袋装货物自动装车机的设计及研究

摘要

物流行业的高速发展，加快了货物的流通速度，从而促使物流的各个环节都向着高效率，高质量的方向迅猛发展。集装箱内袋装货物自动装车机是一种针对袋装货物的码垛设备，能够广泛应用于需要大批量发送袋装货物的企业。而普通的装车作业绝大多数是在室外完成，并且时常遭遇炎热和寒冷等恶劣天气，对工人工作环境的影响比较大。而自动装车机能够把工人从繁琐的体力劳动中解脱出来，不受工作环境和工作时间的限制，可以大大的提高生产效率，因此对袋装货物装车机的研究有着重要的意义。 自动装车机主要具有搬运装车功能。根据袋装货物松软的特点，首先需要对货物整形，再依靠机械手把具有一定大小的规整产品按照合适排列方式码放在链式四向叉托盘上。然后自动装车机将码放整齐的袋装货物装到封闭式车厢中。基于上述这些设计思想，设计了袋装货物自动装车机，装车机主机主要由前叉，门架和麦克纳姆轮底盘组成。分析了麦克纳姆轮在运动过程中的行走路径，解决了普通装车机占用空间大的问题。建立了前叉和门架的三维模型，分析了其所受的静力，并利用ANSYS Workbench有限元软件进行了静力学分析。建立了门架倾斜机构的数学模型，分析了液压缸在伸出的过程中的转动角度，转动角速度，转动角加速度和液压缸所受到的力，以及在液压缸伸出过程中门架的转动角度，转动角速度和转动角加速度。基于模态分析的基本理论及原理，建立了模态分析的数学模型，分析了门架和前叉的模态和振型，得到了其前十阶的共振频率，并与地面激励频率相对比，确保了门架和前叉在工作的过程中不会发生共振。优化了门架倾斜机构的最大受力，建立了约束条件和目标函数，将其转化为数学语言并借助于 MATLAB 编程求解。求解出优化后倾斜液压缸的受力曲线，对优化后的结果验证分析，分析其准确性，并与之前的受力曲线相比较，最终达到设计要求。

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