巷道式存取机主梁的有限元分析.pdf

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1、巷道式存取机主梁的有限元分析刘阳刘剑雄邓莉刘俊秀昆明理工大学机电工程学院昆明650093摘要：介绍了专用自动化立体仓库巷道式存取机的结构，利用Ansys有限元分析软件对该巷道式存取机的主梁建立了有限元模型，并对其最危险工况进行了静力分析，校核了其强度与刚度，通过对主梁结构的模态分析，提取了前6阶模态，获取了各阶模态的固有频率和固有振型。分析结果为存取机的进一步优化设计提供了依据。关键词：巷道式存取机；主梁；有限元；静力分析；模态分析中图分类号：TH115文献标识码：A文章编号：1001—0785(2

2、012)O1—0025—04Abstract：ThispaperintroducestheaisleSRMstructureofadedicatedautomaticstorage／retrievalsystem，establishesafiniteelementmodelofthegirderfortheSRMusingAnsysfiniteelementanalysissoftware，makesastaticanalysisonthemostdangerousworkingconditiona

3、ndchecksthestrengthandrigidity．Throughthemodalanalysisonthegirderstructureandcollectionofthefirstsixordermodals，itobtainsthenaturalfrequencyandnaturalvibrationmodeofeachmoda1．TheresultsprovidereferenceforthefurtheroptimizationdesignoftheSRM．Keywords：ai

4、sleSRM；girder；finiteelement；staticanalysis；modalanalysis0引言1巷道式存取机的基本参数和结构组成巷道式存取机是一种在自动化立体仓库货架1．1存取机的基本参数所构成的狭窄巷道内作业的起重存取设备，能够专用巷道式存取机是为满足某企业在特定空完成货物在巷道口和货格之间的交换，可大大提间内高效率、高精度地存取小型产品而研发的，高立体仓库的面积和空间利用率。目前巷道式存．其基本参数要求为：跨度s≤4in，额定起重量Q≥取机正朝智能化(全自动运行、货物智能

5、识别)，0．6t，起升高度h≤5in，存取时间t≤30S。大型化(仓库高度可达50in)，载物重型化(额存取机须在货架巷道中平稳地实现水平2个定起重量可达20t)，运行快速化(起升速度可方向的移动、垂直移动以及回转操作，使货叉准达50m／min、运行速度可达200m／min)，定位确定位于货物托盘的货叉孔中，完成货物存精准化(定位精度可达1mm)方向发展，因此取。对其搬运和行走机构的强度、刚度及动态性能1．2存取机的结构组成的可靠性也提出了较高要求。结构的变形失效为满足存取机货叉水平2个方向、垂直、

6、回以及振动，会引起存取机运行不稳定、定位不转4个自由度的运动，存取机行走机构分为主梁、准确、货物倾翻等，直接影响其工作质量，甚主梁小车、升降机构和回转机构4部分，如图1所至造成安全事故，因此，为保证存取机安全平示。主梁完成存取机整体在巷道中水平前后方向稳运行，有必要对其强度、刚度、动态特性等的运动；主梁小车沿主梁导轨运动，实现升降机进行校核。构和回转机构在巷道中水平左右方向的运动；升本文对专用巷道式存取机的主要承载和行走降机构完成货叉竖直方向的起升和下降运动；回机构的最危险工况进行有限元静力分析，对

7、结构转机构带动升降机构回转，实现回转运动。所有进行模态分析。根据分析结果对该机构的可靠性机构的运动均由电机一减速器驱动。作出评价并提出修改意见。《起重运输机械》2012(1)一25—2．1几何模型的建立为使有限元分析计算迅速收敛，综合考虑精度要求、计算条件等因素，需对主梁进行适当简化：删减可忽略的零件，如电动机、减速器、导向轮等；删除零件上对分析结果影响不大但会影响收敛的螺纹孔、倒角、圆角等。几何模型的建立采用自底向上的建模方式，根据存取机的实际尺寸，首先创建各关键点，然后将关键点连接成1．主梁2．

8、主梁小车3．回转机构线，最后创建面和实体，建立几何模型。4．升降机构5．货架2．2单元选择和网格划分图1存取机结构示意图建立几何模型后，对其进行网格划分，转化为有限元模型。选择单元类型：考虑所用的钢板1．3存取机主梁结构组成厚度远小于梁截面的高度和宽度，结合单元的性主梁是存取机主要的结构部件，除具有行走质，槽钢、隔板、筋板均选用Shell63单元，导轨功能外还承载货物重量和自重。主梁是由钢板和选用Solid45单元。分析中分别将Shell63单元定型钢焊接成的箱形梁结