袋装物品棚车推板式装载装置的虚拟设计

发布时间：2017-09-01 12:24

  本文关键词：袋装物品棚车推板式装载装置的虚拟设计

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【摘要】：火车装载装置的效率直接影响火车机械化装载的速度。特别是对搬运成本的控制有着深远的影响。传统的棚车装载是依靠人力搬运、叉车装载。近几年出现了针对棚车装载袋装物品的一些专用机械,但是只是从棚车车厢外搬运至车厢内部的一些皮带运输机械,最终还是把码垛和装载分开进行。没有体现出高效率,装载方便的优点。因此本文的研究意义在于针对火车棚车袋装物品机械化装载装置的研究空白,提出了一种及搬运和装载一体化的机械装置,提高了装载效率,并达到了协同工作的目的,很好的解决了袋装物品棚车机械化快速装载的难题。 本文以普通码垛装置和曲柄滑块伸缩原理为核心,采用理论推导结合实际情况分析的方法,研究火车棚车袋装物品一体化装载装置结构设计问题,完成了该装载机械的主要运动机构的设计和虚拟装配,对其进行了运动仿真和有限元分析。 该装载装置的设计以提高装载效率和装载方便为目标。从研究棚车车厢一体化装载入手,采用虚拟设计方法建立了机构的装配模型。具体完成了以下工作：首先,根据传统叉车搬运袋装物品的效率问题,从提高搬运的袋装物品堆垛质量及装载方案出发,建立出了火车棚车装载袋状物品的装载装置。其次,针对火车棚车空间狭小的特点,设计出了自转型送料小车机构,解决了棚车左右车厢的装载难的问题。使装载装置的码垛机械手可以发挥更高的效率。考虑到自动送料小车的转向装载问题,设计出了可供小车换向的两级级液压伸缩转动装置,方便了棚车的全车厢装载。并选择ADAMS作为运动学分析软件,对机械手装载和小车的推卸堆垛的袋装物品推板装置进行了优化直到满足设计要求。最后使用有限元分析软件Solidworks Simulation对小车运输机构及机械手装置进行了静力学分析验证了其强度和刚度,并对小车推板机构进行了模态分析。 本文通过普通叉车结构和袋装物品码垛机构的设计思想,创新性设计出了棚车袋装物品自动装载装置,它集合码垛和搬运为一体化的装载原理。对袋装物品棚车装载提高了效率,避免了装载过程中的空间利用不足的问题,同时也为棚车袋装物品一体化装载装置提供了理论依据。
【关键词】：棚车自动装载 一体化堆垛搬运 虚拟设计 ADAMS Solidworks Simulation
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U294.27;TH243
【目录】：

• 目录5-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 插图索引11-13
• 附表索引13-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 研究背景14
• 1.2 装载机械研究现状14-17
• 1.2.1 装载机械研究现状15
• 1.2.2 特种装载机械研究现状15-17
• 1.3 虚拟样机技术17-18
• 1.4 研究项目的目的与意义18-19
• 1.5 论文的研究内容19-22
• 第2章 装载装置工作原理及棚车袋装物品装载方式分析22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 袋装物品棚车推板式装载装置的工作原理22-25
• 2.3 棚车袋装物品装载方式分析25-29
• 2.3.1 推板式装载装置装载容量分析25-28
• 2.3.2 推板式装载装置装载效率分析28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 袋装物品棚车推板式装载机构的结构设计30-47
• 3.1 引言30-33
• 3.1.1 结构设计简述30-31
• 3.1.2 装载装置零件分类及总体装配图31-33
• 3.2 整形皮带传送机构设计33-35
• 3.2.1 确定计算功率及V带选型33
• 3.2.2 确定中心距a和带的基准长度L33-34
• 3.2.3 确定初拉力F和轴上的载荷Q34
• 3.2.4 整形机构的设计34-35
• 3.2.5 传送皮带机构装配图35
• 3.3 推板式运送小车机构设计35-38
• 3.3.1 运送小车主要结构尺寸计算36-37
• 3.3.2 自动运送小车装配图37-38
• 3.4 码垛机构设计38-42
• 3.4.1 机械手夹取机构的设计38-40
• 3.4.2 机械手夹取机构装配图40
• 3.4.3 丝杠机构的设计40-42
• 3.4.4 滚珠丝杠导轨结构装配图42
• 3.5 小车辅助转向机构设计42-45
• 3.5.1 液压伸缩旋转结构设计42-45
• 3.5.2 小车旋转车轮机构设计45
• 3.5.3 旋转机构装配图45
• 3.6 本章小结45-47
• 第4章 袋装物品棚车推板式装载装置的虚拟建模47-57
• 4.1 SOLIDWORKS实体建模47-48
• 4.2 袋装物品棚车装载装置的几何建模48-50
• 4.3 袋装物品棚车装载装置的虚拟装配50-56
• 4.3.1 装载装置的虚拟装配50-51
• 4.3.2 装配层次的确定51-52
• 4.3.3 主要机构装配顺序图52-55
• 4.3.4 干涉检查55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 装载装置的运动学分析57-65
• 5.1 ADAMS仿真分析简述57
• 5.2 ADAMS运动分析流程57-58
• 5.3 ADAMS内机构模型处理58-59
• 5.3.1 机构模型的导入58
• 5.3.2 机构模型的简化58
• 5.3.3 机构约束副的添加58-59
• 5.4 装载装置ADAMS运动学分析59-64
• 5.4.1 自动运送小车的运动学分析及仿真59-62
• 5.4.2 机械手的运动学分析及仿真62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 装载装置的动态特性分析65-77
• 6.1 装载装置静力学分析65-74
• 6.1.1 小车推板的静力学分析65-70
• 6.1.2 夹取装置的静力学分析70-74
• 6.2 装载装置动力学分析74-76
• 6.2.1 模态分析步骤74
• 6.2.2 结果分析74-76
• 6.3 本章小结76-77
• 结论与展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文84

【参考文献】

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本文编号：772067