移動伸縮式皮帶輸送機是一種新型敞開式的物料輸送設備,該設備將懸臂式皮帶輸送機和輪胎式起重機底盤巧妙地結合在一起,可以輸送煤、糧食、石塊、砂礫、泥土等散裝物料,還可輸送大骨料或者干硬性混凝土等物料。其主要結構由布料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、上車系統(tǒng)、底盤以及電控、液壓系統(tǒng)組成,其中布料系統(tǒng)是皮帶輸送機的核心部件,該系統(tǒng)主要由布料臂架、伸縮機構、布料皮帶輸送系統(tǒng)、變幅油缸等組成,布料臂架采用桁架式多節(jié)伸縮臂結構,其設計質量高低直接影響到整機的工作性能及研發(fā)成本。因此,本文針對設計布料臂架的關鍵技術進行研究。利用連續(xù)體拓撲優(yōu)化原理以及ansys有限元軟件,將拓撲優(yōu)化方法用于確定布料臂架的金屬結構設計,形成一套方便可行的確定金屬結構形式的辦法,為確定布料臂架金屬結構形式提供理論支撐。采用ansys軟件對布料臂架進行了參數(shù)化優(yōu)化設計,降低了輸送機的研發(fā)成本。通過對其優(yōu)化結果進行分析,研究了臂架的結構尺寸對布料臂架強度和剛度的敏感性。

對優(yōu)化后的布料臂架有限元建模技術進行研究,并對其進行計算分析。同時也驗證了上述研究方案即布料臂架結構形式及其尺寸的確定方法的有效性。采用ansys軟件對布料臂架進行動力學計算,得出其作業(yè)時的前十階固有頻率和振型,從而對物料輸送系統(tǒng)加以控制,確保布料系統(tǒng)的正常作業(yè), 本文借助pro/e、ansys和adams等軟件，建立了該平臺的虛擬樣機模型，分析了不同工況下支腿受力和運動規(guī)律，并對折臂機構的鉸點位置進行了優(yōu)化，主要研究內容如下： 1、應用pro/e軟件分別建立高空作業(yè)平臺自行上車過程和作業(yè)過程的三維模型，將建立好的模型導入adams仿真環(huán)境，施加適當?shù)募s束與驅動后進行仿真分析，獲得兩種工作過程下的支腿各構件的運動學和動力學參數(shù)及其變化規(guī)律。 2、借助ansys軟件生成支腿零部件的模態(tài)中性文件mnf(modalneutral file)，并將其導入adams替代剛體構件，建立考慮支腿彈性變形的剛柔耦合模型，進而對整機自行上車過程和作業(yè)過程進行剛柔耦合動力學仿真計算，獲得剛柔耦合模型的力、應力等隨時間的變化曲線，并將獲得的曲線與剛體模型曲線進行對比分析。 3、在adams環(huán)境下建立折臂機構可參數(shù)化的模型，通過軟件自身的優(yōu)化功能對該機構的鉸點位置進行優(yōu)化設計，獲得了更加合理的折臂機構設計參數(shù)。 通過對高空作業(yè)平臺虛擬樣機剛體模型和剛柔耦合模型的分析可知，把構件自身的彈性、阻尼、慣性等因素考慮進來的剛柔耦合仿真更加接近實際；分析折臂機構鉸點位置的優(yōu)化結果發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的該機構在一定程度上改善了折臂油缸受力，提高了系統(tǒng)的起動穩(wěn)定性和工作可靠性。, ● 高性、高作業(yè)效率和高環(huán)境適應性要求