淺析堆垛機貨叉機構設計

摘 要：隨著現代化大生產和新興網絡購物的發展，我國物流行業發展迅速，自動化立體倉庫的應用使得企業的生產物流速度大大提高。堆垛機是實現物資搬運的載體，它在高層貨架巷道中往返運動，將貨物存入或取出，從而實現物資的流動。因此堆垛機的研究對我國物流行業的發展都具有十分重要的意義。

關鍵詞：物流；堆垛機；貨叉機構

堆垛機的主要機械動作有：轉運車巷道運輸行走，貨物周轉箱自動提升下落，貨叉伸縮向立體貨架存物取貨。其中，貨叉的自動伸縮機構設計難度最大。

1 貨叉的主要結構

貨叉伸縮機構是堆垛機的主要工作機構，安裝在載貨臺上，其結構特點是能夠雙向伸出，以便向兩側貨格送入（取出）貨箱。縮回后，貨叉連同載貨臺一起隨大車在巷道內運行。貨叉根據其數量不同可分為單叉貨叉、雙叉貨叉和多叉貨叉。最常用的是前兩種，多叉貨叉多用于特長貨物的堆垛。

圖1 貨叉的結構簡圖

貨叉一般采用三級直線差動式伸縮貨叉，見圖1。貨叉裝置采用三級差動齒輪齒條結構，由上叉、中叉、下叉（固定叉）及起導向作用的滾針軸承等組成，以減少巷道寬度，且使之具有足夠的伸縮行程。貨叉的結構形式有兩種：齒輪—齒條方式和鏈輪—鏈條方式。由于齒輪齒條傳動平穩、結構簡單，緊湊，一般采用齒輪齒條傳動。

2 貨叉機構電動機、減速器的確定

貨叉電機的選擇是否合理將直接影響到堆垛機的運行效果。貨叉電機容量太大，將直接導致貨叉振動。容量太小，則不能完成裝載單元的存取作業。因此，應正確選擇貨叉電機十分重要。

已知條件：行走速度V=16m/min=0.27m/s，滾動摩擦系數μ=0.15，貨叉部分重力

W=6150N，貨重1200N。

行走阻力R=（6150+1200）×0.15=1102.5N

動力傳動效率η=0.9（齒輪減速電機）×0.9（鏈條）×0.9（齒條）=0.73

最高時速時需要動力：

P=1102.5×0.27/0.73=0.41kW

由于巷道的約束，貨叉裝置要求體積小，重量輕。故采用帶電機的擺線針減速器XWDY-0.75-8115-2。

3 最優貨叉伸縮速度

根據平均單作業周期與速度的關系，在貨架尺寸確定后，可采用下面的計算公式來選擇貨叉的速度。

圖2 貨叉升降臺應力分析

由應力分析圖可以看出，升降臺應力最大處集中在升降臺底面與立柱滑動接觸面的銜接處。因此應改善銜接處結構，盡量大圓角過渡，焊接去應力處理等以緩解應力集中現象。

5 結束語

文章對堆垛機貨叉機構的結構、電動機、減速器的確定、最優貨叉伸縮速度的選擇及貨叉升降臺變形進行了簡單的分析研究。闡明了了貨叉升降臺的最大應力集中地方，對貨叉結構優化設計提供了參考，對堆垛機的改型升級也有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]吉國宏.自動化倉庫堆垛機設計[M].北京：人民鐵道出版社，1979.