本文關(guān)鍵詞：翻車機(jī)機(jī)械式壓車機(jī)構(gòu)尺度與性能優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著港口碼頭吞吐能力的提高,散狀物料的翻卸效率更加受到人們重視,鐵道翻車機(jī)的應(yīng)用能極大的提高鐵道車輛的貨物翻卸效率。連桿式壓車機(jī)構(gòu)作為翻車機(jī)的組成部分,其作用是完成夾緊車輛的動(dòng)作并保證車輛在卸貨全過(guò)程中一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于連桿式壓車機(jī)構(gòu)需要同時(shí)滿足運(yùn)動(dòng)、載荷與空間要求,因此用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法如精確點(diǎn)圖解法、幾何解析法等均難以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。本文針對(duì)翻車機(jī)的工作特點(diǎn),將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為優(yōu)化模型的約束條件,并運(yùn)用優(yōu)化的方法對(duì)連桿式壓車機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合,得到機(jī)構(gòu)尺度及配重的最優(yōu)方案。 本文圍繞著壓車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程開(kāi)展了以下工作： 首先,對(duì)車輛及其所載貨物的重力載荷的變化情況進(jìn)行了分析與計(jì)算。基于貨箱內(nèi)積料均勻分布與偏載分布兩種極限分布形式的假設(shè),利用幾何法求解了在翻車機(jī)任意工作角度下的貨物剩余重力及重心位置；并在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用質(zhì)心定理,求解了車輛與貨物的總重力與總重心位置,為后面壓車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了重力載荷依據(jù)。 其次,分析并建立了壓車機(jī)構(gòu)的環(huán)路位移方程,通過(guò)求解位移方程得到了機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的位移關(guān)系；列出了壓車機(jī)構(gòu)及車輛的平面力系平衡方程,得到了各構(gòu)件的受力分析模型；通過(guò)分析夾緊力曲線特性找到翻卸過(guò)程的危險(xiǎn)工作角度,并給出了翻卸安全條件。 第三,以雙夾緊臂配重錘質(zhì)量最小為目標(biāo),以安全翻卸條件(傾翻側(cè)與非傾翻側(cè)的貨箱受力)和機(jī)構(gòu)工作位置與空間等設(shè)計(jì)要求為約束條件,以壓車機(jī)構(gòu)機(jī)架鉸鏈點(diǎn)和桿長(zhǎng)為優(yōu)化變量,建立了翻車機(jī)機(jī)械式壓車機(jī)構(gòu)及其雙夾緊臂配重錘的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。并運(yùn)用MATLAB工具箱的非線性約束優(yōu)化函數(shù)對(duì)該模型進(jìn)行了求解,得到滿足各項(xiàng)約束條件的最優(yōu)解。 最后,將優(yōu)化得到的機(jī)構(gòu)尺度及配重的結(jié)果代入總位移方程與平面力系平衡方程,聯(lián)立求解,從機(jī)構(gòu)及車輛的運(yùn)動(dòng)、受力、空間三個(gè)方面校核機(jī)構(gòu)尺度與配重方案。經(jīng)驗(yàn)證,本設(shè)計(jì)方案完全滿足設(shè)計(jì)要求,已經(jīng)為企業(yè)所采用。
【關(guān)鍵詞】：翻車機(jī) 機(jī)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 位移方程 力學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH237.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題的提出及來(lái)源10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究綜述10-14
• 1.2.1 鐵道翻車機(jī)及其壓車機(jī)構(gòu)的發(fā)展史10-13
• 1.2.2 平面連桿機(jī)構(gòu)尺度綜合的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文采用的研究方法14-15
• 1.4 機(jī)械式翻車機(jī)簡(jiǎn)介15-17
• 1.4.1 機(jī)械式翻車機(jī)構(gòu)成15
• 1.4.2 翻車機(jī)的工作過(guò)程15-17
• 2 車輛及其貨物重力載荷的計(jì)算17-28
• 2.1 本章概述17-18
• 2.2 貨物積料分布假設(shè)18-20
• 2.2.1 均勻分布假設(shè)18-19
• 2.2.2 偏載分布假設(shè)19-20
• 2.3 貨物翻卸過(guò)程分析20-21
• 2.4 貨物重力與重心求解21-23
• 2.4.1 貨物重力計(jì)算21-22
• 2.4.2 貨物重心計(jì)算22-23
• 2.5 車輛與貨物總載荷的求解23-27
• 2.5.1 車輛與貨物總重力24-25
• 2.5.2 車輛與貨物總重心25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 壓車機(jī)構(gòu)位移方程與力平衡方程28-44
• 3.1 本章概述28
• 3.2 位移方程28-33
• 3.2.1 機(jī)構(gòu)的環(huán)路方程29-32
• 3.2.2 機(jī)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)32-33
• 3.2.3 貨箱的位移方程33
• 3.3 力平衡方程33-41
• 3.3.1 機(jī)構(gòu)的力平衡方程33-38
• 3.3.2 車輛的力平衡方程38-40
• 3.3.3 力平衡方程聯(lián)立40-41
• 3.4 翻卸安全條件41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 壓車機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)與尺寸優(yōu)化44-57
• 4.1 本章概述44
• 4.2 機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型的建立44-50
• 4.2.1 目標(biāo)函數(shù)45-47
• 4.2.2 優(yōu)化變量47-48
• 4.2.3 約束條件48-50
• 4.3 初值選擇與結(jié)束準(zhǔn)則50-52
• 4.3.1 初值選擇50-51
• 4.3.2 結(jié)束準(zhǔn)則51-52
• 4.4 優(yōu)化方法與優(yōu)化過(guò)程52-54
• 4.4.1 采用的優(yōu)化方法52-53
• 4.4.2 優(yōu)化過(guò)程的可視化53-54
• 4.5 尺度與配重優(yōu)化結(jié)果54-55
• 4.5.1 機(jī)構(gòu)尺度方案55
• 4.5.2 機(jī)構(gòu)配重方案55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 5 壓車機(jī)構(gòu)尺度方案性能分析57-65
• 5.1 本章概述57
• 5.2 運(yùn)動(dòng)性能分析57-61
• 5.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析58-59
• 5.2.2 車輛運(yùn)動(dòng)分析59-61
• 5.3 傳力性能分析61-64
• 5.3.1 夾緊力分析61-62
• 5.3.2 靠板支持力分析62-63
• 5.3.3 配重錘慣性力估算63-64
• 5.4 空間分析與驗(yàn)證64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1070358