小型秸稈堆垛及搬運機設計含5張CAD圖,小型,秸稈,堆垛,搬運,設計,cad 一、選題依據(jù) 1、研究領域 機械結構設計、3D 建模、堆垛機。 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 秸稈堆垛是將壓縮好的秸稈進行放置的機械。近年來，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)境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍首。據(jù)有關統(tǒng)計，我國作為農(nóng)業(yè)大國，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)民來處理，就出現(xiàn)了大量焚燒的現(xiàn)象。因此，急需一個可以將秸稈進行處理并進行再加工的機械。針對目前在中小型農(nóng)場中處理秸稈的問題展開，為了節(jié)省大量人力和開支，為農(nóng)場帶來一定的經(jīng)濟效益，為及時處理收割后的秸稈提供幫助，同時為相關機器的研發(fā)提供有益的參考。故本研究具有一定的應用價值及研究必要性。小型秸稈堆垛及搬運機是為了節(jié)省人力、提高效率 。通過對主體結構設計、水平運動機構設計、機械爪設計、起升機構設計、導向裝置設計來控制秸稈的堆垛及搬運?，F(xiàn)擬定設計方向：主體結構設計、水平運動機構設計、起升機構設計、導向裝置設計。通過上述設計實現(xiàn)待處理秸稈的投搬運及堆垛，為秸稈處理的自動化提供了一定的幫助。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 堆垛起重機是用貨叉或串桿攫取、搬運和堆垛或從高層貨架上存取單元貨物的專用起重機。小型秸稈堆垛機是為了處理秸稈而將堆垛起重機簡單化，小型化以適應中小型農(nóng)場的使用。目前我國的秸稈堆垛機存在自動化程度低、價格昂貴、操作及維修復雜等弊端。針對這種現(xiàn)狀，有必要開發(fā)自動化程度高、成本低廉、易于操作和維修的小型起重堆垛機械。堆垛機按立柱形式分為單立柱堆垛機、雙立柱堆垛機、梯形立柱堆垛機。堆垛機由行走機構、起升機構、載物臺、取存機構、司機室、安全保護裝置、電器設備組成。在目前國內(nèi)大噸位起重機成熟的設計、制造經(jīng)驗基礎上,借鑒和吸收了汽車起重機及國外起重機的先進技術和設計理念,從主要參數(shù)和結構的選取入手, 通過調(diào)查和分析傳統(tǒng)起重機的設計、運用情況,對本機的主要鋼結構、動力與傳動裝置、液壓系統(tǒng)、轉向架、司機室等重要部分進行了改進和創(chuàng)新。利用計算機輔助設計手段進行優(yōu)化,確定了該車的設計方案,進行了起重機主要鋼結構的有限元靜強度分析計算、起重機穩(wěn)定性分析計算和車輛動力學性能分析計算,并根據(jù)分析結果對整機的細部 9 結構和重量控制進行了合理的優(yōu)化設計,提高了設計結構的可靠性和整機起重性能。基于 ANSYS 的定柱式旋臂起重機的有限元分析進行設計，并進行強度校核。 由于塔式起重機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，塔機主要采用桿系金屬結構承受載荷，金屬結構的強度和穩(wěn)定性就成為設計人員關注的主要問題。然而，很長時間以來，塔機的結構設計周期很漫長，從方案設計到結構初步計算，經(jīng)常需要多次返工，設計人員采用手工計算，如果結構初步計算不滿足要求，必須重新選擇材料并重新進行計算，這樣就增加設計者的勞動強度，而且耽誤了設計時間。而且，雖然國內(nèi)塔機生產(chǎn)廠家很多，但是只有少數(shù)幾家實力雄厚的廠家具有獨立研發(fā)塔機能力，其它大多數(shù)廠家不具備這樣的能力，只有都通過購買設計圖紙的方式來生產(chǎn)塔機，這樣的廠家在市場上始終處于劣勢地位。 二、論文（設計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 (1). 水平運動機構設計； (2). 機械爪設計（連桿機構）； (3). 起升動力裝置的設計； (4). 導向裝置的設計。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） (1). 主體框架設計； (2). 水平運動機構設計； (3). 整理已開展的工作，中期檢查； (4). 機械爪設計（連桿機構）； (5). 起升動力裝置的設計； (6). 起升機構的總體設計； (7). 導向裝置的設計。 3.本論文（設計）預期取得的成果 查閱相關文獻，收集資料，了解設計內(nèi)容，分析歸納文獻，確定研究方法，完成堆垛機總體結構設計及相關功能部件的設計，對關鍵部件的強度進行有限元分析。系統(tǒng)整合，進行總裝配；生成、完善 2D 和 3D 圖紙。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 首先采用文獻研究法，通過閱讀有關論文、圖書及相關資料，針對具體的設計要求，著重從理論及結構上對國內(nèi)外現(xiàn)有秸稈堆垛機進行全面的了解；第二，采用自上而下的設計方法，進行整機功能劃分；第三，利用 3D 設計方法，逐一進行各機構、部件的設計，確定零件尺寸及進行干涉檢查；第四，有限元分析法，利用有限元分析模塊對關鍵部件進行強度分析。 2.論文（設計）進度計劃 第 1 周：尋找閱讀相關文獻，收集有關資料，了解設計內(nèi)容； 第 2 周：翻譯外文文獻； 第 3 周：分析歸納文獻，寫文獻綜述，選定研究方法，擬寫開題報告； 第 4 周：整理開題報告、文獻綜述，開題報告答辯； 第 5 周：主體框架設計； 第 6 周：水平運動機構設計； 第 7 周：整理前幾周的工作，并進行中期檢查； 第 8 周：機械爪設計（連桿機構）； 第 9 周：起升動力裝置的設計； 第 10 周：起升機構的總體設計； 第 11 周：導向裝置的設計； 第 12 周：系統(tǒng)的整合，進行裝配； 第 13 周：生成、更改完善 2D 和 3D 圖紙； 第 14 周：修改完善設計說明書； 第 15 周：修改完善畢業(yè)設計各項內(nèi)容，做好答辯 PPT，提交論文，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1]杜波．塔式起重機計算機輔助設計軟件的研究[J]．重慶大學學報，2011，30(1)： 112-117． [2] 徐格寧.起重運輸機金屬結構設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012. [3]陳玲等．基于 ANSYS 的定柱式旋臂起重機的有限元分析[J]．天津理工大學學報， 2015(2)：1-2． [4]嚴正宏．起重機運動機構參數(shù)優(yōu)化設計[D]．碩士學位論文.杭州：浙江大學，2012. [5]劉永．NS100G 型 100t 伸縮臂式鐵路起重機設計研究[D]．碩士學位論文.大連：大連交通大學，2011. [6]李靜．工程起重機綜合評價方法研究[D]．博士學位論文.大連：大連理工大學，2010． [7]H．Du，M．K．Lim，K．M．Liew．A Nonlinear Finite Element Model for Dynamics of Flexible Manipulators．Mechanism and Machine Theory，2012，31(8)：1109-1119． [8]蔣建平，李東旭．航天器撓性附件剮柔耦合動力學建模與仿真[J]．宇航學報，2012， 26(3)：270-274． [9]趙超凡．20t 龍門起重機箱形主粱力學分析及優(yōu)化設計[J]．蘭州理工大學學報，2011， 30(1)：21—25． [10]黃琳．起重機伸縮臂結構優(yōu)化研究[D]．碩士學位論文.大連：大連理工大學，2011． [11]龔秋生.堆垛機的機械結構及控制系統(tǒng)設計研究[D].碩士學位論文.沈陽理工大學， 2013. [12]喬玉晶，呂寧. 立體倉庫巷道堆垛機控制系統(tǒng)設計[J].哈爾濱理工大學學報，2013. [13]李西剛.自動化立體倉庫中堆垛機結構設計與控制技術研究[D].碩士學位論文.沈陽理工大學，2014. [14]S.H. Gawande, A.A. Arole, K.H. Barhate,, R.P. Gujar, M. Viroff.Design and Development of Attachment for Hydraulic Stacker.International Journal of Engineering Science and Technology, 2010，2 (5)：56—67. [15]Resh,W.F.Computer aided engineering in engine design. International Journal of Vehicle Design . 2000，31(8)：110—154. 附：文獻綜述 文獻綜述 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發(fā)及利用成為各國研究的重點，而對中國這樣人均能源資源占有量很低，且分布極不均勻的發(fā)展中國家來說則顯得尤為重要。我國作為農(nóng)業(yè)大國，植物秸稈資源豐富，因此，秸稈能源將會成為一種發(fā)展前景非?？捎^的替代能源。 起重機是工程建設中廣泛使用的重要設備，對保證工程建設順利進行有著重要作用。近年來，隨著工程機械行業(yè)的發(fā)展，起重機產(chǎn)品型號和品牌不斷增加，如何選擇最合適的起重機成為廣大用戶關心的問題。要做出正確的決策首先要對起重機產(chǎn)品進行客觀的評價，對起重機的評價往往針對其綜合性能，而起重機的性能體現(xiàn)在多個方面，考慮的指標較多，評價具有一定的復雜性。因此，研究起重機指標體系及評價方法，利用科學的評價方法得到客觀、合理的評價結果，具有重要的現(xiàn)實意義。 在了解了起重機伸縮臂發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的基礎上,研究起重機臂架系統(tǒng)的結構和工作原理,建立伸縮臂架受力的數(shù)學模型和物理模型,完成箱型臂架的組合優(yōu)化設計, 實現(xiàn)了臂架結構自動設計、分析、計算、優(yōu)化的全過程。 一、我國秸稈堆垛機設計的發(fā)展現(xiàn)狀 起重機是建筑、石化、能源、交通等行業(yè)中廣泛使用的起重設備，工程中常用的起重機主要有輪胎式、履帶式、桅桿式、塔式等種類。起重機械經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，現(xiàn)代的起重機已經(jīng)成為結構復雜，科技含量高的大型機械產(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生產(chǎn)商，這些企業(yè)發(fā)展較早，技術先進、產(chǎn)品性能較高，在國際上占有重要地位。日本的神鋼和日立住友等起重機企業(yè)， 主要生產(chǎn)中小噸位的起重機，具有一定的市場地位。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)起重機行業(yè)的技術水平有了大幅度的提高。在國內(nèi)市場的帶動下，國內(nèi)主要的起重機企業(yè)徐工集團、中聯(lián)重科、三一重工等發(fā)展迅速，一些產(chǎn)品達到了國際先進水平，在國際市場上也具有一定的地位。近年來，隨著建筑、冶金、石化、化工、交通、能源等行業(yè)的加速發(fā)展，我國起重機行業(yè)發(fā)展迅速，起重機市場不斷擴大。以履帶起重機為例， 自 2005 年以來，履帶起重機得到迅速發(fā)展，當年銷售 237 臺；到 2007 年，銷量達到歷史最高的 1648 臺，同比增長 64%。與此同時，產(chǎn)品進口迅速減少，出口大幅增長。2000 年進口量為 128 臺，出口量僅為 23 臺，而 2010 年上半年出口量就達到了 223 臺，出口金額為 10102.8 萬美元。進入“十二五”，隨著國內(nèi)需求的增加和出口的拉動，未來起重機行業(yè)將會繼續(xù)保持較快發(fā)展。 近幾年，國內(nèi)一些高等院校在塔式起重機結構設計和推廣現(xiàn)代設計方法方面做了許多有成效的工作，如山東建筑工程學院張青等發(fā)表的文章“具有學習功能計算機輔助塔式起重機設計計算系統(tǒng)”，采用面向對象和程序接口的方法將塔機設計計算與 CAE 系統(tǒng)集成，開發(fā)出一套具有學習功能的塔機設計計算系統(tǒng)。南京工業(yè)大學車輛與工程機械研究所鄭東華、殷晨波發(fā)表的文章“塔式起重機計算機輔助系統(tǒng)”，采用面向對象的方法編制塔機的總體設計軟件；具有塔機的總體設計計算、參數(shù)化圖形自動生成和自動生成設計計算書等功能。 中國塔機始于 20 世紀 50 年代。綜觀 50 年發(fā)展史，我國塔機行業(yè)從無到有，從小到大，逐步形成了較為完整的體系，塔機成為建筑施工中的關鍵設備，塔機行業(yè)也成為我國發(fā)展最快的建筑機械行業(yè)之一。 我國塔機經(jīng)過五十年的發(fā)展與先進國家水平差距大為縮小，并成為生產(chǎn)和使用的大國，但在總體的結構、性能、質量等方面與國外比還存在一定問題，主要有以下幾個方面： ① 設計方面，國外塔機設計普遍采用計算機輔助和組合設計，大大提高了設計水平和設計速度，而我國塔機計算機輔助設計及組合設計處于初級階段，有待于進一步提高。 ② 制造方面，國外企業(yè)非常重視制造工藝及加工設備的先進性。例如，法國 Potain 公司的塔機鋼材料加工采用了數(shù)控切割機和電視監(jiān)控切割，鋼材焊接采用自動或半自動焊，焊接時普遍都采用混合氣體保護焊，以保證焊接表面平整，飛濺小；德國 Liebherr 公司采用高壓無氣噴漆方式，噴漆室是完全封閉結構。在機加工方面，數(shù)控機床已普遍使用，因而塔機在外觀質量上我國與國外還存在著較大差距。 ③ 整機可靠性差距較大，國產(chǎn)塔機故障較多，返修率較高，國內(nèi)塔機工作機構作業(yè)循環(huán)可靠性一般在 300～5000 次，而法國 Potain 公司的塔機工作機構作業(yè)循環(huán)可靠性在 8000 次以上。 ④ 國內(nèi)塔機自重大，自重利用系數(shù)偏高，即同樣起重能力的塔機比國外產(chǎn)品消耗的材料多，造成自重大，經(jīng)濟效益差。 因此，采用現(xiàn)代化的設計手段、實施智能化技術是獲得最佳設計效果和提高產(chǎn)品設計效率的重要保證。本文研究的目的就是想在這方面進行探討，以尋求更好的解決方法，提高我國的塔式起重機設計水平。 二、世界秸稈堆垛機設計的發(fā)展現(xiàn)狀 起重機發(fā)明于二十世紀之初的歐洲，距今已有一百多年的歷史，在這個過程中， 塔機的承載結構、驅動機構、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，其設計理論、制造工藝、檢測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械。但由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的使用要求，塔機的種類、形式也需要相應地發(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)代化設計方法的建立和計算輔助設計等現(xiàn)代設計手段的應用，使塔機設計思維觀念和方法有了進一步的更新，其它技術領域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在塔機上的滲透、推廣應用等，更使塔機的各方面不斷地豐富更新。因此，塔機將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠方便的方向發(fā)展。 早在 20 世紀 80 年代前后，就先后有設計人員利用計算機繪圖來代替手工畫圖， 目前，計算機輔助設計 CAD (Computer Aided Design)己逐步深入到產(chǎn)品設計的各個階段和設計工作所涉及的各個領域。不僅能利用計算機運算速度快、計算精度高、存儲信息量大和邏輯推理能力強等優(yōu)點代替人工進行方案選擇、計算分析與繪圖，而且還能通過人機交互，最大限度地發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造力和經(jīng)驗。美國，德國、日本等一些塔式起重機公司都廣泛應用 CAD，徹底拋棄了傳統(tǒng)圖板。并且還與計算機輔助工藝過程設計(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)相銜接，做到了無圖化生產(chǎn)。 三、我國與世界強國的差距 我國堆垛機經(jīng)過五十年的發(fā)展與先進國家水平差距大為縮小，并成為生產(chǎn)和使用的大國，但在總體的結構、性能、質量等方面與國外比還存在一定問題。 四、未來 10～15 年中國秸稈堆垛機的發(fā)展趨勢。結構優(yōu)化 結構優(yōu)化設計的應用領域己從航空航天擴展到船舶、橋梁、汽車、機械、水利、建筑等更廣泛的工程領域,解決的問題從減輕結構重量擴展到降低應力水平、改進結構性能和提高安全壽命等更多方面。 綜合性能提高 起重機產(chǎn)品的綜合性能包括作業(yè)性能、經(jīng)濟性、安全可靠性、維修保障性等多個方面，各方面的性能又通過不同的指標體現(xiàn)出來。