立庫運行設(shè)備的避振與緩沖

郝隆譽

摘要：自動化立體倉庫內(nèi)用車輛在加減速過程中，承載貨物會產(chǎn)生被動位移，從而導(dǎo)致貨物傾倒，采用緩沖裝置可有效避免事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：運行設(shè)備、避振、緩沖、彈簧、磁力

自動化立體倉庫內(nèi)用車輛，無論是堆垛機，還是穿梭車、電動車，都存在運行過程中由于加減速、起動、制動造成的承載貨物的被動位移，由于運動狀態(tài)的改變，慣性位移和滯后會導(dǎo)致承載貨物傾倒，尤其是重心高、小件碼垛物品最容易坍塌。隨著運行設(shè)備速度的提高與自動化立體倉庫應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，有必要研究解決立庫用運行設(shè)備的避振與緩沖問題。

避振與緩沖結(jié)構(gòu)的作用

為保證車輛運行的平穩(wěn)與乘坐舒適性，一般車輛車架與車軸連接均采用彈性懸架系統(tǒng)，包括彈性元件、減振器和傳力裝置等三部分。這三部分分別起緩沖、減振和力的傳遞作用，主要是緩沖路面沖擊反彈造成的車體振動。彈性懸架結(jié)構(gòu)有金屬螺旋彈簧、金屬(非金屬)板彈簧、扭桿彈簧、液壓阻尼避振器等。

對于自動化立體庫內(nèi)使用的車輛。由于庫內(nèi)地面平整且無垂直落差，由主動體變速導(dǎo)致所載被動體位移，以及由轉(zhuǎn)彎離心力造成所載物體的位移，基本都為水平方向位移，無需考慮垂直方向的振動。因此，立庫運行設(shè)備均采用剛性懸架，但所載貨物被動水平位移必須得到緩沖，否則會導(dǎo)致貨物的擺動甚至傾覆。如此看來，運行設(shè)備配備避振與緩沖裝置是具有實用價值的。

避振與緩沖裝置的結(jié)構(gòu)

自動化立體庫內(nèi)運行設(shè)備避振與緩沖裝置有多種結(jié)構(gòu)。

1彈性材料彈性變形緩沖

基本工作機理是通過彈性變形，從而緩沖慣性位移，穩(wěn)定貨物。

(1)金屬螺旋彈簧

在單邊裝置壓縮與拉伸彈簧組合構(gòu)件，實現(xiàn)雙向緩沖，如圖1所示。

(2)金屬(非金屬)板彈簧

采用板彈簧對稱分布形式，具有雙向緩沖空間，由于彈簧的對稱均勻分布，浮動盤會自動復(fù)位居中，如圖2所示。

2磁力場空間緩沖

基本工作機理是利用永久磁體材料相同極性相斥性能，通過磁場力空間緩沖慣性位移，穩(wěn)定貨物。

(1)采用磁體對稱分布形式，具有雙向緩沖空間，由于磁體的對稱分布，浮動盤會自動復(fù)位居中，如圖3所示。

(2)為緩沖離心力產(chǎn)生的被動位移，采用全方位緩沖結(jié)構(gòu)，主要適用于環(huán)形穿梭車。采用磁體圓周分布形式(也可使用螺旋彈簧)，具有全方位緩沖空間，由于磁體(螺旋彈簧)的圓周均勻分布，浮動盤會自動復(fù)位居中，如圖4所示。

在圖1中，螺旋彈簧緩沖機構(gòu)由底座、緩沖彈簧、浮動盤、輥柱、道軌組成。緩沖彈簧由壓簧、拉簧成對組成，浮動盤通過輥柱裝在道軌上，道軌固定在底座上，緩沖彈簧一端與底座連接，另一端與浮動盤連接，當(dāng)車體加速時，貨物滯后，拉簧受力，通過拉伸距離緩沖慣性位移，反之亦然。底部為滾珠連接，反應(yīng)靈敏，使緩沖平穩(wěn)、快捷、靈活。

在圖2中，板彈簧緩沖機構(gòu)由底座、浮動盤、道軌、滾珠、導(dǎo)向柱、緩沖板彈簧組成。緩沖板彈簧對稱分布，靜止、勻速狀態(tài)時，浮動盤自動復(fù)位居中，當(dāng)車體加減速時，貨物壓縮板簧，通過板簧自由弧高空間，緩沖慣性位移，底部為滾珠連接，反應(yīng)靈敏，使緩沖平穩(wěn)、快捷、靈活。

在圖3中，磁力緩沖裝置由底座、永久磁鐵、浮動盤、滾珠組成。底座與浮動盤之間采用滾珠連接，底座、浮動盤兩端固定永久磁鐵且對稱分布，靜止、勻速狀態(tài)時，浮動盤自動復(fù)位居中，浮動盤上的永久磁鐵水平位置低于底座。以產(chǎn)生向下的磁分力，使浮動盤穩(wěn)定于底座上。當(dāng)車體加減速時，通過磁場空間距離，緩沖貨物慣性位移，底部為滾珠連接，反應(yīng)靈敏，使緩沖平穩(wěn)、快捷、靈活。

在圖4中，全方位磁鐵緩沖裝置由底座、永久磁鐵、滾珠、浮動盤組成。浮動盤通過滾珠安裝在底座上，擋塊阻止浮動盤轉(zhuǎn)動。底座、浮動盤圓周均布磁鐵，浮動盤上的永久磁鐵水平位置低于底座，以產(chǎn)生向下的磁分力，使浮動盤穩(wěn)定于底座上，由于磁場圓周分布，靜止、勻速狀態(tài)時浮動盤自動復(fù)位居中，當(dāng)車體加減速時。磁場空間緩沖貨物慣性位移，底部為滾珠連接，反應(yīng)靈敏，使浮動盤平穩(wěn)、快捷、靈活。

以上裝置均為獨立集成結(jié)構(gòu)?？勺鳛榕涮准惭b在車架上，實現(xiàn)避振與緩沖功能，無論哪一種類型，無需加靜載荷預(yù)應(yīng)力，加之所需緩沖行程小，所以結(jié)構(gòu)緊湊，制造工藝簡單，成本低廉，具有實用價值。