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同步带驱动在高速高加速堆垛机中的应用

时间：2022-12-29 16:30:30 下载该word文档

龙源期刊网http://www.qikan.com.cn同步带驱动在高速高加速堆垛机中的应用作者：任雷张强东陈世海来源：《科学与信息化》2017年第21期摘要目的：分析堆垛机水平行走的驱动方式，针对高速高加速堆垛机行走驱动机构的缺点，通过改变水平行走的驱动方式，获得更好的加速性能和使用寿命。方法：分析堆垛机水平驱动方式，提出新的驱动方法。结果：侧轮同步驱动方式，能够达到比较高的加速性能，但是由于正压力过大，对驱动轮寿命影响大。改变为同步带驱动方式来驱动堆垛机水平行走，分析并得出同步带驱动结构的优势。结论：同步带驱动方式，不仅能够脱离摩擦传动劣势，而且延长了驱动机构的寿命和稳定性，对高速高加速堆垛机的研发有一定的借鉴意义。关键词巷道式堆垛机；高加速堆垛机；同步带驱动引言由于厂房占地面积、高度等限制，以及生产工艺和物流节拍的新要求，客户对堆垛机的效率需求越来越高，所以传统的速度和加速度远远满足不了新的工艺和节拍的要求。提高堆垛机效率，就必须提高堆垛机运动的速度以及加速度。文章就双立柱堆垛机的水平驱动形式进行介绍和分析，提出同步带驱动形式的驱动方式，并对其结构进行分析对比，设计出同步带驱动的水平行走驱动方式。1堆垛机水平行走驱动方式介绍[1]笔者以双立柱堆垛机为例分析，如下图：1.1单轮驱动形式单轮驱动的方式最为常见，其结构简单，运行稳定可靠，容易控制。通过以上计算可得出单轮驱动的堆垛机允许达到的最高加速度。通过实例计算，以一台高度为8m，重量为2T的堆垛机，采用单轮驱动，能够支持的最大加速度为0.6m/s2。1.2双轮驱动形式双轮驱动的结构就是两个车轮都是驱动轮，在水平加速和减速运动时，两个车轮同时驱动，以便于获得更大的加速度。为保证堆垛机有较好的动态性能，使车轮不打滑，必须保证其中一个车轮的附着力要>0
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn通过实例计算，以一台高度为8m，重量为2T的堆垛机，采用双轮驱动，能够支持的最大加速度为0.85m/s2。1.3侧轮同步驱动形式即通过两个车轮夹持在轨道上，通过机械弹簧的办法获取更高的摩擦力，用来获得更大的加速度。如下图。为保证堆垛机有较好的动态性能，使车轮不打滑，必须获得足够大的摩擦力来获得更高的加速度。以获得加速度为3m/s2；摩擦系数μ=0.2为例，每个聚氨酯车轮的正压力F=7.5km；虽然可以获得比较高的加速度，但是驱动车轮承受到非常大的载荷，聚氨酯车轮的寿命会大大降低，而且车轮磨损后，涨紧力还需要经常调整，使用维护都比较麻烦。2同步带驱动方式的分析单轮驱动方式和双轮驱动方式，在加速度上不能满足实际高加速的使用要求，而侧轮同步驱动方式，聚氨酯车轮承载过大，导致寿命降低的问题。为了解决以上问题，提出了同步带驱动方式，即通过使用Ω同步带驱动来驱动堆垛机，原理图如下。由于是同步带驱动，不会产生打滑，所以同步带的受力研究只对其承载能力和同步带刚性进行研究即可。同步带驱动需满足同步带驱动承载，也须满足同步带驱动时刚性变形通过同步带驱动的方式驱动，完全避开了采用摩擦驱动的劣势，可以用来获得更高的加速度。但同步带驱动也有以下局限性：长距离驱动会导致同步带刚性差，造成控制精度降低，一般应用于轨道长度小于60m的立体库，超过这个极限数值，控制精度会大幅下降[2-3]。3结束语经过对堆垛机的几种驱动方式的分析和计算，只有侧轮同步结构能够满足高加速度的要求，但是却带来了驱动轮承载过大，寿命降低的影响，有一定的使用局限性，通过同步带驱动形式，既能够提高堆垛机的加速度到比较高的水平，又避免了摩擦传动带来的打滑、磨损和使用寿命的问题，是一种更加可靠有效的驱动方式。注：m：堆垛机总重量；
龙源期刊网http://www.qikan.com.cnf：天轨对堆垛机的摩擦力；a：堆垛机允许运行的最高加速度；k1：附着力安全系数；k2：安全系数；μ：侧向轮与轨道之间的摩擦系数。参考文献[1]张质文.起重机设计手册第二版[M].北京：中国铁道出版社，2013.[2]徐正林，刘昌祺.自动化立体仓库实用设计手册[M].北京：中国物资出版社，2009.[3]刘昌祺，董良.自动化立体仓库设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

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