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随着我国基建设施的大力投入,水泥行业也得到了快速的发展,袋装水泥的消耗量也在进一步增加,然而,水泥的装车技术依然处于比较落后的状态。现阶段水泥的装车主要采用的是人工装车、半自动装车的方式,均存在装车效率低、无法适应多种的车型的缺点。本本针对现有装车机无法适应不同车型的不足提出一种可调宽度自动装车机的方案并对其进行了优化,本文的主要工作如下:(1)提出了一种可以适应不同车型的高效装车机方案,并对装车机的结构和装车过程进行了详细的介绍。本文所设计的装车机由平整输送装置、移动升降装置、摆包装置和码垛装置四个部分组成。(2)装车机要实现稳定、高效的工作就要确保其整体结构在不同工况下能有良好的力学性能,因此本文对装车机的重要零部件进行了受力分析。利用ANSYS Workbench对提升机架、摆包机架和码垛装置进行了静力学分析,分析了提升机架、摆包机架、码垛装置在不同工况下的应力和变形,并对ANSYS Workbench得到的结果进行分析,分析结果表明各零部件均能在指定的工况下良好地工作,说明了装车机结构设计的合理性。并对提升机架、摆包机架、码垛装置分别进行了模态分析,选取了前六阶固有频率作为分析对象,对各阶振型作了详细的说明。并将各零部件的固有频率与装车机系统的激励频率进行对比,得到了提升机架、摆包机架、码垛装置在工作过程中,不会与装车机系统之间形成共振。(3)建立了装车机伸缩机构的数学模型,得到载物平台的位移、速度、加速度关系,接着利用ADAMS对伸缩机构进行运动学和动力学仿真,得到加减速情况下的运动参数图像和机构的受力特性,验证了装车机伸缩机构的稳定性。(4)根据前面的静力学分析可以得到提升机架、摆包机架和码垛装置质量冗余,可以进一步作轻量化设计,利用ANSY Workbench中的拓扑优化方法对摆包机架和提升机架进行轻量化设计,优化后的结构满足强度和刚度的要求,与优化前相比质量分别减少16.41%、14.18%。同时本文对码垛装置利用响应曲面优化方法进行轻量化设计,对比得到前后码垛装置的质量减少15.61%。本文基于有限元法对装车机的关键零部件所做的分析及优化方案,对提高袋装水泥装车机的工作性能有较高的可行性和实用意义,为本方案装车机的实际生产调试提供了理论指导和实践支持。