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摘要：現代化物流設施設備的應用，可以為物流過程的高效性、物流服務的優質性與物流成本運營的低成本提供幫助。本文從物流碼垛機的總體方案入手，對物流碼垛機的機械設計與優化問題進行了探究。

關鍵詞：物流碼垛機；總體方案；傳動方案；安全保護裝置

碼垛機在物流行業中發揮著重要的作用，在自動化立體倉庫應用于現代物流系統以后，碼垛機可以發揮出便于物資運輸，提升物流系統運行效率的作用。對物流碼垛機的機械設計和優化問題進行分析，有助于物流事業的發展。

1物流碼垛機的總體方案設計

1.1碼垛機的參數設計。物流碼垛機的總體方案設計是物流碼垛機設計工作中的重要內容。它涉及到了碼垛機的參數設置、結構總體布局和功能方案設計等多種因素。根據物流碼垛機的實際情況，此類設備的基本參數主要包含有以下內容：一是碼垛機的額定提升重量；二是碼垛機的提升高度；三是碼垛機的提升速度等因素。碼垛機的水平橫移、提升和頂推輸送速度與碼垛機的工作能力之間有著較為密切的聯系。根據物流領域的實際情況，對碼垛機的動力傳動裝置與結構布局進行優化，有助于物流運行效率的提升。1.2碼垛機的總體方案設計。機械化與專業化是物流業未來的重要發展方向。碼垛機在物流領域的應用，具有著作業人數少、作業效率高與作業成本低的優勢。碼垛機在物流運輸領域所發揮的作用，與碼垛機自身的總體方案設計之間有著較為密切的聯系。一般情況下，碼垛機的總體方案設計包含有以下元素：一是碼垛機的支撐方式；二是碼垛機的運行形式；三是碼垛機的結構連接設計與緩沖器的設計。在支撐方式方面，設計人員需要根據物流存儲場地的實際情況，設計碼垛機的支撐方式。在提升質量較大的情況下，碼垛機在起速和制動過程中的慣性力會讓碼垛機出現擺動或顛覆的問題。在碼垛機上部增加放擺輪與運行軌道的措施可以發揮出控制碼垛機橫移時的移動的作用。通過對碼垛機的運行情況進行分析，我們可以發現，碼垛機運行方式與物流倉庫實際情況之間有著較為密切的聯系。在結構連接方面，物流碼垛機的連接方式主要分為以下內容：一是焊接連接技術；二是鉚接連接技術；三是銷軸鉸接連接法。焊接操作對構件截面的破壞情況相對有限，但是其在結構連接處的殘余應力值相對較高。鉚接連接形式多應用于碼垛機結構接頭的安裝過程之中。高強度螺栓連接技術建立在螺栓預緊力所產生的摩擦力的基礎之上。一般情況下，法蘭盤高強度螺栓連接技術是碼垛機結構連接中常用的連接技術。它主要應用于以下方面：一是碼垛機鞍座與支柱之間的連接；二是支柱與橫梁之間的連接；三是物流碼垛機各個結構之間的連接。焊接連接方式與螺栓連接方式多應用于碼垛機載貨臺、提升卷筒等部件的連接過程之中。1.3碼垛機的傳動方案設計。通過對物流碼垛機的結構形式和結構特點進行分析，我們可以發現，以驅動電機為蝸輪蝸桿減速器動力來源的傳動方式是物流碼垛機水平橫移機構中常用的傳動形式。物流碼垛機的提升機構傳動方案以“電機-減速機”驅動卷筒轉動形式為主。載貨臺可以在鋼絲繩的作用下，沿著牽引立柱導軌進行升降運動。

2物流碼垛機的技術設計

2.1碼垛機的機架設計。物流碼垛機的機架主要指的是用于立柱導軌安裝、載貨臺定位和各種運行機構零部件安裝的金屬框架結構。為保證物流碼垛機的正常運行，設計人員在物流碼垛機技術設計工作實施過程中，需要對機架的剛度和強度進行嚴格控制。一些研究者在物流碼垛機設計過程中引用由Q435鋼機械結構件，這種措施是一種相對可行的設計措施。2.2碼垛機水平橫移結構設計。碼垛機水平橫移結構包含有機架鞍座端部的主動車輪組、從動車輪組和減速電機等設備。鞍座是連接物流碼垛機計價與載貨臺的重要部件。根據物流倉儲系統的實際情況，焊接箱梁結構可以在碼垛機水平橫移結構設計過程中得到應用，車輪組可以采用標準化的起重機式車輪組。鞍座結構是碼垛機水平結構中的重要組成部分。物流碼垛機對機架的鞍座結構有著較為嚴格的要求。為保證物流碼垛機的正常運轉，箱型結構是物流碼垛機鞍座結構中常用的一種結構形式。一般情況下，在箱型結構應用于物流碼垛機提升結構以后，鞍座上部需要安裝有兩種與機架支柱相連接的法蘭盤，底部設計需要與標準車輪組的選擇與安裝需求相吻合。根據門式起重機的設計要求，物流碼垛機可以使用SYL-500X130（GB/T4628-1984）型圓柱形雙輪緣時車輪組，碼垛機的運行軌道為一般軌道式起重機所使用的QU70軌道。2.3碼垛機提升結構設計。物流碼垛機的提升結構多為牽引式結構，這種結構主要以電動機拖動鋼絲繩的牽引形式為主。根據物流碼垛機的實際運行情況，碼垛機的提升結構涉及到了驅動電機、減速器、卷筒、鋼絲繩和滑輪等部件的提升。卷筒在鋼絲繩的卷繞過程中發揮著一定的作用。它可以在將動力傳遞給鋼絲繩以后，將堆垛機電機的旋轉運動轉變為載貨臺的直線運動，進而為碼垛機在垂直方向的提升作業提供保障。在碼垛機實際應用過程中，受承受拉壓力和受力情況等因素的影響，設備在起動制動過程中經常會產生一定的沖擊載荷。為了對設備起動制動過程中產生的沖擊載荷進行準確計算，設計人員在鋼絲繩選型工作的開展過程中，可以根據鋼絲繩的受力情況，確定鋼絲繩的類型與直徑。國際標準ISO-4308規定的“最大工作拉力法”是設計人員選擇鋼絲繩的主要依據，滿足上述標準要求的鋼絲繩可以有效滿足碼垛機的使用要求。在滑輪卷筒選擇過程中，設備人員需要對滑輪卷筒的卷繞直徑和卷筒長度等內容進行關注。提升電機與物流行業的自身需要及使用環境條件要求之間有著較為密切的聯系，設計人員在提升電機選擇過程中，需要遵循技術滿足與經濟合理的原則。電動機的啟動能力及過載能力等內容是人們所不可忽視的內容。2.4物流碼垛機的載貨臺設計。載貨臺設計涉及到了以下內容：一是載貨臺結構設計；二是載貨臺的驅動輪設計；三是載貨臺的導軌結構設計。模臺驅動輪設計與鏈條導軌機構設計是物流碼垛機載貨臺設計工作的主要內容。針對支撐滾輪軸承徑向摩擦與軸向摩擦的阻力，在載貨臺設計過程中，可以使用Y802-4全封閉式鼠籠型三相異步電機，電機的額定功率可以控制為0.75kW，額定轉速可以控制為1390r/min。2.5碼垛機的安全保護裝置設計。物流碼垛機的安全保護裝置可以在為碼垛機運行過程的安全性、平穩性及高效性提供保障的基礎上，促進碼垛機整機使用性能的提升。根據相關標準的要求，碼垛機中應用的安全保護裝置主要涉及到了以下內容：一是物流碼垛機的終端限位保護裝置；二是碼垛機的連鎖保護機制；三是物流碼垛機的庫存檢測控制機制；四是斷繩保護機制。在碼垛機橫移、提升及頂推存取過程中，運行終端都需要配備有限位保護裝置。根據碼垛機水平橫移作業與垂直升降作業的實際情況，堆垛機安全保護裝置需要及時切斷頂推存取電路，在頂推存取作業開展過程中，系統需要切斷水平橫移電路與垂直升降電路。在物流碼垛機因意外事故而出現鋼絲繩斷裂問題以后，人們可以借助連桿和彈簧機構，將載貨臺固定在立柱導軌兩側，進而避免載重下落所引發的安全事故。

3物流碼垛機的優化

碼垛機氣動系統位置控制方法也是碼垛機機械設計優化過程中不可忽視的內容。根據物流碼垛機氣動系統的實際情況，BP神經網絡PID算法與傳統PID算法相結合的措施是對物流碼垛機進行優化的重要措施。Switch模塊是聯系兩種控制方法的重要工具。在對三層BP神經網絡應用于PID的參數進行實施在線整定處理以后，人們可以借助改進的共軛梯度算法，完成BP網絡權值與閾值的修正。在Switch開關應用于BP神經網絡PID算法與傳統PID控制模式以后，系統可以根據位移跟蹤誤差值確定Switch模塊的設定條件。這一設計方案有助于系統的響應速度及BP神經網絡PID控制算法的高穩態精度的提升，旨在不增加算法的復雜性的基礎上，氣動裝置控制方法的優化，有助于系統定位精度的提升，在降低系統內部的壓力波動的同時，系統也可以發揮出提升能源利用效率的作用。

4結語

物流碼垛機的技術參數是碼垛機機械設計工作中不可忽視的內容，根據起重機設計規范對碼垛機結構形式及功能原理等內容進行完善，有助于碼垛機運行效率的提升。在滿足強度、剛度的使用要求的基礎上，相關人員還需要對這一設備進行進一步的輕量化設計。

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作者:劉大龍 盤艷芳 韋麗娜 單位:南寧學院