自動裝車機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究.pdf

1、傳統(tǒng)的袋裝水泥裝車方式大都是半自動碼垛，依賴人工進(jìn)行最后的碼垛裝車，這種裝車過程產(chǎn)生大量的粉塵，損害工人的健康，其生產(chǎn)效率也低，所以袋裝水泥自動裝車機的研發(fā)對水泥行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)升級與發(fā)展具有重要意義。
　　本文根據(jù)國內(nèi)車型和袋裝水泥規(guī)格多樣化的現(xiàn)狀，以及水泥編織袋強度低等因素，為滿足任意車型裝載任意尺寸袋裝水泥包的自動裝車問題，提出了抽屜式自動裝車機的設(shè)計方案，并對水泥包姿態(tài)轉(zhuǎn)換機構(gòu)工作過程進(jìn)行了仿真分析。
　　1.水泥包落放

2、到車廂內(nèi)，需要“定位移動—姿態(tài)變換—進(jìn)包操作—落放移動—回位移動”幾個環(huán)節(jié)，耗時多，裝車效率低。本文基于“碼垛”裝車設(shè)計思路，提出抽屜式落包平臺設(shè)計方案，采用多包水泥在落包板平臺進(jìn)行縱橫交錯排布編組后一次性落放到車廂內(nèi)的結(jié)構(gòu)方案，提高了裝車效率，實現(xiàn)了目前國際最快每小時裝3000包水泥的裝車速度。落包平臺的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計在充分的分析了落包編組、車廂寬度、進(jìn)包通道以及密集性等要求后做了進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，對不同車型及水泥包的適應(yīng)性非常好。落包

3、平臺采用上置式導(dǎo)軌和驅(qū)動，落包板設(shè)計成抽屜式移動結(jié)構(gòu)，減小落包高度，保證了落包的平穩(wěn)性。已加工的樣機試驗結(jié)果與最初的設(shè)計指標(biāo)基本一致。
　　2.為實現(xiàn)落包平臺上編組好的多包水泥平穩(wěn)的落入到車廂內(nèi)指定位置，本文設(shè)計了落包移動機構(gòu)，落包平臺上的水泥包以平臺的左前點或右前點定位排布編組，落包移動機構(gòu)驅(qū)動落包平臺沿車廂長度方向由前向后平穩(wěn)移動使水泥包依次平穩(wěn)的落入到車廂指定位置。為緩解高速重載運行時的慣性沖擊，驅(qū)動機構(gòu)選擇交流伺服系統(tǒng)，便

4、于控制建模。為保證機構(gòu)的可靠性，對承載的導(dǎo)軌即框架體進(jìn)行了強度和剛度仿真分析。已加工的樣機試驗表明各項指標(biāo)與最初的設(shè)計指標(biāo)基本一致。
　　3.為解決任意車型與任意尺寸袋裝水泥組合自動裝車問題，本文創(chuàng)新提出沿車廂寬度方向2次落放水泥包編組而完成碼垛一層的結(jié)構(gòu)方案。在落包移動機構(gòu)的上方設(shè)計了帶動落包移動機構(gòu)沿車廂寬度方向移動的橫向移動機構(gòu)，實現(xiàn)落包平臺上落包編組在車廂寬度方向左邊或右邊的2次精確落包定位，左右2次落包編組的準(zhǔn)確拼接實現(xiàn)

5、碼垛一層任務(wù)。由自動裝車機的“碼垛類型規(guī)劃”環(huán)節(jié)規(guī)劃出最大限度的充滿車廂寬度而實現(xiàn)密集、穩(wěn)固裝車要求的左右2次縱橫交錯排布的落包編組方案，因橫向移動機構(gòu)的設(shè)計使得“碼垛類型規(guī)劃”得以實現(xiàn)。橫向移動機構(gòu)的設(shè)計為任意車型與任意尺寸袋裝水泥組合智能化裝車提供了可行性。已加工的樣機試驗表明，橫向移動機構(gòu)的位置控制精度優(yōu)于±4mm，完全滿足使用要求。
　　4.為保證碼垛裝車密集性和穩(wěn)固性，垛中的水泥包必須是縱橫交疊錯位排布，正常傳送帶上的水

6、泥包為縱向輸送，因此需要橫包編組時，水泥包在進(jìn)入落包平臺前必須進(jìn)行姿態(tài)變換。本文設(shè)計了由順包桿、擋包板和輸送帶機構(gòu)組成的姿態(tài)變換機構(gòu)，由氣缸驅(qū)動順包桿控制水泥包在輸送帶上的行進(jìn)路徑，擋包板使水泥包能夠旋轉(zhuǎn)90度而實現(xiàn)縱包向橫包的變換。姿態(tài)變換機構(gòu)的設(shè)計使得沿車廂寬度方向能夠有若干縱橫混合的水泥包最大限度的密集布置滿車廂，垛的層內(nèi)以及層間縱橫交疊錯位排布使碼垛具有較高的穩(wěn)固性。
　　5.基于已設(shè)計的水泥包姿態(tài)變換機構(gòu)，為防止水泥包從

7、輸送帶上滑落，水泥包與帶之間必須有足夠的摩擦系數(shù)，為了研究摩擦系數(shù)與水泥包姿態(tài)變換之間的關(guān)系，本文利用彈簧阻尼模型建立水泥包在輸送帶上移動或轉(zhuǎn)動的動力學(xué)模型，運用ADMAS軟件進(jìn)行仿真分析，研究了摩擦系數(shù)對水泥包姿態(tài)變換所產(chǎn)生的影響。
　　6.針對已設(shè)計加工的自動裝車機樣機，本文基于觸摸屏設(shè)計了用戶和操作者人機界面以及控制系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試界面，采用了軟件功能模塊化設(shè)計方法，利用網(wǎng)絡(luò)通信連接，建立了實時監(jiān)控功能模塊、實時監(jiān)控窗口界面、機