小型秸稈堆垛及搬運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì),小型秸稈堆垛及搬運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì),小型,秸稈,堆垛,搬運(yùn),設(shè)計(jì) 大 連 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文 (設(shè) 計(jì) )開(kāi) 題 報(bào) 告論 文 題 目 ： 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 設(shè) 計(jì)學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 、 班 級(jí) ： 機(jī) 英 135班學(xué) 生 姓 名 ： 高 文 波指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱 ） ： 鄭 雙 陽(yáng)2016 年 12 月 29 日 填 1 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開(kāi) 題 報(bào) 告 要 求開(kāi) 題 報(bào) 告 既 是 規(guī) 范 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 工 作 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 又 是 完 成 高 質(zhì) 量 畢 業(yè) 論 文（ 設(shè) 計(jì) ） 的 有 效 保 證 。 為 了 使 這 項(xiàng) 工 作 規(guī) 范 化 和 制 度 化 ， 特 制 定 本 要 求 。一 、 選 題 依 據(jù)1.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 題 目 及 研 究 領(lǐng) 域 ；2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價(jià) 值 ；3.目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢(shì) 。二 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問(wèn) 題 ；2.擬 開(kāi) 展 研 究 的 幾 個(gè) 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設(shè) 計(jì) 思 路 ） ； 3.本 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果 。三 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線 或 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ） ；2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 進(jìn) 度 計(jì) 劃 。四 、 文 獻(xiàn) 查 閱 及 文 獻(xiàn) 綜 述學(xué) 生 應(yīng) 根 據(jù) 所 在 學(xué) 院 及 指 導(dǎo) 教 師 的 要 求 閱 讀 一 定 量 的 文 獻(xiàn) 資 料 ， 并 在 此 基 礎(chǔ) 上 通過(guò) 分 析 、 研 究 、 綜 合 ， 形 成 文 獻(xiàn) 綜 述 。 必 要 時(shí) 應(yīng) 在 調(diào) 研 、 實(shí) 驗(yàn) 或 實(shí) 習(xí) 的 基 礎(chǔ) 上 遞 交 相關(guān) 的 報(bào) 告 。 綜 述 或 報(bào) 告 作 為 開(kāi) 題 報(bào) 告 的 一 部 分 附 在 后 面 ， 要 求 思 路 清 晰 ， 文 理 通 順 ，較 全 面 地 反 映 出 本 課 題 的 研 究 背 景 或 前 期 工 作 基 礎(chǔ) 。五 、 其 他 要 求1.開(kāi) 題 報(bào) 告 應(yīng) 在 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 開(kāi) 始 后 的 前 四 周 內(nèi) 完 成 ； 2.開(kāi) 題 報(bào) 告 必 須 經(jīng) 學(xué) 院 教 學(xué) 指 導(dǎo) 委 員 會(huì) 審 查 通 過(guò) ；3.開(kāi) 題 報(bào) 告 不 合 格 或 沒(méi) 有 做 開(kāi) 題 報(bào) 告 的 學(xué) 生 ， 須 重 做 或 補(bǔ) 做 合 格 后 ， 方 能 繼 續(xù) 論文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 ， 否 則 不 允 許 參 加 答 辯 ；4.開(kāi) 題 報(bào) 告 通 過(guò) 后 ， 原 則 上 不 允 許 更 換 論 文 題 目 或 指 導(dǎo) 教 師 ；5.開(kāi) 題 報(bào) 告 的 內(nèi) 容 ， 要 求 打 印 并 裝 訂 成 冊(cè) （ 部 分 專 業(yè) 可 根 據(jù) 需 要 手 寫 在 統(tǒng) 一 紙 張上 ， 但 封 面 需 按 統(tǒng) 一 格 式 打 印 ） 。 2 一 、 選 題 依 據(jù)1、 研 究 領(lǐng) 域機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 3D 建 模 、 堆 垛 機(jī) 。2、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價(jià) 值秸 稈 堆 垛 是 將 壓 縮 好 的 秸 稈 進(jìn) 行 放 置 的 機(jī) 械 。 近 年 來(lái) ， 農(nóng) 作 物 秸 稈 成 為 農(nóng) 村 面 源污 染 的 新 源 頭 。 每 年 夏 收 和 秋 冬 之 際 ， 總 有 大 量 的 小 麥 、 玉 米 等 秸 稈 在 田 間 焚 燒 ， 產(chǎn)生 了 大 量 濃 重 的 煙 霧 ， 不 僅 成 為 農(nóng) 村 環(huán) 境 保 護(hù) 的 瓶 頸 問(wèn) 題 ， 甚 至 成 為 殃 及 城 市 環(huán) 境 的罪 魁 禍 首 。 據(jù) 有 關(guān) 統(tǒng) 計(jì) ， 我 國(guó) 作 為 農(nóng) 業(yè) 大 國(guó) ， 每 年 可 生 成 7 億 多 噸 秸 稈 ， 成 為 “ 用 處不 大 ” 但 必 須 處 理 掉 的 “ 廢 棄 物 ” 。 在 此 情 況 下 ， 完 全 由 農(nóng) 民 來(lái) 處 理 ， 就 出 現(xiàn) 了 大 量焚 燒 的 現(xiàn) 象 。 因 此 ， 急 需 一 個(gè) 可 以 將 秸 稈 進(jìn) 行 處 理 并 進(jìn) 行 再 加 工 的 機(jī) 械 。 針 對(duì) 目 前 在 中 小 型 農(nóng) 場(chǎng) 中 處 理 秸 稈 的 問(wèn) 題 展 開(kāi) ， 為 了 節(jié) 省 大 量 人 力 和 開(kāi) 支 ， 為 農(nóng) 場(chǎng) 帶 來(lái) 一 定 的 經(jīng)濟(jì) 效 益 ， 為 及 時(shí) 處 理 收 割 后 的 秸 稈 提 供 幫 助 ， 同 時(shí) 為 相 關(guān) 機(jī) 器 的 研 發(fā) 提 供 有 益 的 參 考 。故 本 研 究 具 有 一 定 的 應(yīng) 用 價(jià) 值 及 研 究 必 要 性 。 小 型 秸 稈 堆 垛 及 搬 運(yùn) 機(jī) 是 為 了 節(jié) 省 人力 、 提 高 效 率 。 通 過(guò) 對(duì) 主 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 水 平 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 機(jī) 械 爪 設(shè) 計(jì) 、 起 升 機(jī) 構(gòu)設(shè) 計(jì) 、 導(dǎo) 向 裝 置 設(shè) 計(jì) 來(lái) 控 制 秸 稈 的 堆 垛 及 搬 運(yùn) 。 現(xiàn) 擬 定 設(shè) 計(jì) 方 向 ： 主 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 水平 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 起 升 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 導(dǎo) 向 裝 置 設(shè) 計(jì) 。 通 過(guò) 上 述 設(shè) 計(jì) 實(shí) 現(xiàn) 待 處 理 秸 稈 的 投搬 運(yùn) 及 堆 垛 ， 為 秸 稈 處 理 的 自 動(dòng) 化 提 供 了 一 定 的 幫 助 。3、 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢(shì)堆 垛 起 重 機(jī) 是 用 貨 叉 或 串 桿 攫 取 、 搬 運(yùn) 和 堆 垛 或 從 高 層 貨 架 上 存 取 單 元 貨 物 的 專用 起 重 機(jī) 。 小 型 秸 稈 堆 垛 機(jī) 是 為 了 處 理 秸 稈 而 將 堆 垛 起 重 機(jī) 簡(jiǎn) 單 化 ， 小 型 化 以 適 應(yīng) 中 小 型 農(nóng) 場(chǎng) 的 使 用 。 目 前 我 國(guó) 的 秸 稈 堆 垛 機(jī) 存 在 自 動(dòng) 化 程 度 低 、 價(jià) 格 昂 貴 、 操 作 及 維 修復(fù) 雜 等 弊 端 。 針 對(duì) 這 種 現(xiàn) 狀 ， 有 必 要 開(kāi) 發(fā) 自 動(dòng) 化 程 度 高 、 成 本 低 廉 、 易 于 操 作 和 維 修的 小 型 起 重 堆 垛 機(jī) 械 。 堆 垛 機(jī) 按 立 柱 形 式 分 為 單 立 柱 堆 垛 機(jī) 、 雙 立 柱 堆 垛 機(jī) 、 梯 形 立柱 堆 垛 機(jī) 。 堆 垛 機(jī) 由 行 走 機(jī) 構(gòu) 、 起 升 機(jī) 構(gòu) 、 載 物 臺(tái) 、 取 存 機(jī) 構(gòu) 、 司 機(jī) 室 、 安 全 保 護(hù) 裝置 、 電 器 設(shè) 備 組 成 。 在 目 前 國(guó) 內(nèi) 大 噸 位 起 重 機(jī) 成 熟 的 設(shè) 計(jì) 、 制 造 經(jīng) 驗(yàn) 基 礎(chǔ) 上 ,借 鑒 和 吸收 了 汽 車 起 重 機(jī) 及 國(guó) 外 起 重 機(jī) 的 先 進(jìn) 技 術(shù) 和 設(shè) 計(jì) 理 念 ,從 主 要 參 數(shù) 和 結(jié) 構(gòu) 的 選 取 入 手 ,通 過(guò) 調(diào) 查 和 分 析 傳 統(tǒng) 起 重 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 、 運(yùn) 用 情 況 ,對(duì) 本 機(jī) 的 主 要 鋼 結(jié) 構(gòu) 、 動(dòng) 力 與 傳 動(dòng) 裝 置 、液 壓 系 統(tǒng) 、 轉(zhuǎn) 向 架 、 司 機(jī) 室 等 重 要 部 分 進(jìn) 行 了 改 進(jìn) 和 創(chuàng) 新 。 利 用 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 手 段進(jìn) 行 優(yōu) 化 ,確 定 了 該 車 的 設(shè) 計(jì) 方 案 ,進(jìn) 行 了 起 重 機(jī) 主 要 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 有 限 元 靜 強(qiáng) 度 分 析 計(jì)算 、 起 重 機(jī) 穩(wěn) 定 性 分 析 計(jì) 算 和 車 輛 動(dòng) 力 學(xué) 性 能 分 析 計(jì) 算 ,并 根 據(jù) 分 析 結(jié) 果 對(duì) 整 機(jī) 的 細(xì) 部 3 結(jié) 構(gòu) 和 重 量 控 制 進(jìn) 行 了 合 理 的 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) ,提 高 了 設(shè) 計(jì) 結(jié) 構(gòu) 的 可 靠 性 和 整 機(jī) 起 重 性 能 。 基于 ANSYS 的 定 柱 式 旋 臂 起 重 機(jī) 的 有 限 元 分 析 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 并 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 校 核 。由 于 塔 式 起 重 機(jī) 在 建 筑 施 工 中 的 重 要 性 和 廣 泛 使 用 ， 其 安 全 性 、 可 靠 性 就 顯 得 尤為 重 要 ， 塔 機(jī) 主 要 采 用 桿 系 金 屬 結(jié) 構(gòu) 承 受 載 荷 ， 金 屬 結(jié) 構(gòu) 的 強(qiáng) 度 和 穩(wěn) 定 性 就 成 為 設(shè) 計(jì)人 員 關(guān) 注 的 主 要 問(wèn) 題 。 然 而 ， 很 長(zhǎng) 時(shí) 間 以 來(lái) ， 塔 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 周 期 很 漫 長(zhǎng) ， 從 方 案 設(shè)計(jì) 到 結(jié) 構(gòu) 初 步 計(jì) 算 ， 經(jīng) 常 需 要 多 次 返 工 ， 設(shè) 計(jì) 人 員 采 用 手 工 計(jì) 算 ， 如 果 結(jié) 構(gòu) 初 步 計(jì) 算不 滿 足 要 求 ， 必 須 重 新 選 擇 材 料 并 重 新 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 這 樣 就 增 加 設(shè) 計(jì) 者 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 ， 而且 耽 誤 了 設(shè) 計(jì) 時(shí) 間 。 而 且 ， 雖 然 國(guó) 內(nèi) 塔 機(jī) 生 產(chǎn) 廠 家 很 多 ， 但 是 只 有 少 數(shù) 幾 家 實(shí) 力 雄 厚的 廠 家 具 有 獨(dú) 立 研 發(fā) 塔 機(jī) 能 力 ， 其 它 大 多 數(shù) 廠 家 不 具 備 這 樣 的 能 力 ， 只 有 都 通 過(guò) 購(gòu) 買設(shè) 計(jì) 圖 紙 的 方 式 來(lái) 生 產(chǎn) 塔 機(jī) ， 這 樣 的 廠 家 在 市 場(chǎng) 上 始 終 處 于 劣 勢(shì) 地 位 。 4 二 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問(wèn) 題(1).水 平 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ；(2).機(jī) 械 爪 設(shè) 計(jì) （ 連 桿 機(jī) 構(gòu) ） ；(3).起 升 動(dòng) 力 裝 置 的 設(shè) 計(jì) ；(4).導(dǎo) 向 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 。2.擬 開(kāi) 展 研 究 的 幾 個(gè) 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設(shè) 計(jì) 思 路 ）(1). 主 體 框 架 設(shè) 計(jì) ；(2).水 平 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ；(3).整 理 已 開(kāi) 展 的 工 作 ， 中 期 檢 查 ； (4).機(jī) 械 爪 設(shè) 計(jì) （ 連 桿 機(jī) 構(gòu) ） ；(5).起 升 動(dòng) 力 裝 置 的 設(shè) 計(jì) ；(6).起 升 機(jī) 構(gòu) 的 總 體 設(shè) 計(jì) ；(7).導(dǎo) 向 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 。3.本 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果查 閱 相 關(guān) 文 獻(xiàn) ， 收 集 資 料 ， 了 解 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ， 分 析 歸 納 文 獻(xiàn) ， 確 定 研 究 方 法 ， 完 成堆 垛 機(jī) 總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 及 相 關(guān) 功 能 部 件 的 設(shè) 計(jì) ， 對(duì) 關(guān) 鍵 部 件 的 強(qiáng) 度 進(jìn) 行 有 限 元 分 析 。 系統(tǒng) 整 合 ， 進(jìn) 行 總 裝 配 ； 生 成 、 完 善 2D 和 3D 圖 紙 。 5 三 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線 或 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ） ；首 先 采 用 文 獻(xiàn) 研 究 法 ， 通 過(guò) 閱 讀 有 關(guān) 論 文 、 圖 書 及 相 關(guān) 資 料 ， 針 對(duì) 具 體 的 設(shè) 計(jì) 要求 ， 著 重 從 理 論 及 結(jié) 構(gòu) 上 對(duì) 國(guó) 內(nèi) 外 現(xiàn) 有 秸 稈 堆 垛 機(jī) 進(jìn) 行 全 面 的 了 解 ； 第 二 ， 采 用 自 上而 下 的 設(shè) 計(jì) 方 法 ， 進(jìn) 行 整 機(jī) 功 能 劃 分 ； 第 三 ， 利 用 3D 設(shè) 計(jì) 方 法 ， 逐 一 進(jìn) 行 各 機(jī) 構(gòu) 、部 件 的 設(shè) 計(jì) ， 確 定 零 件 尺 寸 及 進(jìn) 行 干 涉 檢 查 ； 第 四 ， 有 限 元 分 析 法 ， 利 用 有 限 元 分 析模 塊 對(duì) 關(guān) 鍵 部 件 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 分 析 。2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 進(jìn) 度 計(jì) 劃第 1 周 ： 尋 找 閱 讀 相 關(guān) 文 獻(xiàn) ， 收 集 有 關(guān) 資 料 ， 了 解 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ；第 2 周 ： 翻 譯 外 文 文 獻(xiàn) ；第 3 周 ： 分 析 歸 納 文 獻(xiàn) ， 寫 文 獻(xiàn) 綜 述 ， 選 定 研 究 方 法 ， 擬 寫 開(kāi) 題 報(bào) 告 ； 第 4 周 ： 整 理 開(kāi) 題 報(bào) 告 、 文 獻(xiàn) 綜 述 ， 開(kāi) 題 報(bào) 告 答 辯 ；第 5 周 ： 主 體 框 架 設(shè) 計(jì) ；第 6 周 ： 水 平 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ；第 7 周 ： 整 理 前 幾 周 的 工 作 ， 并 進(jìn) 行 中 期 檢 查 ；第 8 周 ： 機(jī) 械 爪 設(shè) 計(jì) （ 連 桿 機(jī) 構(gòu) ） ；第 9 周 ： 起 升 動(dòng) 力 裝 置 的 設(shè) 計(jì) ；第 10 周 ： 起 升 機(jī) 構(gòu) 的 總 體 設(shè) 計(jì) ；第 11 周 ： 導(dǎo) 向 裝 置 的 設(shè) 計(jì) ；第 12 周 ： 系 統(tǒng) 的 整 合 ， 進(jìn) 行 裝 配 ；第 13 周 ： 生 成 、 更 改 完 善 2D 和 3D 圖 紙 ； 第 14 周 ： 修 改 完 善 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 ；第 15 周 ： 修 改 完 善 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 各 項(xiàng) 內(nèi) 容 ， 做 好 答 辯 PPT， 提 交 論 文 ， 準(zhǔn) 備 答 辯 。 6 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻(xiàn)1杜 波 塔 式 起 重 機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 軟 件 的 研 究 J 重 慶 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ， 2011， 30(1)：112-1172 徐 格 寧 .起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 金 屬 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) M.北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2012.3陳 玲 等 基 于 ANSYS 的 定 柱 式 旋 臂 起 重 機(jī) 的 有 限 元 分 析 J 天 津 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ，2015(2)： 1-24嚴(yán) 正 宏 起 重 機(jī) 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 參 數(shù) 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) D 碩 士 學(xué) 位 論 文 .杭 州 ： 浙 江 大 學(xué) ， 2012.5劉 永 NS100G 型 100t 伸 縮 臂 式 鐵 路 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) 研 究 D 碩 士 學(xué) 位 論 文 .大 連 ： 大連 交 通 大 學(xué) ， 2011. 6李 靜 工 程 起 重 機(jī) 綜 合 評(píng) 價(jià) 方 法 研 究 D 博 士 學(xué) 位 論 文 .大 連 ： 大 連 理 工 大 學(xué) ， 20107H Du， M K Lim， K M Liew ANonlinear Finite Element Model for Dynamicsof Flexible Manipulators Mechanism and Machine Theory， 2012， 31(8)： 1109-11198蔣 建 平 ， 李 東 旭 航 天 器 撓 性 附 件 剮 柔 耦 合 動(dòng) 力 學(xué) 建 模 與 仿 真 J 宇 航 學(xué) 報(bào) ， 2012，26(3)： 270-2749趙 超 凡 20t 龍 門 起 重 機(jī) 箱 形 主 粱 力 學(xué) 分 析 及 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) J 蘭 州 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ， 2011，30(1)： 21 2510黃 琳 起 重 機(jī) 伸 縮 臂 結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化 研 究 D 碩 士 學(xué) 位 論 文 .大 連 ： 大 連 理 工 大 學(xué) ， 201111龔 秋 生 .堆 垛 機(jī) 的 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 及 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 研 究 D.碩 士 學(xué) 位 論 文 .沈 陽(yáng) 理 工 大 學(xué) ，2013. 12喬 玉 晶 ， 呂 寧 . 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 巷 道 堆 垛 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) J.哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ， 2013.13李 西 剛 .自 動(dòng) 化 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 中 堆 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 與 控 制 技 術(shù) 研 究 D.碩 士 學(xué) 位 論 文 .沈陽(yáng) 理 工 大 學(xué) ， 2014.14S.H. Gawande, A.A. Arole, K.H. Barhate, R.P. Gujar, M. Viroff.Design andDevelopment of Attachment for Hydraulic Stacker.International Journal of EngineeringScience and Technology, 2010， 2 (5)： 56 67.15Resh,W.F.Computer aided engineering in engine design. International Journal ofVehicle Design . 2000， 31(8)： 110 154. 附 ： 文 獻(xiàn) 綜 述 7 文 獻(xiàn) 綜 述隨 著 化 石 能 源 的 日 益 枯 竭 ， 其 替 代 品 新 能 源 和 可 再 生 能 源 的 開(kāi) 發(fā) 及 利 用 成 為 各 國(guó)研 究 的 重 點(diǎn) ， 而 對(duì) 中 國(guó) 這 樣 人 均 能 源 資 源 占 有 量 很 低 ， 且 分 布 極 不 均 勻 的 發(fā) 展 中 國(guó) 家來(lái) 說(shuō) 則 顯 得 尤 為 重 要 。 我 國(guó) 作 為 農(nóng) 業(yè) 大 國(guó) ， 植 物 秸 稈 資 源 豐 富 ， 因 此 ， 秸 稈 能 源 將 會(huì)成 為 一 種 發(fā) 展 前 景 非 常 可 觀 的 替 代 能 源 。起 重 機(jī) 是 工 程 建 設(shè) 中 廣 泛 使 用 的 重 要 設(shè) 備 ， 對(duì) 保 證 工 程 建 設(shè) 順 利 進(jìn) 行 有 著 重 要 作用 。 近 年 來(lái) ， 隨 著 工 程 機(jī) 械 行 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 起 重 機(jī) 產(chǎn) 品 型 號(hào) 和 品 牌 不 斷 增 加 ， 如 何 選 擇最 合 適 的 起 重 機(jī) 成 為 廣 大 用 戶 關(guān) 心 的 問(wèn) 題 。 要 做 出 正 確 的 決 策 首 先 要 對(duì) 起 重 機(jī) 產(chǎn) 品 進(jìn)行 客 觀 的 評(píng) 價(jià) ， 對(duì) 起 重 機(jī) 的 評(píng) 價(jià) 往 往 針 對(duì) 其 綜 合 性 能 ， 而 起 重 機(jī) 的 性 能 體 現(xiàn) 在 多 個(gè) 方面 ， 考 慮 的 指 標(biāo) 較 多 ， 評(píng) 價(jià) 具 有 一 定 的 復(fù) 雜 性 。 因 此 ， 研 究 起 重 機(jī) 指 標(biāo) 體 系 及 評(píng) 價(jià) 方法 ， 利 用 科 學(xué) 的 評(píng) 價(jià) 方 法 得 到 客 觀 、 合 理 的 評(píng) 價(jià) 結(jié) 果 ， 具 有 重 要 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 。在 了 解 了 起 重 機(jī) 伸 縮 臂 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 及 趨 勢(shì) 的 基 礎(chǔ) 上 ,研 究 起 重 機(jī) 臂 架 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 和工 作 原 理 ,建 立 伸 縮 臂 架 受 力 的 數(shù) 學(xué) 模 型 和 物 理 模 型 ,完 成 箱 型 臂 架 的 組 合 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) , 實(shí) 現(xiàn) 了 臂 架 結(jié) 構(gòu) 自 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 、 分 析 、 計(jì) 算 、 優(yōu) 化 的 全 過(guò) 程 。一 、 我 國(guó) 秸 稈 堆 垛 機(jī) 設(shè) 計(jì) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀起 重 機(jī) 是 建 筑 、 石 化 、 能 源 、 交 通 等 行 業(yè) 中 廣 泛 使 用 的 起 重 設(shè) 備 ， 工 程 中 常 用 的起 重 機(jī) 主 要 有 輪 胎 式 、 履 帶 式 、 桅 桿 式 、 塔 式 等 種 類 。 起 重 機(jī) 械 經(jīng) 歷 了 漫 長(zhǎng) 的 發(fā) 展 過(guò)程 ， 現(xiàn) 代 的 起 重 機(jī) 已 經(jīng) 成 為 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 科 技 含 量 高 的 大 型 機(jī) 械 產(chǎn) 品 。 利 波 海 爾 、 特 雷克 斯 德 馬 格 、 馬 尼 托 瓦 克 等 是 歐 美 主 要 的 起 重 機(jī) 生 產(chǎn) 商 ， 這 些 企 業(yè) 發(fā) 展 較 早 ， 技 術(shù) 先進(jìn) 、 產(chǎn) 品 性 能 較 高 ， 在 國(guó) 際 上 占 有 重 要 地 位 。 日 本 的 神 鋼 和 日 立 住 友 等 起 重 機(jī) 企 業(yè) ，主 要 生 產(chǎn) 中 小 噸 位 的 起 重 機(jī) ， 具 有 一 定 的 市 場(chǎng) 地 位 。 隨 著 中 國(guó) 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 ， 國(guó) 內(nèi) 起 重機(jī) 行 業(yè) 的 技 術(shù) 水 平 有 了 大 幅 度 的 提 高 。 在 國(guó) 內(nèi) 市 場(chǎng) 的 帶 動(dòng) 下 ， 國(guó) 內(nèi) 主 要 的 起 重 機(jī) 企 業(yè)徐 工 集 團(tuán) 、 中 聯(lián) 重 科 、 三 一 重 工 等 發(fā) 展 迅 速 ， 一 些 產(chǎn) 品 達(dá) 到 了 國(guó) 際 先 進(jìn) 水 平 ， 在 國(guó) 際市 場(chǎng) 上 也 具 有 一 定 的 地 位 。 近 年 來(lái) ， 隨 著 建 筑 、 冶 金 、 石 化 、 化 工 、 交 通 、 能 源 等 行業(yè) 的 加 速 發(fā) 展 ， 我 國(guó) 起 重 機(jī) 行 業(yè) 發(fā) 展 迅 速 ， 起 重 機(jī) 市 場(chǎng) 不 斷 擴(kuò) 大 。 以 履 帶 起 重 機(jī) 為 例 ，自 2005年 以 來(lái) ， 履 帶 起 重 機(jī) 得 到 迅 速 發(fā) 展 ， 當(dāng) 年 銷 售 237臺(tái) ； 到 2007年 ， 銷 量 達(dá) 到歷 史 最 高 的 1648臺(tái) ， 同 比 增 長(zhǎng) 64%。 與 此 同 時(shí) ， 產(chǎn) 品 進(jìn) 口 迅 速 減 少 ， 出 口 大 幅 增 長(zhǎng) 。 2000 年 進(jìn) 口 量 為 128 臺(tái) ， 出 口 量 僅 為 23 臺(tái) ， 而 2010 年 上 半 年 出 口 量 就 達(dá) 到 了 223臺(tái) ， 出 口 金 額 為 10102.8萬(wàn) 美 元 。 進(jìn) 入 “ 十 二 五 ” ， 隨 著 國(guó) 內(nèi) 需 求 的 增 加 和 出 口 的 拉動(dòng) ， 未 來(lái) 起 重 機(jī) 行 業(yè) 將 會(huì) 繼 續(xù) 保 持 較 快 發(fā) 展 。近 幾 年 ， 國(guó) 內(nèi) 一 些 高 等 院 校 在 塔 式 起 重 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 和 推 廣 現(xiàn) 代 設(shè) 計(jì) 方 法 方 面 做 了許 多 有 成 效 的 工 作 ， 如 山 東 建 筑 工 程 學(xué) 院 張 青 等 發(fā) 表 的 文 章 “ 具 有 學(xué) 習(xí) 功 能 計(jì) 算 機(jī) 輔助 塔 式 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 系 統(tǒng) ” ， 采 用 面 向 對(duì) 象 和 程 序 接 口 的 方 法 將 塔 機(jī) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與CAE 系 統(tǒng) 集 成 ， 開(kāi) 發(fā) 出 一 套 具 有 學(xué) 習(xí) 功 能 的 塔 機(jī) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 系 統(tǒng) 。 南 京 工 業(yè) 大 學(xué) 車 輛 與工 程 機(jī) 械 研 究 所 鄭 東 華 、 殷 晨 波 發(fā) 表 的 文 章 “ 塔 式 起 重 機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 系 統(tǒng) ” ， 采 用 面向 對(duì) 象 的 方 法 編 制 塔 機(jī) 的 總 體 設(shè) 計(jì) 軟 件 ； 具 有 塔 機(jī) 的 總 體 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 、 參 數(shù) 化 圖 形 自 動(dòng)生 成 和 自 動(dòng) 生 成 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書 等 功 能 。 中 國(guó) 塔 機(jī) 始 于 20 世 紀(jì) 50 年 代 。 綜 觀 50 年發(fā) 展 史 ， 我 國(guó) 塔 機(jī) 行 業(yè) 從 無(wú) 到 有 ， 從 小 到 大 ， 逐 步 形 成 了 較 為 完 整 的 體 系 ， 塔 機(jī) 成 為建 筑 施 工 中 的 關(guān) 鍵 設(shè) 備 ， 塔 機(jī) 行 業(yè) 也 成 為 我 國(guó) 發(fā) 展 最 快 的 建 筑 機(jī) 械 行 業(yè) 之 一 。 我 國(guó)塔 機(jī) 經(jīng) 過(guò) 五 十 年 的 發(fā) 展 與 先 進(jìn) 國(guó) 家 水 平 差 距 大 為 縮 小 ， 并 成 為 生 產(chǎn) 和 使 用 的 大 國(guó) ， 但在 總 體 的 結(jié) 構(gòu) 、 性 能 、 質(zhì) 量 等 方 面 與 國(guó) 外 比 還 存 在 一 定 問(wèn) 題 ， 主 要 有 以 下 幾 個(gè) 方 面 ： 設(shè) 計(jì) 方 面 ， 國(guó) 外 塔 機(jī) 設(shè) 計(jì) 普 遍 采 用 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 和 組 合 設(shè) 計(jì) ， 大 大 提 高 了 設(shè) 計(jì) 水 平和 設(shè) 計(jì) 速 度 ， 而 我 國(guó) 塔 機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 及 組 合 設(shè) 計(jì) 處 于 初 級(jí) 階 段 ， 有 待 于 進(jìn) 一 步 提高 。 8 制 造 方 面 ， 國(guó) 外 企 業(yè) 非 常 重 視 制 造 工 藝 及 加 工 設(shè) 備 的 先 進(jìn) 性 。 例 如 ， 法 國(guó) Potain 公司 的 塔 機(jī) 鋼 材 料 加 工 采 用 了 數(shù) 控 切 割 機(jī) 和 電 視 監(jiān) 控 切 割 ， 鋼 材 焊 接 采 用 自 動(dòng) 或 半 自 動(dòng)焊 ， 焊 接 時(shí) 普 遍 都 采 用 混 合 氣 體 保 護(hù) 焊 ， 以 保 證 焊 接 表 面 平 整 ， 飛 濺 小 ； 德 國(guó) Liebherr公 司 采 用 高 壓 無(wú) 氣 噴 漆 方 式 ， 噴 漆 室 是 完 全 封 閉 結(jié) 構(gòu) 。 在 機(jī) 加 工 方 面 ， 數(shù) 控 機(jī) 床 已 普遍 使 用 ， 因 而 塔 機(jī) 在 外 觀 質(zhì) 量 上 我 國(guó) 與 國(guó) 外 還 存 在 著 較 大 差 距 。 整 機(jī) 可 靠 性 差 距 較 大 ， 國(guó) 產(chǎn) 塔 機(jī) 故 障 較 多 ， 返 修 率 較 高 ， 國(guó) 內(nèi) 塔 機(jī) 工 作 機(jī) 構(gòu) 作 業(yè)循 環(huán) 可 靠 性 一 般 在 300 5000 次 ， 而 法 國(guó) Potain 公 司 的 塔 機(jī) 工 作 機(jī) 構(gòu) 作 業(yè) 循 環(huán) 可靠 性 在 8000 次 以 上 。 國(guó) 內(nèi) 塔 機(jī) 自 重 大 ， 自 重 利 用 系 數(shù) 偏 高 ， 即 同 樣 起 重 能 力 的 塔 機(jī) 比 國(guó) 外 產(chǎn) 品 消 耗 的材 料 多 ， 造 成 自 重 大 ， 經(jīng) 濟(jì) 效 益 差 。 因 此 ， 采 用 現(xiàn) 代 化 的 設(shè) 計(jì) 手 段 、 實(shí) 施 智 能 化 技術(shù) 是 獲 得 最 佳 設(shè) 計(jì) 效 果 和 提 高 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 效 率 的 重 要 保 證 。 本 文 研 究 的 目 的 就 是 想 在 這方 面 進(jìn) 行 探 討 ， 以 尋 求 更 好 的 解 決 方 法 ， 提 高 我 國(guó) 的 塔 式 起 重 機(jī) 設(shè) 計(jì) 水 平 。二 、 世 界 秸 稈 堆 垛 機(jī) 設(shè) 計(jì) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀起 重 機(jī) 發(fā) 明 于 二 十 世 紀(jì) 之 初 的 歐 洲 ， 距 今 已 有 一 百 多 年 的 歷 史 ， 在 這 個(gè) 過(guò) 程 中 ， 塔 機(jī) 的 承 載 結(jié) 構(gòu) 、 驅(qū) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、 取 物 裝 置 、 控 制 系 統(tǒng) 及 安 全 裝 置 等 各 方 面 都 有 了 很 大 的發(fā) 展 ， 其 設(shè) 計(jì) 理 論 、 制 造 工 藝 、 檢 測(cè) 手 段 等 都 逐 漸 趨 于 完 善 和 規(guī) 范 化 ， 并 已 經(jīng) 成 為 一種 較 完 善 的 機(jī) 械 。 但 由 于 生 產(chǎn) 發(fā) 展 提 出 新 的 使 用 要 求 ， 塔 機(jī) 的 種 類 、 形 式 也 需 要 相 應(yīng)地 發(fā) 展 和 創(chuàng) 新 ， 性 能 參 數(shù) 也 需 要 不 斷 變 化 與 究 善 。 由 于 現(xiàn) 代 化 設(shè) 計(jì) 方 法 的 建 立 和 計(jì) 算輔 助 設(shè) 計(jì) 等 現(xiàn) 代 設(shè) 計(jì) 手 段 的 應(yīng) 用 ， 使 塔 機(jī) 設(shè) 計(jì) 思 維 觀 念 和 方 法 有 了 進(jìn) 一 步 的 更 新 ， 其它 技 術(shù) 領(lǐng) 域 和 相 鄰 工 業(yè) 部 門 不 斷 取 得 的 新 科 技 成 果 在 塔 機(jī) 上 的 滲 透 、 推 廣 應(yīng) 用 等 ， 更使 塔 機(jī) 的 各 方 面 不 斷 地 豐 富 更 新 。 因 此 ， 塔 機(jī) 將 向 現(xiàn) 代 化 、 智 能 化 、 更 安 全 可 靠 方 便的 方 向 發(fā) 展 。早 在 20 世 紀(jì) 80 年 代 前 后 ， 就 先 后 有 設(shè) 計(jì) 人 員 利 用 計(jì) 算 機(jī) 繪 圖 來(lái) 代 替 手 工 畫 圖 ，目 前 ， 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) CAD (Computer Aided Design)己 逐 步 深 入 到 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 的 各 個(gè)階 段 和 設(shè) 計(jì) 工 作 所 涉 及 的 各 個(gè) 領(lǐng) 域 。 不 僅 能 利 用 計(jì) 算 機(jī) 運(yùn) 算 速 度 快 、 計(jì) 算 精 度 高 、 存儲(chǔ) 信 息 量 大 和 邏 輯 推 理 能 力 強(qiáng) 等 優(yōu) 點(diǎn) 代 替 人 工 進(jìn) 行 方 案 選 擇 、 計(jì) 算 分 析 與 繪 圖 ， 而 且還 能 通 過(guò) 人 機(jī) 交 互 ， 最 大 限 度 地 發(fā) 揮 設(shè) 計(jì) 人 員 的 創(chuàng) 造 力 和 經(jīng) 驗(yàn) 。 美 國(guó) ， 德 國(guó) 、 日 本 等一 些 塔 式 起 重 機(jī) 公 司 都 廣 泛 應(yīng) 用 CAD， 徹 底 拋 棄 了 傳 統(tǒng) 圖 板 。 并 且 還 與 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 工 藝 過(guò) 程 設(shè) 計(jì) (CAPP)和 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 制 造 (CAM)相 銜 接 ， 做 到 了 無(wú) 圖 化 生 產(chǎn) 。三 、 我 國(guó) 與 世 界 強(qiáng) 國(guó) 的 差 距我 國(guó) 堆 垛 機(jī) 經(jīng) 過(guò) 五 十 年 的 發(fā) 展 與 先 進(jìn) 國(guó) 家 水 平 差 距 大 為 縮 小 ， 并 成 為 生 產(chǎn) 和 使 用的 大 國(guó) ， 但 在 總 體 的 結(jié) 構(gòu) 、 性 能 、 質(zhì) 量 等 方 面 與 國(guó) 外 比 還 存 在 一 定 問(wèn) 題 。四 、 未 來(lái) 10 15 年 中 國(guó) 秸 稈 堆 垛 機(jī) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 。結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 己 從 航 空 航 天 擴(kuò) 展 到 船 舶 、 橋 梁 、 汽 車 、 機(jī) 械 、 水 利 、建 筑 等 更 廣 泛 的 工 程 領(lǐng) 域 ,解 決 的 問(wèn) 題 從 減 輕 結(jié) 構(gòu) 重 量 擴(kuò) 展 到 降 低 應(yīng) 力 水 平 、 改 進(jìn) 結(jié)構(gòu) 性 能 和 提 高 安 全 壽 命 等 更 多 方 面 。綜 合 性 能 提 高起 重 機(jī) 產(chǎn) 品 的 綜 合 性 能 包 括 作 業(yè) 性 能 、 經(jīng) 濟(jì) 性 、 安 全 可 靠 性 、 維 修 保 障 性 等 多 個(gè) 方面 ， 各 方 面 的 性 能 又 通 過(guò) 不 同 的 指 標(biāo) 體 現(xiàn) 出 來(lái) 。