堆垛机电机功率计算及钢丝绳选择.docx
堆垛机电机功率计算及钢丝绳选择王建杰【摘 要】本文主要介绍了自动化高架仓库中堆垛机行驶装置电机的功率计算与选择确定的方法,除了考虑电机稳定运行的静功率外,还应考虑加速功率.同时,介绍了升降机构电机功率的计算以及钢丝绳的选择.【期刊名称】有色金属加工【年(卷),期】2023(042)003【总页数】3 页(P24-26)【关键词】堆垛机;行驶装置;电机功率;升降机构;钢丝绳【作 者】王建杰【作者单位】中色科技股份,河南洛阳 471039【正文语种】中 文【中图分类】TG333.3自动化高架仓库是一种无人工参与、自动地存储和取出物料的系统。高架仓库在国外兴旺国家钢铁厂和铝加工厂广泛使用，而且在国内越来越受到青睐。在铝加工行业中，卷材自动高架仓库主要用于从冷轧机和卷材退火炉生产线接收并储存铝卷， 然后再将卷材安排给必要的加工设备冷轧机、卷材退火炉和拉弯矫直生产线、切边生产线、纵切生产线、横切生产线以及涂层生产线等精整设备。1-行驶装置；2-轨道；3-动滑轮；4-升降平台及载荷 5-定滑轮；6-钢丝绳；7-升降机构图 1Fig.1堆垛机(如图 1 所示)是自动化高架仓库中的主要设备，本文主要介绍自动化高架仓库中堆垛机行驶装置电机的功率计算与选择确定的方法。行驶开头的同时，升降平台开头上升，当行驶停顿时，升降平台也升到最高位置停顿，以此打算升降速度和行驶速度。堆垛机加减速度时简洁使料卷倒塌，不易产生料卷倒塌的箱式托盘等的加减速度应在 1m/s2 以下，行走停顿前的爬行速度(即微动速度)宜为 4-6m/min(爬行行程因堆垛机总重量不同而异，约为 0.3-0.6m)。堆垛机的性能对自动化高架仓库系统起着重要的作用，堆垛机行驶装置电机功率的选择除了考虑电机稳定运行的静功率外，还必需考虑抑制移动质量和旋转质量所引起的惯性载荷所需的加速功率。本文还介绍了升降机构电机功率的计算以及钢丝绳的选择计算。升降机构用来实现物料的垂直升降，是任何起重机不行缺少的局部， 因而也是起重机最重要、最根本的机构。目前堆垛机大局部承受钢丝绳卷筒提升， 因此钢丝绳的选择计算也是至关重要的。1 堆垛机行驶装置行驶静阻力的计算堆垛机行驶装置的行驶静阻力由(1)式可以求出Fj=Ff+Fg+Fw (N)(1)式中， Fj堆垛机行驶静阻力 (N)； Ff行驶摩擦阻力 (N)；Fg坡度阻力，当轨道坡度不超过 0.5%时，可不计入 (N)； Fw室外风阻力(N)，即行驶时由风载荷引起的阻力，室内取 Fw=0(N)。(1) 行驶摩擦阻力包括车轮轴承的摩擦阻力和车轮面沿轨道的滚动摩擦阻力，以及导向轮沿轨道侧面的摩擦阻力。这三种阻力之和可用(2)式计算。(2)式中， G堆垛机自身净重(Kg)； Q额定起重总重量(Kg)； D车轮直径(mm)；K车轮沿轨道的滚动摩擦力臂(取 0.5mm)； U轴承摩擦系数；d轴承内径(mm)； f摩擦系数。(2) 行驶最大坡度阻力 Fg=K 坡(G+Q)g(N)(3)其中 K 坡由起重机设计手册查得。(3)行驶最大风阻力Fw=Cq(A1+A2)(N)(4)式中， C风载体型系数；q工作状态时的标准风压(Pa); A1运行局部的挡风面积(m2);A2起重物的挡风面积(m2)。由于堆垛机在车间内工作，所以取 Fw=0。2 堆垛机行驶装置电机的静功率计算行驶装置电机的静功率由(5)式求出。Pj堆垛机满载行驶静功率(Kw);v堆垛机最大运行速度(m/min);行驶装置总效率。3 堆垛机行驶装置电机起动过程的加速功率计算加速行驶时电机的动态功率，由(6)、(7)、(8)、(9)(10)式可以求出。(N·m2)(10)式中， Pd电机的动态功率(Kw)； n电机转数(r/min)； 1行驶装置的效率； Ta加速转矩(N·m)；J换算成对电机轴的旋转局部与直线运动局部的惯性矩 (N·m2)； 电机转轴的角加速度 (rad/s2)；R行驶装置的减速比； r行走轮半径(m)； 行走加速度(m/s2)；DG2电机转子同轴的旋转局部及直线运动局部的 GD2 的总和(N·m2)； 电机转子的飞轮矩(N·m2)；轴的旋转体的 GD2(N·m2)； nii 轴的转数(r/min)；Q0把直线运动局部马上堆垛机的行走装置旋转局部除外的堆垛机重量(Kg)1行走速度(m/min)。 4 堆垛机行驶装置电机的选择堆垛机行驶装置电机功率 P 应大于等于静功率与动态功率之和。PPj+Pd5 堆垛机升降机构电机的功率计算堆垛机升降机构电机的功率可以用(11)式算出。式中，P升降机构电机功率 (Kw)； W载荷和升降机构自重的总和(Kg)； 2升降平台提升速度(m/min)； 2升降机构的效率。6 钢丝绳的选择计算选用钢丝绳时，首先依据钢丝绳的使用状况确定形式，优先选用线接触的钢丝绳， 腐蚀性较强的场合承受镀锌钢丝绳，然后依据受力状况打算钢丝绳的直径。钢丝绳的受力状况比较简单，在工作中承受拉伸、弯曲、扭转、压缩等复合应力。除此之外尚有冲击载荷影响，因此很难准确计算。为了简化计算，设计一般承受如下两种计算方法。(1) 安全系数法，即算出钢丝绳的最大工作拉力 Smax，然后乘以安全系数 n(安全系数一般为：n=4-7)，得出绳内破断拉力 S 破，以此作为选绳依据，其公式为(12) 式。S 破nsmax (N)(12) 式中，S 破钢丝绳的破断拉力；n安全系数。依据算出的 S 破，在设计手册中，选取适宜的钢丝绳，使钢丝绳的实际破断拉力大于或至少等于 S 破。(2) 承受最大工作拉力法，即钢丝绳直径依据其最大工作拉力用(13)式求得。式中，d钢丝绳最小直径 (mm)； c选择系数； Smax钢丝绳最大工作拉力(N)。计算出的 d 值应依据钢丝绳的产品标准进展圆整，使其取为标准值。当缺乏钢丝绳的资料时，钢丝绳的最大允许工作拉力Smax(单位为 kN)可用以下阅历公式Smax 10d2 估算，式中 d 的单位用 cm。所选钢丝绳除应满足强度条件外，还应使卷筒或滑轮直径与钢丝绳直径保持肯定比值，这样才能保证钢丝绳有肯定的寿命。滑轮的直径大小对于钢丝绳的寿命影响较大。滑轮的名义直径是指滑轮槽底直径。为了保证钢丝绳有足够的寿命，滑轮直径应满足(14)式。D0ed(14)式中，D0滑轮直径 mm；d钢丝绳的直径 mm；e与机构工作级别和钢丝绳构造有关的系数，见表 1。表 1 系数 eTab.1 Coeffcient e 机构工作级别 M1 M3M4M5M6M7M8e16182023 425287 完毕语自动化高架仓库在现代仓储物流领域有着格外广泛的应用，堆垛机是其核心设备。因此,堆垛机中的行驶装置电机以及升降机构电机的正确选型是至关重要的。自动化高架仓库的成功应用，不仅大大地节约了人力和时间，同时也缩小了仓库的面积。这种集中的生产方式比旧的生产方式经济得多，成功地到达了稳定操作和提高产品 质量的目的。参考文献(1) 【日】吉国宏堆垛机设计，第一机械工业部第四设计院翻译组译，1979， 人民铁道出版社(2) 汪海涛冶金机械设计手册，2023，中国科技文化出版社
