發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 13:19

【摘要】：鑄件搬運(yùn)是鑄造生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序之一,鑄件產(chǎn)量的快速增長推動(dòng)了自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)線的普及和應(yīng)用,傳統(tǒng)的依靠人工完成鑄件搬運(yùn)的方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)需要。由于鑄件重量大、質(zhì)量要求高、環(huán)境惡劣、存在危險(xiǎn)等原因,也急需一種效率高、穩(wěn)定可靠、出件質(zhì)量高的鑄件搬運(yùn)機(jī)械手代替人工完成鑄件搬運(yùn)工作。雖然有關(guān)機(jī)械手國內(nèi)已面世多年,但性能不穩(wěn)定,可靠性差,關(guān)鍵部件容易失效,影響生產(chǎn),因此并未得到大范圍普及和推廣,人們對(duì)該型機(jī)械手以及相應(yīng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線認(rèn)識(shí)也不足。近年來,國內(nèi)通用機(jī)械手性能提升迅猛,產(chǎn)品也得到大量普及。但是目前國內(nèi)針對(duì)這種專用機(jī)械手的研究相對(duì)較少,且多數(shù)人員分布在企業(yè)之中,側(cè)重于實(shí)際使用,對(duì)機(jī)械手技術(shù)的研究不夠深入,對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)尤其是關(guān)鍵部件內(nèi)在的力學(xué)性能分析欠缺,液壓控制系統(tǒng)不穩(wěn)定,缺乏必要的理論設(shè)計(jì),對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法使用不足。本文以鑄件搬運(yùn)機(jī)械手為研究對(duì)象,以典型的缸體鑄件為例,設(shè)計(jì)了包含該專用機(jī)械手的自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)線總體布局、機(jī)械手的結(jié)構(gòu)以及液壓控制系統(tǒng),完成了關(guān)鍵核心部件前動(dòng)臂的力學(xué)分析和改進(jìn)。首先,設(shè)計(jì)了典型的缸體鑄造生產(chǎn)線以及靜壓造型線總體布局,介紹了工藝流程和結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,布置了缸體鑄件搬運(yùn)機(jī)械手的最佳工作位置,介紹了其工作原理。得出鑄件搬運(yùn)機(jī)械手取代人工是必要的。其次,對(duì)缸體鑄件搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),介紹了其總體方案、結(jié)構(gòu)組成、工作原理和基本參數(shù),對(duì)手爪、手腕、上動(dòng)臂、回轉(zhuǎn)裝置、前動(dòng)臂等主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。針對(duì)關(guān)乎機(jī)械手的整體性能和使用壽命的典型關(guān)鍵部件前動(dòng)臂完成了設(shè)計(jì)和計(jì)算,對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度校核。根據(jù)常見且易出現(xiàn)的失效類型,有針對(duì)性地改進(jìn)應(yīng)力集中處的結(jié)構(gòu)。然后,選取前動(dòng)臂在舉升至最高位置的典型工況,根據(jù)有限元理論,借助現(xiàn)代仿真設(shè)計(jì)方法,對(duì)改進(jìn)前后的前動(dòng)臂分析了靜動(dòng)態(tài)特性。利用SolidWorks完成三維建模,利用SolidWorks Simulation有限元建模,同時(shí)完成網(wǎng)格劃分。通過剛度、強(qiáng)度仿真分析,表明前動(dòng)臂結(jié)構(gòu)滿足靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求,且改進(jìn)后的前動(dòng)臂所受最大von Mises應(yīng)力減小26.1%,最大合位移減小31.1%,改進(jìn)效果明顯。完成模態(tài)與諧響應(yīng)分析,運(yùn)用Direct Sparse求解器獲得前6階的固有頻率并得出振型云圖,深入認(rèn)知其動(dòng)態(tài)特性,改進(jìn)提升后的動(dòng)態(tài)特性,有助于認(rèn)識(shí)機(jī)械手的動(dòng)力頻率。最后,設(shè)計(jì)了機(jī)械手的液壓控制系統(tǒng),計(jì)算了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。對(duì)液壓和電氣系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析,論述了基本組成和原理,重點(diǎn)介紹了液壓伺服控制系統(tǒng)。經(jīng)過準(zhǔn)確的計(jì)算,能夠保證機(jī)械手的穩(wěn)定運(yùn)行。
【圖文】：

依靠人工使用吊鉤在落砂機(jī)出件部位取放和搬運(yùn)鑄件。隨著社會(huì)和時(shí)代的進(jìn)步，逡逑對(duì)高質(zhì)量鑄件的需求不斷提升，，選取典型的、最具代表性的缸體鑄件為例，過逡逑去普遍使用的鑄件生產(chǎn)形式嚴(yán)重落后于實(shí)際生產(chǎn)的訴求。常見的缸體如圖１－１逡逑所示。逡逑（ａ）

續(xù)快速上升，２０１７全年我們國家的銷售和生產(chǎn)分別達(dá)到２８８７．８９萬輛和２９０１．５４逡逑萬輛，如表１－２所示。２０１７年我國的汽車領(lǐng)域無論在生產(chǎn)數(shù)量還是銷售數(shù)量都逡逑排在全球前十名國家的第一位，并且比第二位有較大領(lǐng)先程度，如圖１－２和１－３逡逑所示…２］。逡逑自２０００年以來，中國憑借著巨大的人力資本和資源優(yōu)勢(shì)，鑄件產(chǎn)品的總生逡逑產(chǎn)數(shù)量持續(xù)位列第一邋［３１。逡逑表１－１邋２０１０年？２０１７年全世界的汽車產(chǎn)銷狀況（單位：萬輛）逡逑年份邐２０１０邐２０１１邐２０１２邐２０１３邐２０１４邐２０１５邐２０１６邐２０１７逡逑銷量邐７５００．５１邐７８１９．７６邐８２１６．６４邐８５６４．１６邐８７９２．０１邐８９６７．８０邐９３８５．６４邐９６８０．４４逡逑產(chǎn)量邐７７５８．３５邐７９８８．０９邐８４２３．６２邐８７３５．４邐８９７７．６５邐９０６８．３１邐９４９７．６６邐９７３０．２５逡逑表１－２２０１０年？２０１７年我國汽車的生產(chǎn)和銷售狀況（單位：萬輛）逡逑年份邐２０１０邐２０１１邐２０１２邐２０１３邐２０１４邐２０１５邐２０１６邐２０１７逡逑銷量邐１８０６．１９邐１８５０．５１邐１９３０．６４邐２１９８．４１邐２３４９．１９邐２４５９．７６邐２８０２．８１邐２８８７．８９逡逑產(chǎn)量邐１８２６．４７邐１８４１．８９邐１９２７．１８邐２２１１．６８邐２３７
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG231.1;TP241

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10 叢p莧

本文編號(hào)：2604503