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1、堆垛机水平运行机构的设计,一、水平运行机构的布置形式,水平运行机构由电机、减速机、车轮组、缓冲器等组成。它的布置形式多种多样，图1采用的是一般卧式减速器。图2采用套装式减速器，与车轮组安装时较简便，并能使运行机构的总体布置紧凑。,二、车轮直径的确定,现在国内运行机构的运行速度一般取4080m/min，车轮直径主要根据疲劳计算轮压选取，其计算公式为: 式中:Rc疲劳计算轮压(N);Rmax堆垛机正常工作时某轮的最大轮压(N); Rmin堆垛机正常工作时该轮的最小轮压(N);； Fc车轮许用轮压(N)。,但随着使用时间的增长，轨道头部被磨损，车轮与轨道将逐步成为线接触。此外，P24一P50钢轨头部
2、的曲率半径都是300mm，即不论选用何种型号的钢轨，按线接触计算， Fc公式为:Fc=C1C2DLK1 式中:C1转速系数(按表1选取);C2工作级别系数(按表2选取);D车轮直径(mm);L车轮与轨道接触的有效长度(mm);K1一与车轮材料有关的许用接触应力常数(按表3选取)。,由此可得车轮直径的,三、运行机构的计算,1、运行静阻力运行静阻力包括车轮轴承中的摩擦阻力和车轮踏面沿轨道的滚动阻力;由于水平运行时偏斜总是不可避免的，因此还有导向轮沿轨道侧面的附加摩擦阻力。这三种阻力之和可用下式计算:,式中:Ff运行阻力(N);G0堆垛机自重(kg); Gn额定起重量(kg);D车轮直径(mm);K
3、一车轮沿轨道的滚动摩擦力臂，通常K取0.5mm;U=0.015一0.02(滚珠式和滚柱式取小值，锥形滚子式取大值);d一轴承内径(mm);f摩擦系数。,2、初选电动机在选用电动机以前，应先确定水平运行机构按短时重复工作制决定的接电持续率Jc值见表 。,按照满载运行选取电动机的静功率Pm:式中:Pm静功率(kw);V堆垛机的运行速度（m/min); 0机构的总效率; 设0=0.8。,加速时所需功率载荷转矩：MN=Pm*9550/Nm（Pm单位为KW时，Nm为1450）载荷转动惯量：JM=91.2*(G0 + Gn)*(V /Nm)*2kgm2带载加速功率：PBL=(G0 + Gn)*a*V /(
4、1000*)kW a是平均加速度,初选电动机的制动力矩:式中:MB制动力矩(Nm);一平均角加速度(rad/s2);J机构旋转件的总转动惯量(kg.m2);ML负载力矩，ML=FfV/628n(Nm n电动转速(r/min); JM电动机的转动惯量(kgm2);JL一将不同轴上的所有运动件的惯量转换到电动机轴上的等效转动惯量，JL=FfV/39.48n (kgm2);tB制动时间(s)。由静功率Pm和制动力矩MB:来初选电动机型号。,例如：电动机带动一个转动惯量为J=50kg.m2的系统做定轴转动，在0.5秒内由静止开始最后达到120转/分的转速，假定在这仪过程中转速是均匀增加的，求电动机对转
5、动系统施加的力矩？ 解：动力学：M=J ，M力矩，J转动惯量， 角加速度 运动学：w= t，w末态角速度，t时间 代入计算： w=120转/分=120*2pi/60s=4pi弧度/秒 (换算到国际单位制) =w/t=4pi弧度/秒/0.5秒=8pi弧度/秒2 M=50kg.m2*8pi弧度/秒2=400piNm=1256Nm,3、初选减速器,先决定速比i: i=nD/（1000 x V）。计算载荷按起动工况确定:Fe=Ff+Fg式中:Fg堆垛机起动时的惯性力(N); Fg=(G0+Gn)V/588.6ta，此处ta为满载起动时间，常取68s。减速器的计算输入功率:PJ=FeV/（1000 x0
6、 ) (kw),3、初选减速器,求得上述速比i和功率PJ，可选出水平运行机构的减速器。在选出以后，将所选的减速器的i值代入i=nD/1000 xV反算运行速度V，如果V不符合设计要求，应重选减速器型号。,4、验算起动时间与起动平均加速度,1）启动时间:式中:Mtm如一电动机平均起动力矩(Nm);Mm满载运行时电动机静阻力矩(Nm)，Mm=FfV/2 n0;GDe2电动机转子飞轮矩（kgm2);K其他传动件飞轮矩影响的系数，换算到电动机轴上可取1.11.2。,4、验算起动时间与起动平均加速度,电动机平均起动力矩，鼠笼式电动机按下式计算:Mtm=(0.7一0.8)Memax式中:Memax电动机实
7、际最大力矩(Nm);Memax=(0.7一0.8)1MN，其中: 1电动机最大力矩倍数(查电动机样本)，MN电动机的额定力矩(Nm)，MN=9550Pn/n(Nm)，其中:Pn电动机的额定功率(kw)。起动平均加速度:aA=V/60ta(m/s2）0.7m/s2,5、验算停车精度,根据制动电动机的制动力矩，计算制动时间tB，单位为(s)。式中: MBr电动机的制动力矩，查电动机样本。,5、验算停车精度,制动距离:SB=(V/60)(t2+t2/2)1000 (mm) 此处t2为电动机制动器的释放时间(s)(查电机样本)。停车精度:xB= SB 10(mm);此处 为经验值 =0.12。,6、电
8、动机过载验算,式中:s平均起动转矩倍数，鼠笼式取0.9M； M:电动机启动过载系数，从产品样本中查得。,7、电动机发热验算,Pe25 rPst式中:Pe25电动机在JC25%时所需要的额定功率(kw)。式中:PJc所选电动机的额定功率(kw); Jc选电动机的Jc;系数见表6;r系数见图3。,以上电动机三项验算只要有一项不通过，均应重选电动机并重新验算，直至通过为止,8、主动轮打滑验算,式中:U0一粘着系数，取U0=0.15;Nt主动轮的总轮压(N)。,9、选缓冲器,缓冲器容量T按下式计算:T=(G0十Gn)V02/(2x9.81)Nm式中:V0碰撞瞬时速度， V0 =(0.50.7)V/60 m/s;所选缓冲器的缓冲的容量Tn应满足TnT的计算公式。,作业：某立库堆垛机，参数如下：自重：G04800kg载重： Gn700kg提升重量：mL=1200kg水平最大速度：Vmax180 m/min=3m/s水平加减速率：a0.6m/s2，垂直最大速度：Vmax48m/min=0.8m/s行走轮径：D=300mm 轴径：d=60mm摩擦系数f=0.002，机构效率为90%计算水平和垂直电机的功率。,知识回顾Knowledge Review,
