毕业设计（论文）-简易码垛机的设计（简易升板机设计）.doc

简易码垛机的设计

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1简易码垛机的现状及特点

码垛技术是物流自动化技术领域的一门新兴技术，近年来，国外码垛技术特别是机器人码垛技术获得了前所未有的发展，机器人码垛的柔性、处理速度以及抓取载荷在不断地升级，应用场合在不断地扩大。具有自动化、智能化、高效率、控制可靠、运行平稳、价格低廉的特点，提高了码垛质量和码垛速度，适合于广大企业推广使用。

码垛机在混凝土砌块生产企业中是将刚成型的混凝土砌块输送至小叉车或者可旋转升降轨道车的专用设备。码垛机往返托起托板，一个工位最多可以叠七板砖，实现这一环节的机械化，就可以在一定程度上减少砖的破损率。国内外已有投入使用的液压式及链条式码垛机，但是由于液压式与生产成本比较高，且一旦机器出现故障，需要维修工人的液压专业素质非常强，维修成本相当高，而链条式成本相对来说也很高，且故障频繁，一些养护和维修都会给企业造成一定的损失。

本课题的简易码垛机是针对小型混凝土砌块生产企业而设计的，在满足使用性能的前提下,对液压式与链条式的码垛机做进一步的结构简化，它制造成本低，投资小，并可以稳定、安全，无损的将成型的混凝土砌块由链条送转机送至运输设备上。

2码垛机整体的结构

2.1设计背景

混凝土砌块是目前新型墙体应用最广泛的一种新型墙体材。混凝土砌块生产设备的流程为：上料机→搅拌机→皮带输送机→成型→送砖→码垛机→子车→重摆渡车→升养护→成品→出厂。码垛机机械部分的零件加工目前还处于初级阶段，一般加工精度和质量还比较差，因此投产后维修工作量较多，使用寿命较短特别是对动作频繁的专用零部件，还缺少专用设备进行批量加工生产的条件，所以对于一些刚刚起步的小型企业来说，生产混凝土砌块用传统的链条式或液压式码垛机会给企业造成一定的压力，因为链条式或液压式码垛机的生产成本相当的高，而且维护起来要求工人的专业素质非常强。而本文设计的混凝土砌块成型后码垛机的设计具有升降方便、结构简单、性能可靠、无噪音、无振动等优点。即对混凝土砌块生产线上的码垛机进行改进。砌块主机生产一板混凝土砌块时，链式输送机把这板半成品砌块(含托板)输送到码垛机，码垛机提升一个单位高度。码垛机将砌块成品搬运到送垛机，当码好一定层数时，送垛机开始工作，将砌块成品送到叉车搬运地点，等待叉车将砌块成品运送到砌块堆场以便出售。码垛机是由电动机带动带传动将动力传送至蜗杆减速器，通过蜗杆减速器的减速将动力传利用链传动来带动卷筒轴以及卷筒的正反转，从而使钢丝绳带动升降架升降实现往返托板，而托爪的分离与合拢的通过砌块与板对托架的压力来产生的摩擦力实现的。

2.2托架的整体结构及尺寸设计

2.2.1托架结构与尺寸设计

根据设计任务托板尺寸参数要求：托板尺寸（960×530×40）mm；每板垛两排28块，标准砌块尺寸（240×115×53），由托板尺寸可知，

托架的长：L=托板的长+（托抓长度-150×2）=960+2（280-150）=1280mm；

托架的设计机构及尺寸如下图所示

图11、2、3、4.托架方钢

托架上装托爪，托爪的分离与合拢来实现码垛机码放托板的功能。

托架在机架的导柱上上下移动时是由4个导轮在行走架上的导柱上移动来实现的。考虑到轮子在此没有承受太大的载荷，而且转速不是很高，所以在设计时可以不考虑强度计算，根据行走架上的导柱尺寸设计导轮和导轮轴的尺寸如下[1]:

图2导轮轴的设计尺寸图3导轮设计尺寸

2.2.2托爪结构与尺寸设计

托爪的设计是本次设计的关键部分。通过托板（含砌块）从链条输送机到托架上撞到行程开关时，码垛机托架带着托板（含砌块）开始下降，同时托板（含砌块）对托架的压力会使得托板与托架之间产生摩擦力，使得托架上的弹簧处于压缩状态。当托架带动托板（含砌块）完全下降到机架的支架上时，托板对托架产生的压力消失，从而弹簧要恢复原来的状态。弹簧恢复原状产生的弹力使得托爪上的分离轴分离。此时，托板（含砌块）就会码放在机架的支架上，码放过程结束。此时，托架会撞到另外一个行程开关，使得电动机反转带动托架上升同时托爪合拢，上升到指定位置后接着下一次循环。设计托爪的结构及尺寸如下：

图4托爪

托板（含砌块）产生的压力为：

砌块的质量M=28×3.5kg=98kg

总质量=砌块质量+托板质量=（98+12）kg=110kg

所以托板（含砌块）对托架所产生的压力为F=110kg×10kg/N=1100N。

托爪在分离与合拢时弹簧所产生的弹力，其受力简化形式如下图所示：

图5托爪受力示意图

假设分离轴与托架上的套筒在工作过程中的接触面积如下图所示：

图6摩擦接触面积

图中可以看出接触面积为分离轴圆柱面积的1/3因此摩擦接触面积

所以轴套与分离轴之间的摩擦力

式中为摩擦系数，F即为托板（