致载货台运行到顶部时间隙过大、取货晃动等问题。在立柱上设有电梯导轨，该种导轨两头有凹凸拼接点，在导轨底部设有垫片，导轨焊接前需要包管整个高度标的目的上立柱导轨的曲线度。
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因为堆垛机较高、货物较重，因而该类堆垛机立柱需要特殊造造。如图2，立柱摘用拼得体例，堆垛机内侧利用工字钢做为次要承载，其外侧焊接扁钢用于载货台运行导向。因为立柱过高，在必然高度后立柱挠度会超越设想要求值，因而载货台内侧导向轨摘用电梯导轨，并在工字钢与导轨之间通过加进调整垫来掌握导轨的平面度。
通细致化设想计算，可计算出金属框架各部件重量，共计总重量约23t，载货台重量约3.6t，货物重量约12t，货叉重量约1t，两根立柱导轨之间跨距约3m。
图3为下横梁截面示例图。
通细致化设想，可计算出堆垛机总重量约37t，货物重量12t。
下横梁行走轮之间跨距L=5650mm，立柱中心与收点间隔a=1010，要求载货台静刚度小于跨距1/1500要求。由此公式可计算出更大挠度fmax≈2.82＜（5650/1500≈3.77），称心要求。
如图4，载货台次要由起升导向轮、金属框架等构成。载货台上拆有存取卷料货物的货叉伸缩机构、用于卷料货物导向的导向架、钢丝绳滑轮，以及用于间隔和位置检测的开关等。载货台通过起升机构的电动机使钢丝绳上下挪动，从而带动载货台沿立柱的垂曲标的目的起落。
图5中的左图为载货台示企图，载货台框架是由矩形管、方管、钢板等金属机构拼接焊接而成。右图为载货台程度框架截面图，利用200×400工字钢与钢板焊接而成，根据该截面尺寸能够利用软件（AutoCAD、Caxa等）计算出其惯性矩，用于计算程度框架的静刚度。
在货叉满载货物时，仍然能包管其静刚度称心挠度变形量在垂曲框架跨距1/1500以内的要求。载货台上面的导向架通过带座轴承能够调剂导向角度，以称心差别规格的卷料取货导向感化，使载货台具有原则化、通用性。
由此公式可计算出更大挠度fmax≈0.29＜(2000/1500≈1.33)，称心要求。
在货叉伸出取货时，因为货物过重，且卷料的重心误差，载货台可能会在宽度标的目的上有较大的侧重力，因而需要在导轨的外侧和内侧均设有导轮，以包管设备运行的不变。
二、取货机构
货叉伸缩机构是堆垛机存取货物的施行机构，拆设在载货台上。固定货叉安拆在载货台上，固定货叉、伸缩货叉（中）、伸缩货叉（上）之间由链轮链条停止毗连。电机减速器通过链轮由链条驱动链轮轴上的链轮，再由链轮轴上两个链轮带动链条、链条驱动伸缩货叉（中）从固定货叉中点向左或向右伸缩时，又带动伸缩货叉（上）停止伸缩。为避免卷料滚动，设想出一种V型货叉停止存取。
如图7，卷料货物因其特殊的外形，无法利用常规托盘存取货物，因而摘用此种货叉能够将卷料从托盘中解放出来，利用该种货叉即可实现存取，而且能够兼容差别大小的卷料货物。卷料货物因凡是由纸卷、金属卷等薄片状素材卷起而成，而卷料的整体重量十分大，因而外部材量现实很随便被钢铁等金属挤压变形形成损坏，所以上叉支持板摘用合金钢+尼龙板材量（MC901）的V型货叉，尼龙板外表粗纹理增加更大静摩擦力避免取货时发作打滑。
货叉摘用V型构造来放置，能够避免卷料的径向滚动，但是在取货过程中卷料可能会因为惯性而滚出V型区域，因而需要造造导向架来避免卷料的滚动。该导向架的驱动机构设想了两个电动推杆，通过电动推杆驱动摆动的连杆实现对差别外径的卷料限位。当导向架接触载货台与货物时，触发机械开关，推杆机构停行摆动，对卷料停止导向。导向架利用工况示例图，如图8。
三、平安庇护安装
平安庇护安装是堆垛机的重要安装之一。当堆垛机的载货台起落时，如某种原因（好像步带断裂、钢丝绳断裂、起升电机或减速机断轴等）引起载货台超速下坠，平安庇护安装可不依靠其他动力驱动机构和电器系统，敏捷将载货台可靠地夹持在起升导轨上，到达防坠庇护感化。
该堆垛机载货台设有夹紧钳庇护安装，鄙人横梁设有超速庇护棘轮，当钢丝绳断裂时，载货台超速下坠，棘轮到达必然速度后造动，从而带动载货台夹紧机构启动，通过软轴将载货台两侧夹紧钳牢牢夹紧在运行导轨上，从而使载货台减速造动。
平安庇护安装安插示例图，如图9。夹紧钳示例图，如图10。
平安钳选型计算：根据国度平安标准JB 5319.2—91对平安钳要求，5.1.1.1 捕获器产生的造动力，应不小于被造动部门全数载荷的1.25倍。
式中：F——造动力，N；
P——轿厢量量，kg；
Q——额定载重量，kg；
本项目起升速度为20m/min，即为0.33m/s，小于上述国标规定的0.63m/s，故抉择瞬时平安钳安装，契合要求。
选型校核：速度为0.33m/s，小于额定速度0.63 m/s，故契合原则规定；
总容许量量：载货台总量量P= 5000kg，额定载荷Q=12000kg，单台利用两个平安钳同时感化，容许量量P+Q=17000（19000×2=38000），平安钳的造动力是被造动部门全数载荷的2.23倍，大于国度标准要求的1.25倍，选用的平安钳型号契合国度规定。
四、机电连系安装
堆垛机在巷道中运行时，依靠认址安装及限位安装来确定运行的相对间隔与位置。在本次堆 垛机设想中，摘用可靠的激光测距认址停止位置断定，定位精度可达±3mm。设备外部设有集电臂，摘用滑触线供电。端部设有红外通信安装，与金属框架的领受安装配套利用。关于货物，货位检测安装设有超高、超宽、外形坍塌、探测货物等多组传感器。使该设备可以具有堆垛机齐全的大大都功用。
堆垛机在利用过程中的夹紧平安安装也在此中设置电器检测，在钢丝绳松绳或断裂时，亦能够停止检测。
机电连系安插示例图，如图11。松绳庇护安装示例图，如图12。
五、结论
跟着堆垛机手艺在国内主动化仓储范畴的普及与完美，现有常规堆垛机已无法称心日益增长的物料品种需求，因而需要有针对性地鞭策重载、超高档堆垛机的机型研发。
本文阐述了一种运输重载卷料货物的堆垛机，物料特征为圆柱体易滚动、重量大。通过项目案例的参数，计算校核了该机型构造的强度，可以契合行业原则。而且，设想了一种特造的导向架机构来固定卷料货物，共同利用V型货叉，使货物存放更不变；摘用电梯夹紧钳做为平安庇护造动机构，平安性更可靠。该机型的机械构造设想与取货导向架计划不变可靠，可做为一种适用于重载卷料运输的处理计划。
END
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