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全自动钢管码垛机自动输送机构的研究

发布时间:2018-05-29 23:13

  本文选题:钢管码垛机 + 仿真分析 ; 参考:《天津理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着近几年中国经济的快速发展,对管的需求量也与日俱增。传统的人工码垛方式已经不能满足市场对钢管的需求,并且市场的通用钢管码垛机定位精度低、耗能大,为了解决这一突出性的问题,本文针对钢管码垛机全自动输送机构进行设计研究。本文涉及的主要内容如下:(1)基于ADAMS的钢管码垛机输送机构的仿真分析利用ADAMS软件,在其中建立钢管码垛机输送机构的运动模型,对钢管码垛机输送机构进行动力学分析。通过动力学分析,得到钢管码垛机自动输送机构的液压缸的推进力、各个铰接点受力、液压缸的功率等在运动过程中随时间的变化曲线。在ADMAS/PostProcessor后处理功能中可以清楚的得到各个力随参数的变化曲线和最大值,为机构的优化设计、杆件的强度校核、选择最佳电机提供了理论依据。(2)基于ADAMS的钢管码垛机自动输送机构的优化设计利用ADAMS软件中的参数化建模和分析功能,通过建立参数化点,建立钢管码垛机自动输送机构的参数化模型。以液压缸能耗最小为优化目标,经过研究找到合适的设计变量及其取值范围,然后进行优化设计,找到了Φ219钢管码垛机输送机构在安装时最佳的起始位置。优化设计之后,使得液压缸的最大推进力从23137.7N减少到12227.9N,降低了47.2%,平均推进力从1865.1N减少到1364.76N,降低了26.8%,最大功率从4627.5W减少到2389.2W,平均功率从373.83W减少到316.95W。(3)基于ANSYS的有限元分析及可靠性分析根据ADAMS中的动力学分析,得出关键零部件的载荷分布情况,为了验证零部件在工作时是否安全,利用ANSYS对其进行有限元分析,测出其最大等效应力。然后对零部件进行可靠度分析,以概率的形式反映零部件在工作时的可靠程度。最后得出结论:所研究的零部件均满足强度要求,并且可靠度均在99.99%以上。最后对钢管码垛机输送机构进行模态分析,测得其固有频率为44.041-169.67Hz之间,为避免发生共振,应该避开此频率的范围。
[Abstract]:With the rapid development of Chinese economy in recent years, the demand for management is increasing day by day. The traditional manual palletizing method can not meet the market demand for steel pipe, and the positioning accuracy of the general steel pipe palletizing machine in the market is low, and the energy consumption is large. In order to solve this outstanding problem, In this paper, the design of automatic conveying mechanism of steel pipe palletizing machine is studied. The main contents of this paper are as follows: (1) the simulation analysis of steel pipe palletizing conveyor mechanism based on ADAMS. The kinematic model of steel pipe palletizing conveyor mechanism is established by using ADAMS software, and the dynamics analysis of steel pipe palletizing conveyor mechanism is carried out. Through dynamic analysis, the propelling force of the hydraulic cylinder of the automatic conveying mechanism of the steel pipe palletizing machine, the force acting on each hinge point, the power of the hydraulic cylinder and so on are obtained in the course of movement. In the post-processing function of ADMAS/PostProcessor, the curves and maximum values of various forces with parameters can be clearly obtained, which can be used to optimize the design of the mechanism and check the strength of the members. The optimum design of automatic conveying mechanism of steel pipe palletizing machine based on ADAMS and the function of parameterized modeling and analysis in ADAMS software are used to establish parameterized points. The parameterized model of automatic conveying mechanism of steel pipe palletizing machine is established. Taking the minimum energy consumption of hydraulic cylinder as the optimization objective, the proper design variables and their range of values are found through the research, and the optimum starting position of the 桅 219 steel pipe palletizing conveyor is found after the optimization design. After optimizing the design, The maximum propulsion force of the hydraulic cylinder was reduced from 23137.7N to 12227.9N, the average propulsion force was reduced from 1865.1N to 1364.76N, the maximum power was reduced from 4627.5W to 2389.2W, and the average power was reduced from 373.83W to 316.95W.3N) based on ANSYS finite element analysis and reliability analysis. According to the kinetic analysis in ADAMS, The load distribution of the key parts is obtained. In order to verify whether the parts are safe or not, the finite element analysis is carried out by using ANSYS, and the maximum equivalent stress is measured. Then the reliability of the parts is analyzed and the reliability of the parts is reflected in the form of probability. Finally, it is concluded that all the parts studied meet the requirements of strength, and the reliability is above 99.99%. Finally, the modal analysis of steel pipe palletizing conveyor is carried out, and the natural frequency is found to be between 44.041-169.67Hz. In order to avoid resonance, the range of this frequency should be avoided.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH22

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本文编号:1952839

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