某電力設(shè)備公司主要采用龍門吊上料方式,將大型棒料(長5-13米,重2-12噸)運(yùn)送至機(jī)床上進(jìn)行絕緣材料的纏繞,纏繞過程中車間灰塵及溫度極大影響了產(chǎn)品品質(zhì),因此企業(yè)將車間升級(jí)為封閉式恒溫?zé)o塵化車間,原上料方式不再適用。本文根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求,開發(fā)了一款大中型棒料重載運(yùn)輸機(jī)械臂,對(duì)其進(jìn)行機(jī)械總體方案設(shè)計(jì),借助ADAMS進(jìn)行多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及耐久性分析,最后對(duì)其關(guān)鍵部位進(jìn)行參數(shù)化建模與優(yōu)化、結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)以及振動(dòng)分析,進(jìn)一步提升機(jī)械臂的性能。具體工作如下:1)重載運(yùn)輸機(jī)械臂總體方案設(shè)計(jì)。為確保重載機(jī)械臂運(yùn)行安全,本文以最大承重16噸為設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)車間布局及生產(chǎn)要求,確定重載運(yùn)輸機(jī)械臂整體設(shè)計(jì)方案,構(gòu)建兩自由度機(jī)械臂。比較不同機(jī)械臂軸向伸縮傳動(dòng)方案的優(yōu)劣,最終選擇滾珠絲杠傳動(dòng)方式。機(jī)械臂負(fù)載較大,對(duì)運(yùn)行過程中穩(wěn)定性和安全性要求較高,針對(duì)機(jī)械臂受力較大部位進(jìn)行剛度校核,為B級(jí)機(jī)械臂設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋,確保其滿足剛度要求;2)基于ADAMS的重載機(jī)械臂的建模與仿真。根據(jù)重載機(jī)械臂總體設(shè)計(jì)方案,建立機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真模型。利用ADAMS/Flex模塊對(duì)機(jī)械臂關(guān)鍵部位柔性化,建立剛?cè)狁詈夏Ｐ?運(yùn)行顯示該機(jī)械臂工作可靠,無翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在ADAMS/Durability模塊中獲得重載機(jī)械臂關(guān)鍵部位在運(yùn)動(dòng)過程中的應(yīng)力與變形云圖,并與上述剛度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。由仿真結(jié)果可知,設(shè)計(jì)的重載機(jī)械臂能夠保證運(yùn)動(dòng)精度,且滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求;3)基于ADAMS的重載機(jī)械臂的分析與優(yōu)化。根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)B級(jí)機(jī)械臂加強(qiáng)筋形狀進(jìn)行優(yōu)化,通過仿真迭代確定板厚20mm時(shí)在加強(qiáng)筋兩端各削去相同形狀的直角三角形(400mm×60mm)。此外,在A級(jí)機(jī)械臂底板上挖八個(gè)矩形孔(120mm×80mm)對(duì)其進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。最后,借助Adams/Vibration模塊獲取機(jī)械臂模態(tài)振型圖和對(duì)應(yīng)頻率,根據(jù)最低固有階頻率得出機(jī)械臂不會(huì)與電機(jī)產(chǎn)生共振�；贏DAMS的重載運(yùn)輸機(jī)械臂的設(shè)計(jì)研究,能有效提升機(jī)械臂的強(qiáng)度和剛度,節(jié)約原材料以及減少慣性力,為后續(xù)物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供了一定的參考。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP241;TH22
【部分圖文】：

重載機(jī)械臂作業(yè)示意圖

圖 2.2 滾珠絲杠傳動(dòng)原理圖珠絲杠具體選型步驟[44]，如圖 2.3 所示。決定使用條件運(yùn)輸棒料的重量、進(jìn)給速度、運(yùn)行模式、絲杠軸轉(zhuǎn)速、行安裝方向、使用壽命和定位精度等。

簡(jiǎn)支梁受力分析簡(jiǎn)圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2813368