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高位堆垛架的稳定性分析
编辑:南京新标特仓储设备有限公司   发布时间:2018-05-29

  本文结合有限元模拟软件对堆垛架进行静力学和模态分析,提出减小共振提高堆垛车稳定性的方法,为了有效防止堆垛共振、保证堆垛车的平稳性提供设计依据。

  巷道堆垛车作为自动化立体物流仓储系统的重要组成部分,穿梭于狭窄的巷道中,负责将货格内的货物取出运送到巷道口,或者将巷道口的货物运输到货格内,需准确、快速、安全平稳地存取货物。因此,对于其平稳性方面有非常严格的要求。巷道堆垛车的整机由于受到使用场合的限制,其结构高而窄,宽度普遍较小,门架等结构件要有较高的平稳性,以保证运行安全可靠。

  一、堆垛车的基本结构

  门架是堆垛车的框架,主要由上横梁、下横梁和立柱组成,其平稳性至关重要。在堆垛车的框架上安装有行走机构、升降机构和货叉机构等。

  行走机构主要由电机提供动力,通过减速器输出将动力传递给驱动轴,驱动轴带动车轮前进,在巷道中完成水平运行。升降机构由电机提供动力,经由减速器,带动卷筒和钢丝绳完成升降运行,此外,为了保证安全,升降机构还配有防落装置。货叉机构负责完成堆垛车的存取货物工作,主要有电机、货叉伸缩机构等部件。目前,常用的堆垛车的3D结构简图,如图 1。

  二、堆垛车的静力学分析

  静力分析是研究堆垛车平稳特性的基础,它主要是通过有限元法分析设备零部件在固定载荷作用下的变化。静力分析可以用来计算固定的惯性载荷作用下,设备零部件的变形等问题,还可以将随时间变化的载荷等价转换为近似的静力载荷进行分析。结构静力分析可以得出设备零部件在静力作用下的位移变化,可以更好地了解载荷对设备零部件的影响。

  门架是立体仓库堆垛车各机构的合成部分,承载着每个机构的静动载荷,是堆垛车的框架,门架的平稳性是立体仓库堆垛车工作寿命和平稳性的保证,也是立体仓库堆垛车保持平稳的基础。故欲研究堆垛车的平稳特性,就要先从门架入手。在堆垛车的载货台中心处加垂直方向的载荷。得到的变形和应力图其静力学分析。

  当堆垛车受载荷时,载货台部分除了与左右立柱连接处外,都发生变形,堆垛车其他部分非主要承载件,只是立柱与横梁相连的地方传递力和变形,当载货台受限制不发生变形的地方,此位置的作用载荷情况复杂,载荷值较大,本应是变形大的地方,但又是约束条件施加位置的附近,限制了立柱的变形,因而应力集中比较严重。经验表明,这个位置也正是载货台最易出现裂纹的地方。另外在上横梁和下横梁与立柱的连接部分也是应力较为集中的地方。

  三、堆垛架的模态分析

  模态分析是研究堆垛车动态特性的最常用方法,对堆垛架的模态分析,可以获得能够引起共振的频率,并能够直观地观察到门架对应于每一个频率的振动形式。根据以上所建的模型,采用有限元模拟,设置10阶模态进行求解,得到其固有频率,如表1。

  根据堆垛架的固有频率,可以选择规避驱动电机、减速器、车轮等工作部件的运行频率,使这些运动部件的工作频率不在堆垛车门架的工作固有频率区间,因此门架不会产生共振,堆垛车的平稳特性良好。

  四、小结

  本文以立体仓库所用堆垛车为研究对象,对其堆垛架平稳特性进行分析,通过有限元分析软件对堆垛架进行结构静力分析,为改进门架结构强度提供依据,通过模态分析为设计选型运动部件避免门架共振,提高堆垛车的平稳性提供保障。

 

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