某型号起重机抓斗结构设计说明书.doc

某型号起重机抓斗结构设计【带SolidWorks三维】【8张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译】

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某型号 起重机 抓斗 结构设计 solidworks三维 cad图纸 毕业论文 开题报告 起重机抓斗结构设计 外文翻译
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某型号起重机抓斗结构设计

51页 12000字数+论文说明书+任务书+开题报告+SolidWorks三维图+8张CAD图纸【详情如下】

上成梁.DWG

下成梁.DWG

右抓斗.DWG

外文翻译.docm

左额板.DWG

抓斗二维工程图.rar

抓斗装配图.DWG

抓斗设计开题报告.doc

撑杆.DWG

某型号起重机抓斗结构SolidWorks三维图.rar

某型号起重机抓斗结构设计分析任务书.doc

某型号起重机抓斗结构设计说明书.docx

滑轮.DWG

滑轮支撑体.DWG

某型号起重机抓斗结构设计

    摘要:首先要对起重机抓斗进行自重分配,对抓斗的结构进行设计以及计s算,然后对抓斗进行受力分析,其次,对抓斗进行验算校核,最后根据设计

参数对抓斗进行三维建模以及绘制二维工程图。

    关键词:抓斗;参数;校核;三维建模

Grab a certain type of crane design

      Abstract:We must first carry out weight distribution of the crane grab,grab the structure of the design and calculation, then grab stress analysis, and secondly,

to grabwere checking verification, according to the final design parameters for grabs three-dimensional construction mold and drawing two-dimensional drawings.

      Main glossary:Grab;parameter;Checked;Three-dimensional modeling                              

目  录

摘要

Abstract

目录

1 绪论 1

1.1 抓斗的概述 1

1.2 抓斗的发展趋势 2

1.2.1 国内起重机抓斗发展趋势 2

1.2.2 国外起重机抓斗发展趋势 3

1.3 抓斗的分类 4

2 抓斗方案的确定 8

2.1 抓斗的选用 8

2.2 抓斗的维护 8

2.3  抓斗的结构 9

2.4 抓斗的工作原理 9

3 抓斗的结构设计及计算 11

3.1  抓斗的主要技术参数 11

3.2  抓斗自重的确定 11

3.2.1 抓斗抓取能力的影响因素 11

3.2.2 抓斗的自重 12

3.2.3 抓斗自重的分配 12

3.2.4 颚板宽度 13

3.2.5 抓斗的最大开度 14

3.2.6 抓斗的其他几何参数 15

3.2.7 抓斗颚板侧面形状 15

3.2.8 滑轮组的倍率 18

3.3 抓斗各部分的具体参数 18

3.3.1 上承梁具体参数 18

3.3.2 下承梁具体参数 18

3.3.3 滑轮支撑体具体参数 18

3.3.4 撑杆具体参数 19

3.3.5 颚板具体参数 19

3.3.6 滑轮 19

3.4 抓斗的验算 19

3.4.1 对抓取能力进行验算 19

3.4.2 对颚板的强度进行校核 20

3.4.3 颚板跟撑杆链接处连接轴的校核 21

3.4.4 对连接螺栓M48强度校核 21

3.4.5 对撑杆强度进行校核 22

3.4.6 对滑轮组轴强度进行校核 22

4 对零件三维建模 23

4.1 SoidWorks软件的简介 23

4.2 SolidWorks软件常用工具栏 23

4.2.1 标准栏 23

4.2.2 视图工具栏 24

4.2.3 草图绘制工具栏 24

4.2.4 特征绘制工具栏 24

4.3 对抓斗实体进行三维建模 24

4.3.1 上承梁建模 25

4.3.2 下承梁建模 27

4.3.3  撑杆建模 28

4.3.4 垫圈建模 29

4.3.5 滑轮建模 30

4.3.6 颚板1建模 31

4.3.7  颚板2建模 33

4.3.8 滑轮装配体 34

4.3.9 抓斗装配体 35

4.4 对各零件绘制二维工程图 35

4.4.1 撑杆二维工程图 35

4.4.2 上承梁二维工程图 36

4.4.3 下承梁二维工程图 37

4.4.4 滑轮支撑体二维工程图 37

4.4.5 垫圈二维工程图 38

4.4.6 滑轮二维工程图 39

4.4.7 颚板二维工程图 39

4.4.8 抓斗二维工程图 41

5 总结   42

参考文献   43

致谢   45

1 绪论

1.1 抓斗的概述

抓斗,英文名叫grapple,俄文名叫 грейфер;是对物料实施抓取和卸掉物料的一种吊具,抓取和卸掉物料一般是要靠它的左右两个合斗或者多个颚板的开合来实现的。一般情况下由多个颚板构成的抓斗也叫抓爪。它是起重机下的取物装置,用来装卸各种货物。

在工作中经常被驾驶者在驾驶室内操纵抓斗来对物料进行抓取和开卸,并不需要别人的帮忙,是以工作效率高,通常在口岸、车站、矿山石厂、材料场等场合中被普遍大量的运用。一般情况下抓斗所有的动作都是由起重驱动的集中运行,但也有特殊情况例外,需要辅助人员来辅助机械来运作完成任务。虽然用一个重型机械的方式工作的方式与不连续输送各种缺点,但在更大或更复杂的材料堆场堆上,从船上卸下,无法扭转铁路车辆,和对于格外难抓取的物料,依然要使用抓斗。在江海联运运和铁路运载部门中,货船,铁路货车以及大型驳船在进行装卸作业和岸上仓的堆垛时,转运载物作业时要经常使用抓斗来实施的。比如,北京地铁8号线三期永定门外站的项目工程采用宝额GB60液压抓斗来进行抓取的,该抓斗减轻了劳动人员的压力,也实现了最大化的挖掘速度[16]。抓斗起重机的产生大大减少了劳作人员的疲劳强度,节约了辅助工作时间,大大提高了装卸效率,而且大大减少了工人的人身受到伤害的事故,提高了生产安全性。最近几年,随着科学技术的进一步发展,生产工艺的不断发展改进,以及我国工业建设规模的扩大,抓斗起重机也得到迅速发展,其功能范围也越来越大,不断地向智能化发展,设计要求也越来越高。

随着社会的进一步发展,机械化生产逐渐代替了高强度的劳力生产,也代替了传统生产模式,最为普遍最为典型的工业机械生产使用的机械中起重机就是其中一种,它对减轻传统劳力人员的劳动强度,节省人力,使建设成本下降,生产质量提高,施工建设速率的加快对实现工程施工机械化起着举足轻重的作用。

5 总结

   毕业设计是我们学生在求学道路上最后一段学习时光,它要求我们把大学四年所学到的各种知识进行汇总并在实际应用中运用。从2月份开始准备,时至今日,从最初的茫然,到逐渐思路的清晰,整个写作过程是很难用语言来表达的。回想整个毕业设计过程我收获了很多。

    我的设计内容是对双颚板起重机抓斗结构进行设计分析,它主要用来抓取大型物料。首先搜集资料后,我在电脑中都进行分类的整理,然后 针对自己不同部分的写作内容进行归纳和总结。尽量使我的 资料和论文的内容符合,这有利于论文的撰写。然后及时拿 给老师进行沟通,听取老师的意见后再进行相关的修改。老师的意见总是很宝贵的,可以很好的指出我的资料收集的不 足以及需要什么样的资料来完善文章。

    本毕业设计是在老师的指导下和同学们的帮助下完成的,大家共同商量专业问题,相互探讨。指导老师吴淑芳老师经常主动联系我们,告诉我们如何修改论文,并提出意见,在毕业设计中给了我很大帮助。在此十分感谢所有老师跟同学。

    通过本毕业设计我学到了脚踏实地,认真严谨,实事求是的学习态度,不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神。在今后一定会不断提升自我,为社会主义现 代化建设,贡献自己的力量。

参 考 文 献

[1] 郑修本.机械制造工艺学.机械工业出版社,2012.

[2] 刘永峰,田洪森. 国内外工程起重机发展状况研究. 施工技术. 2008年12月第3卷.

[3] 贺在华,段嘉宣. 2013-2017年中国工程起重机行业投资分析及前景预测报告. 中投顾问. 2012年8月.

[4] 高如桐. 介绍几种新结构抓斗. 设施与设备. 20014年第6期.

[5] 须雷. 起重机的六大发展趋势. 市场周刊.新物流. 20010年第11期.

[6] 辛文彤. Solidworks2012中文版从入门到精通. 人民邮电出版社 2012年1月.

[7] 编委会,煤矿机械设备选型安装检修维护技术手册[M].北京:机械工业出版社,2001.

[8] 秦大同.谢里阳.现代机械设计手册(第1卷).化学工业出版社,2011年3月.

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[14] 王欣,高顺德,屈福政. 国内外大型起重机的发展状况. 建筑机械. 2005.02.

[15] 2008快乐电脑一点通编委会编著.中文版AtuoCAD2008辅助绘图与设计.北京:清华大

    学出版社.2008.    

[16] Kim Sang-Min,6Sul Seung-Ki.Control of Rubber Tyred Gantry Crane With Energy Storage 

    Based on Supercapacitor Bank.IEEE Transactions onPowerElectronics,2006,21(5):1420-142

内容简介:
毕 业 设 计 任 务 书 1毕业设计课题的任务和要求: 熟悉起重机抓斗的结构和工作原理,明确给定型号起重机抓斗的作用和设计知识,进行抓斗的设计计算,根据计算结果利用 制二维工程图,相关数据可查阅起重机设计手册。 2毕业设计课题的具体工作内容(包括原始数据、技术要求、工作要求等): 1 学习掌握三维设计 使用技术; 2 掌握起重机抓斗的工作原理和设计步骤; 3 进行该起重机抓斗的设计计算与校核; 4 完成该起重机抓斗的三维建模, 绘制二维工程图; 5 撰写设计说明书: (1)设计合理,语句通顺,格式规范,图表正确,表述清晰; (2)打印成册。 毕 业 设 计 任 务 书 3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等 ): 1 毕业设计开题报告一份; 2 毕业设计说明书一本,要求思路清晰,语句通顺,无错别字; 3 图纸一套,要求结构合理,表达正确、清晰。 4毕业设计课题工作进度计划: 起 迄 日 期 工 作 内 容 2016 年 2 月 29 日 3 月 21 日 3 月 21 日 4 月 19 日 4 月 19 日 5 月 18 日 5 月 18 日 5 月 28 日 5 月 28 日 6 月 5 日 查阅资料,确定毕业设计思路,撰写开题报告; 熟悉 境,建立起重机抓斗三维模型; 对起重机抓斗结构进行计算分析,撰写说明书; 完成毕业论文初稿; 根据指导老师意见修改论文初稿,完成终稿进行答辩。 学生所在系审查意见: 同意下发任务书 系主任: 2016 年 2 月 29 日 施普林格 机械科学与技术学报 22( 2008) 1313 1322 杂志 机械 科学 技术 集成进化优化算法及其发展和在船舶结构优化设计中的应用 大宇造船和海洋工程有限公司 1 56 - 714年 ,韩国 100年圣 国釜山 608 - 793 国立大学 445 50 韩国庆尚南道 。 ( 2007年 10月 2日修订稿; 2008年 3月 18 日修订; 2008年 4月 1日接 收 ) 摘要 本文提出了一个集成的进化优化算法( 结合遗传算法( 随机算法,禁忌搜索算法( 响应面分析法( 这个算法,为了提高收敛速度,被认为是遗传算法的缺点,采用 传算法虽然 具有随机变化,但系统的多样性可以通过使用禁忌表来保护。这种方法效率一直采用传统的功能测试和比较结果证明,它是一种遗传证据表明,新提出的算法可以有效地应用于减少淡水舱的重量,放在船舶设计来避免共振后找到全局最优解。结果表明,遗传算法的收敛速度在初始阶段已经利用 个优化的解决方案,没有额外的实际目标函数的评价计算。最后,可以得出结论, 关键词:进化优化算法;遗传算法;响应曲面法;禁忌搜索法;单纯形法方法; 淡 水舱 许多动态分析的重点是找到最大的响应,并避免在一个给定结构下所有激振力。通常 ,这些特性提供了基础的设计极限 ,因此用来确定的动态遥相关结构和它的重量。出于这个原因 ,重量最小化减少响应和避免共振一直是设计工程师的主要担忧问题。 许多经典的优化方法和实用软件已经开发出来,其中大部分是非常有效,特别是解决实际问题。然而 ,找到一个全球系统的最佳解决方案是很困难的。为了克服这个缺点,已经开发了许多搜索算法寻找一个全局最优解。遗传算法是进化计算领域中的一种技术,它是一种强大的全局优化方法,它不需要传统 的搜索技术的严格连续性,而是在解空间中出现非线性和不连续性的 2种方法。遗传算法可以处理各种目标函数,在离散、连续、混合搜索空间中定义了各种目标函数和约束条件。然而,全局访问的遗传算法需要一个计算随机搜索。所以,收敛速度的精确解很慢。此外,为一个大尺寸的问题的染色体编码将是非常长的,以便得到一个更准确的解决方案。这将导致在一个大的搜索空间和巨大的内存需求的计算。为了克服这些缺点,许多研究人员已经研究开发了许多混合遗传算法,遗传算法与其他的 3合。这些可以节省计算时间和找到全球性的解决方案,因为它去。因 此,新的算法处理达到更高的精度和更快的收敛速度,在大型、复杂结构就像船得到一个最佳的解决方案。 响应面法( 7 是一个优化的工具,介绍了箱和威尔逊 8。这是一个收集统计和数学技术,用于开发、改进和优化流程。这些技术被采用,以估计的优化功能,并找到搜索方向的域的子区域,以提高和希望最优的解决方案。简单的方法( 一种无导数的优化使用涉及单形 9 搜索规律的方法。这众所周知的技术已经证明是流行的无约束的目标函数。禁忌搜索( 一种原期开发的启发式优化问题。因为 格洛弗 10, 11 首先介绍,许多研究在这方面已经出现,如有约束优化问题的 12 随机移动。 在这项研究中,在高精度、高速度的多峰函数最优解的搜索,提出了一种新的混合进化算法,结合流行的算法,如遗传算法、禁忌的优点, 个算法,为了提高收敛速度,被认为是遗传算法的缺点,采用 然突变遗传算法提供了多种随机变化,系统可以通过一个 别禁忌表的使用,在初始阶段,遗传算法的收敛速度,可以提高使用 似函数)和优化这没有一个额外的 实际评价计算目标函数的最优解,而遗传算法的收敛速度可以提高,这种方法的效率被证明通过应用传统的功能测试和比较的结果也证实,遗传算法被应用该算法有效地搜索全局最优解 免被认为是淡水舱位于船体后部共振。 构 其主要思想是减少利用 一个设计的实验来减少重复数在评价目标函数的数目,因为这是一个优化设计的缺点。的 要由四部分组成:(一)遗传算法控制的一般算法,( 解决系统的各种禁忌表,(三) 及( 部搜索改进 1表示的 程图。流程图的左边显示全球搜索区域,类似于标准遗传算法的流程图,包括功能保证准则( 集历史、禁忌表,和 些部分提供候选解决方案,这被认为是在本地搜索区域的初始搜索点。右侧代表本地搜索区域。本部分通过对全局搜索的结果作为初始搜索点,通过修改后的方法找到最佳的解决方案。图 1图 1, B, 图 1 图 图 新 ) 。 图 查禁忌表)的流程图 部分在图 1示详细展示了一组历史上海地区做出了响应面提供均匀分布点。根据以下程序构建的: 步骤 1:从当前人群中读取个人 步骤 2: 在 味着一套历史和人口规模的大小。 步骤 3:如果 后转到步骤 7, 步骤 4:评价密级 当 之间的欧氏距离 x(i ) x(k ) , i = 1, , i + 步骤 5:排名个人 步骤 6:选择高 步骤 7:储存解决方案,在上海和走出去。 图 2所示的零件图的细节代表检查的禁忌表有一个多样性的解决方案。在遗传算法的交叉过程中选择的一个人,以确保解决方案的多样性。如果保证了解决方案的多样性,则选择了单独的,如果没有,则重复的过程是重复的。也就是说,当它被选中时,它位于远离密集区域。浓溶液和个别验收标准等级标准 D 后 其中 L 是域 D R)是一侧的欧几里得长度超多边形 V 定义如下: 对于一个给定的目标设计向量的愿望函数表示为决定接受的个人如 下 : 设 H( R) = ER, R =i,其中 置 c,假定满足理想条件:( i) 满的,和( 所有成员都被放置在中心的 域都应该有相同的设计,没有任何交叉的相互适应域 D 绝对,意味着接受 概率准则。 右边的二个术语对应于目标个体的最近一个成员。第三个术语是残差。的性质,这是指数递 减的距离,使远小于第一项。愿望准则如下: 如果兰德公司的话,那么接受,兰德 = 1 0 如果试用号 最高审判号, 如果目标个体不满足于上述的愿望准则,则一个交叉点被再次生成,过程重复。该程序总结如下: 步骤 1:读 N1个人选择的过程。 步骤 2:交叉 N2个人按交叉概率和 5步走。 步骤 3:一个单独选择的禁忌表。 步骤 4:如果兰德公司,然后去一步 5,否则返回到步骤 3。 步骤 5:添加生成的个人。 节代表一个 域。它主要分为 3个部分。首先,考虑到优化的响应 曲面的边界条件,设计变量的上下限值可在计算过程中考虑。然而,这种方法的优点是减少了附加约束,喜欢自然频率的考虑,因为它对目标函数从外部计算得到结果,解决这一问题,本研究采用 为训练数据和推断约束条件的满足,利用径向基函数( 经网络 13 。这样,可以避免实际问题的计算。其次,它使一个响应表面 用最小二乘法( 最后,对响应面最佳解决方案是采用 基于梯度的算法可以用来提高优化计算的收敛速度。然而,满足约束条件的解决方案不能保证,因为约束条件是很难准确地定义。此外,我们采用了一个很 好的初始收敛速度,因为响应曲面的概念是搜索的近似候选解决方案。所产生的最终解决方案是与其他现有的遗传算法的个人根据图 1的序列,并进行计算的健身。 2.2 施程序 该算法的程序可以概括如下: 步骤 1: 设置 参数( 其中个人电脑,下 面分别 是交叉概率和变异概率。女士和主持人的选择和交叉的方法。 步骤 2:生成初始染色体 k = 1, 2, 3, 机 , , , 当染色体的产生,每个染色体的元素取值范围应为斜轮颗粒机 x j 满意。每个染色体满足所有约束的 当染色体不满足条件,则染色体具有最低的健身,所以它有一个低可能性的选择给下一代,毕竟。 步骤 3:生成初始解,估计约束并设置参数范围。 步骤 4:评估个人的健身。 步骤 5:评价因素,如果它满足 1, 走到 12步,否则要走 6步。 每个候选最佳的解决方案是由 14 决定因素。 在网络 连接的行向量,由个体的适应度值在第 . 行的大小取决于最优解的个数根据设计师的要求。从理论上讲, 范围是从0到 ,优化收敛完毕。然而,价值难以收敛到 1考虑要评价的许多候选解决方案。因此,在这项研究中, 步骤 6:更新 ( F) R ,在 2, 。 步骤 7:执行选择和交叉,并检 查 禁忌表。 步骤 8:构建响应面: 0 II 数的计算 步骤 9:训练 步骤 10:计算响应面上的最佳设计,并根据其产生一个单独的。 步骤 11:变异和 4 步走。 步骤 12:利用最佳候选改性 试功能 三个基准测试函数被用来验证所提出的混合算法的效率,如图 2所示。这些函数通常用于测试优化方法。模拟进行的 2 维的情况下。第一个函数是最大化,其他的是被最小化,第一个是四峰值函数,它有一个全局最优,其中有三个局部最优解,并且被定义为 当 1时, 这个测试函数具有全局最优解 f( x) = 1 = 0, 0,和三的局部最优解 f( x) = 所示(一)。传统的基于梯度的爬山算法可以很容易地在一个局部最优,因为他们在全局搜索算法全局最优解的同时,依赖于起始点。 ( a)四峰值功能 ( b) 数 ( C) 数 当 x 时 数定义为 f ( x =100( x x 这个功能被称为香蕉的作用 15 ,其形状是在图( b)。这个函数的目的是要找到这个变量,从而最大限度地减少目标函数。这个函数只有一个最优解 f( x) = 0 1, 1。由于沿抛物线 导致全球最低 16 一个非常深的山谷,它找到一个最优解是很困难的。 此函数通常用于评估全球搜索能力,因为有许多局部极小值在全球最低如图2所示(三)。在有限函数调用中找到全局最小值是不容易的。这个 函数 有 220个局部极小值和一个最小的 f( x) =0在( 0,0)上。 真结果 图 3显示了每个测试函数的目标函数的收敛趋势。结果表明,这个模型( 丹参 +禁忌表)是一种基于 法具有更快的收敛速度和更准确的解决方案比标准的遗传算法,并验证了 外,禁忌表,使收敛到解决方案,由于系统的多样性的多峰函数的快速收敛。为每个算法的设置参数列出在表 2,表 1显示了上述三个测试函数的优化结果的比较。评价数是指在优化过程中所使用的目标函数的总数,并与总 的计算时间成正比。根据研究结果,所有的测试功能, 以提供更好的解决方案比遗传算法在精度和收敛速度。对于 行全局搜索能力非常有用,因为周围有许多局部极小值的全局最小值, 现具有较高的精度和更少的时间比遗传算法根据这些结果全局最小,本文提出的算法是一个功能强大的全局优化算法的收敛速度和全局搜索能力观。 表 ( a)四峰值功能 ( b) 数 ( C) 数 图 表 表 在发动机室和一艘船的后方,有许多罐结构,接触新鲜的和海水或燃料和润滑油。此外,这些都可能受到过多的振动,在航行中,因为它们是围绕船舶的主要激励源,如主机和螺旋桨。如果出现问题,需要花费相当大的成本,时间和精力来改善情况,因为加强工作以排空流体的罐,额外的焊接和特殊的绘画等,是必需的。在设计阶段,对储罐结构的精确振动特性进行预测是非常重要的。优化设计需要应用。特别是当结构与流体接触,多分析必须考虑时间。因此,一种新的优化算法得到一个短的分析时间和准确的 解决方案。在这项研究中,在实际的船舶淡水箱的优化设计进行了验证该算法的有效性( 果是比较标准的遗传算法 水舱振动分析 由于受激振力的传递机理和阻尼比的困难,难以预测局部结构的振动响应。传统上,因此,考虑设计避免共振的振动分析,以防止局部振动。 在这项研究中,对淡水舱振动分析采用 泛用于船舶结构进行大的像。分析模型和淡水舱布置如图 4所示。图 5显示了淡水池的设计变量和边界条件。考虑到分析的精度和耗时的建模过程中,新的水箱建模的范围被限制 在一个侧面的坦克。指定的边界条件为如下:简单的支架用于与其它舱壁和甲板相连的槽的边界区域,表 3显示了主要激励源的规范。 在一般情况下,避免局部结构谐振的设计要求的结构的固有频率必须是 2倍高于叶片的螺旋桨的最大转速下的最大转速下的。在这项研究中,设计目标频率设定为上述 虑安全边际和螺旋桨两叶片通过频率( 图 6 显示了前三阶模态和 淡水箱的固有频率。这三种模式经常发生在淡水舱航行。特别是,第一种模式( 一个加强筋(细)模式产生强烈的振动和结 构影响较大。在这个模型中,该结构的第一阶固有频率也是共振区域的两次叶片通过频率的螺旋桨是 。因此,结构的固有频率应增加到目标频率,槽满的情况下。根据罐的水性可以改变结构的固有频率。因此,为了设计一个安全的结构,这项研究涉及到三种新的水箱的设计。 表 图 ( a)第一模式( ( b)第二模式( ( C)第三模式( 水箱的优化设计 在淡水舱的主要振动模式在横向 加劲肋的模式。最重要的因素之一是加劲肋的刚度。在这项研究中,加强筋尺寸和图 4 水箱板厚为设计变量,在方程( 7)。 其中 的意思分别是加强筋的尺寸和板的厚度。 根据船厂的实践。加劲肋的腹板长度限制为 8) 150 50毫米的加劲肋( 7), 500 1000 毫米桁条( (8) 此外,局部振动设计的基本概念是在每个点的响应最小化。然而,它是很难评估多少的激振力影响的局部结构。所以,为了避免共振,该结构的第一阶固有频率限制为式( 9)认为约在螺旋桨叶片通过频率 15%倍的安全边际( 1 ( 9) 目标函数结合线性的鲜重水箱结构固有频率如式( 10)。目的是得到经济合理的结构以减轻重量和增加取第一阶固有频率 其中,下标 t,平均 0的目标和当前的价值 分别用和 。即加权因子。在本文中设 = = 化结果与讨论 实现了对淡水箱筋板厚度的最优规模保持其抗振设计的优化设计。表 4优化前后的设计变量的结 果。这表明,斯金格 提高 72%、 的人。这一结果表明,最合理的改性方法是增加纵梁,具有降低垂直加劲肋跨度的影响。在这种情况下,板厚对结构的固有频率没有任何影响,表 5显示了优化前后结构的固有频率和结构重量的变化。根据研究结果,第一阶固有频率增加到 163% 安全裕度两次通过频率的螺旋桨发生相应的变化,从 因此,结构无共振。此外,加强筋设计中的广泛应用变量在高频率虽然也降低权重。总之,局部振动的问题,需要通过结构避免共振的固有频率的运动而无需额外的重量已通过该方法成功地解决了。表 6 和图 7表明, 间优化结果的比较。评价编号是指在优化过程中所使用的目标函数的总数,并与总的计算时间成正比。根据研究结果, 以比遗传算法在精度和收敛速度,更好的解决方案。这些结果使我们得出结论,提出的新算法是一个更强大的全局优化算法的收敛速度和全局搜索能力的观点。 表 表 表 图 函数收敛趋势 本文提出了一个集成的进化优化算法,结合流行的算法,如遗传算法、禁忌的优点的一种新的混合优化算法, 个算法,为了提高收敛速度,被认为是遗传算法的缺点,采用 然变异遗传算法提供随机的品种,可以通过系统的各种禁忌列表的使用。特别是,在初始阶段,遗传算法的收敛速度,可以通过使用 用通过 理然后进行响应面获得目标函数的信息的改进(近似函数)和优化。一个优化的解决方案进行了计算,没有额外的实际目标函数的评价,和遗传算法的收敛速度可以提高。这种方法 的效率和有效性已被证明采用流行的测试函数结果与遗传算法进行比较,寻找全局最优解的新提出的算法的有效性证明了运用它的重量最小化设计,避免了淡水舱位于船体后部共振。 参考文献 1 D. E. (1989), 12 L. 1991). 3 T. . by a 185) (1998),7214 B. G. . S. 123 (1) (2001) 785 Y. C. . S. A), 26 (6) (2002) 10086 Y. K. Y. C. . S. 43 (1) (2005) 577 H. M. . C. (1995). 8 G. E. P. K. B. On B), 13 (1951) 19 J. A. . A 7(4) (1965) 30810 F. , 1 (1989) 19011 F. I, 2 (1989) 412 N. 35 (1992) 105513 D. B. . se (2005). 14 M. I. . E. 1996). . 15 A. C. Qi . 62 (4) (1994) 24216 T. (1995). 2 (2008) 13131322 738of to of 1 5600, 08 445 50, 2007; 8, 2008; , 2008) an is in to is to be A, SM A be of of by A. it is an by it to of is in of to to GAs in by An of it be is a of he of is to in a of a to of a a of of to a is To a of is 1, 2. A is a in of it is a of it to in to A of on or of A a to is of a * +82 51 629 6152, +82 51 629 6150 314 et (2008) 13131322 be in to a in a To 3 as as it to to an in 7 is an ox 8. It is a of in to to to of is a of of 9. to be is of 10, 11, in S 12. In to of in a is of A, M. in to is to be A, SM M. A be of a S. in GAs be by SM is on A of an As be of by A. It is by to of on of 2. he is to of by SM is to it is of of of (i) GA (of (a M of of is to of A, a of as in by M, by of as 11-3 , B, 1 11. of et (2008) 13131322 1315 1 (h). 1 ( in 1-1 a of h to a h is to : : 1 ( Sh of a of of : go to h. : + i k; () ( ),i = 1, , i k : g. : : h go 1-2 to a of is As is to of If of is is if is is it is A of of a is of V| is , 1) l is of , ( R) 316 et (2008) 13131322 of as = (2) An a is to of as 11()()11= (3) h (r) = er, r = |, of To , it is (i) Sh is h in of to to of to = (4) as , 11=()12= + (5) on to h to R, is of h (r), is be 2212 2( 1)= + + (6) is as If 0 1 If 0 If is is is is as : 1 : 2 to go to . : : If go to , to . : 1-3 SM It is in of be in of it to to To h as of by 13. In of be it a h by of is by S. be to be to we S an of is to is As to 1 of is he of be as : c) c, : vk(k = 1, 2, , n 12, , x= of be j . gi( 0, i. a et (2008) 13131322 1317 So it a of to : up a : of : if it is 1, go to 2 go to . is by 14. AC is a to of 2111()()=by of at f f. on of to a s AC is is , of is is to .0 to be in AC is : h: ( F)| F R, , : : h: 12011 21ii i ii i ij i xx = =+ + + 0, : BF h to 0: on S *. 1: go to . 2: by M 3. of to of as 2. to is to be to be is is 26112 10 126210 , ) xx =+ 1. a f(x) = at 0, 0, f (x1,x2)x1,x2)f(x1,a) x1,x2)f(x1,b) x2)f(c) 2. 1318 et (2008) 13131322 f(x) = as 2(a). be to a of on in is 2212 1 2 1( , ) 100( ) (1 )f xx x x x=+ is a 15 is 2(b). of is to x, f(x) = 0 at 1.0 It is to an of an 12x x= to 16. is 21() 210 10 ) + is to as 2(c). It is to a a 20 f(x) = 0 0, 0). 3 of to SM+SM A, SM on to on to of . of of in it is to to A on is to a A. to is a of . A o. of 00 A & h S S 1000 10 3 of of of a) of b) of functi 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写 2000 字左右的文献综述: 抓斗( 靠左右两个组合斗或多个颚板的开合来抓取和卸出物料的吊具, 是起重机下的取物装置,用于装卸各种货物。 它的抓取和开卸都是由司机在司机室内操作,不需要辅助人员协助,因而工作效率高,广泛运用在港口、车站、矿场、料场等。抓斗的全部动作由起重机司机集中操作,只在特殊情况下,才需要增补做辅助工作的作业人员。尽管配备抓斗的起重机械在工作方式上具有非连续输送的各种缺点,但 在规模较大或堆料较杂的货场上,为了从船舶和不能翻转的铁路车厢中卸载,以及对于特别难抓取的物料,仍然要使用抓斗。在水上运输和铁路运输部门中,常常使用抓斗为货船,驳船和铁路货车进行装卸作业和岸上仓的堆垛,转载作业。例如,在上海港务局所属的各装卸区,转运的各种散粒物料几乎都是用抓斗进行装卸的。抓斗起重机的产生避免了工人的繁重劳动,节省了辅助工作时间,大大提高了装卸效率,并且可以避免工人人身受到伤害事故,提高生产安全性。近些年,随着科学技术的进一步发展进步,以及我国工业建设规模的扩大,抓斗起重机也得到迅速发展,其功 能范围也越来越大,设计要求也越来越高。 随着社会的日益发展,一些强度较大的体力劳动逐步被机械生产所替代,起重机则是其中运用最为广泛的工业机械,它对减轻劳动强度,节省人力,降低建设成本,提高生产质量,加快施工建设,实现工程施工机械化起着十分重要的作用。 抓斗的发展趋势 我国工程起重机研制起步于 20 世纪五六十年代,经历了七十年代末至八十年的引进、吸收以及九十年代以来的自主开发阶段,目前 ,整体吊装工程越来越普遍 ,这就要求吊装用起重机的起重能力、作业幅度和高度越来越大。 国内大型吊装用起重设备已由过去单一的抱杆方式 ,逐步扩大发展成为以高性能、更安全可靠的大型移动式起重机为核心的吊装设备。我国的抓斗设计则受技术限制,更多的是功能单一,体积较大,自动化程度低的机械式抓斗。近些年,在无数技术人员的努力研究设计下,我国在抓斗领域也 取得了一些突破,如侧面定位的戟叉式启闭机构、斗齿与刃口板的连接机构、液压缸闭环串联的异步启闭多颚板抓斗、车站货场卸码原木用的旋转定位装置,以及对长撑杆抓斗有重大改进的扭矩撑推式抓斗等。 欧洲作为工程起重机抓斗的发源地,也 是经济非常发达的地区,代表轮式起重机的最高水平,最负盛名的生产企业有利勃海尔、德马克,同时还有森内博根、德国格鲁夫、多田野法恩、波塔恩、奥米格、里格、 地区主要现状为:主要生产全地面起重机、履带式起重机,紧凑型轮胎起重机,也生产少量汽车起重机。其中全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主;紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主;汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车,即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高,产品遍布全球。美国工程起重机相对落后于欧洲水平。近年来,通过收购和合并的手段,先是格 鲁夫收购了欧洲老牌起重机企业克虏伯公司,然后特雷克斯收购了德国德马克;随后,马尼托瓦克兼并了包括美国格鲁夫公司在内的国内大部分工程起重机企业,使美国工程起重机抓斗行业得以蓬勃发展。主要生产企业为马尼托瓦克,特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高,其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲,产品主要销往美州地区和亚太地 区。 日本作为二战后崛起的经济强国,轮式起重机开发生产虽然起步较晚(起步于 20世纪 70年代),但发展很快,很受亚太市场的欢迎;同时,日本通过收购的手段来更新技术,加快发展速度,如日本多田野收购德国 法恩底盘公司来发展其全路面技术,主要生产企业为多田野、加藤、神钢、日立、小松等。产品特点是技术水平、性能、可靠性落后于欧美水平, 40%的产品用于出口。 随着工业生产规模的扩大,机械自动化程度的提高,起重机抓斗在现代化生产中运用越来越广泛,作用也越来越大,从而对起重机抓斗的要求也越来越高。即:大型化和专用化;自动化和智能化;轻型化;新型化和实用化 斗的分类 ( 1)按形状分类:按形状主要可分为贝形抓斗和桔瓣抓斗,前者由两个完整的铲斗组成,后者由三个或三个以上的颚板组成。 贝 型抓斗:适用于港口、码头、车站货场、矿山等方面装载各种散货、矿物、煤炭、砂石料、土石方等,也可用于土石方开挖、基础以及沟渠开挖、公路建设、铁轨铺设等工程中。 多瓣式抓斗:适用于钢厂的废钢铁抓取和分炼工作、垃圾处理场和建筑工地的大宗废物、废物分炼、装卸和搬运工作,汽车回收场进行汽车的解体、分炼和回收工作,斗齿可更换,并且采用高硬度耐磨钢,从而确保使用寿命长。 木材抓斗主要用于各种规格的原木、木材、管道、圆桶等物体的抓取和装卸。 ( 2)按驱动方式分类:按驱动方式可分为液压式抓斗和机械式抓斗两大类。 液压式抓斗: 液压抓斗在液压类专用设备中应用比较广泛,如液压挖掘机、液压起重塔等。 机械式抓斗:机械式抓斗本身没有配置开合结构,通常由绳索或连杆外力驱动,按操作特点可分为双绳抓斗和单绳抓斗,最常用的是双绳抓斗。 遥控抓斗:遥控抓斗是一种配在单卷筒起重机下的取物装置,用于装卸矿粉、煤炭、粮食、化肥、工业盐、氧化铝等各种散货。 ( 3)此外根据被抓取散料的容量分为:轻型抓斗、中型抓斗、重型抓斗、特重型抓斗。 通常抓斗按开闭方式分成三类:单绳抓斗、双绳抓斗和马达抓斗。其中双绳抓斗发展较快,除常用的长撑杆抓斗和多颚板抓斗外,还有 剪式抓斗、耙式抓斗和钳式抓斗等。 单绳抓斗 单绳抓斗只有支撑绳,供其升降,而颚板的闭合必须由卸料机构配合完成。卸料机构的种类较多,能在空中完成卸料动作的有卸料钟式和拉绳脱锁式;触地卸料的重锤偏心块式、中心导杆摇齿式和翻版式等。 缺点:单绳抓斗生产效率低,应用范围受到限制。 长撑杆抓斗 长撑杆抓斗是抓斗的基本形式,属于双绳抓斗的一种。其组成是由由颚板、上承梁、下承梁、支撑绳和闭合绳等五部分组成。闭合滑轮组的上、下滑轮分别安装在上、下承梁上。抓斗上的铰点为减少磨损,大都采用滚动轴承及自动润滑 套。 优点:长撑杆抓斗对各类散料具有良好的适应性,且重心低,因而获得广泛的应用。 缺点:颚板在抓斗闭合过程中,闭合力矩渐趋减小,这与抓斗作业要求相左,因而用长撑杆抓斗抓取大块度散料时,填充率明显不足。 耙集式抓斗 耙集式抓斗也是双绳抓斗的一种,其结构是由上承梁、下承梁、颚板、撑杆和滑轮组等五部分组成。当支撑绳拉紧、开闭绳放松时,撑杆撑开颚板,使抓斗打开。 优点:耙集式抓斗的开度大,颚板在闭合过程中其刃口轨迹近似为水平直线,有良好的耙集性能,适宜于分层抓取散物,以及淸舱底作业等。 缺点:它 的不足之处是在闭合状态时,重心较高,容易倾倒。此外,颚板铰点与刃口之间的距离交大,抓斗的切入性能差。 剪式抓斗 剪式抓斗是按剪刀原理设计的叉铰结构,由平衡架(或称均衡架)、前臂、颚板、中心铰轴和滑轮组组成。 剪式抓斗抓取能力大,特别适用于大容量的矿石,由于选用了较小的闭合滑轮组倍率,故开闭绳行程短,缩短了抓斗的闭合时间,提高了装卸效率,剪式抓斗在最大开度下的覆盖面积,具有耙集性能,且抓取深度均匀。剪式抓斗在悬空状态下颚板的开闭,其刃口几乎在一个水平面上移动,可以贴近料堆开闭斗,减少卸料时粉尘飞扬。 优点:剪式抓斗的最大特点是斗闭合时挖掘力矩逐渐增大,闭合终了时达到最大值,保证抓斗有较高的填充率。 缺点:但由于它出使抓取能力较低,不利于抓取较大块度散料。 钳式抓斗 钳式抓斗由一字横梁、内、外斗壁、颚板、中心铰轴和增力滑轮组组成。 优点:钳式抓斗具有很好的耙集性能,结构也较耙集式抓斗简单,抓取能力大,从抓斗闭合初期到终了时闭合力都较大,因而抓斗的填充率很高。与长撑杆抓斗进行对比试验表明,卸载效率高出 而且其自重轻,构造简单,重心低。 多颚板抓斗 抓斗的颚板数超过 2个的被称为多颚板抓斗。颚板头部铰接在下承梁上或浮动,以撑杆的铰点作支点,颚板绕其转动,实现抓斗的开闭运动。颚板数越多,则颚板宽度越窄,张开后易于插入散料堆中,适于装卸大块度 矿石和废钢铁之类的物料。 多颚板抓斗有挠性结构和刚性结构两种,脑型结构的特点是下滑轮组的每一个滑轮分别装在一块颚板的头部,开闭绳依次绕过各滑轮,这样颚板的开闭量各不相同,便于抓取形状不规则的大块物料。刚性多颚板抓斗的颚板与下承梁铰接在一起,随着下横梁的升降,每块颚板闭合或张开量相同。这种结构在抓取不规则物料时,容易出现颚板闭合不严实, 有的颚板不受力。近年来,多采用液压多颚板抓斗,用液压缸代替撑杆 马达抓斗 马达抓斗用本身动力和传动机构开闭斗,完成抓取和卸载动作,可以悬挂在任何一种吊钩起重机上 作业,只要在起重机上安装一个与吊钩卷筒保持同步的电缆卷筒就可作业。马达抓斗能够在任意高度上开闭斗,并且开闭斗的动作可以与升降运动重合,因而装卸效率比单绳抓斗高。但自重大,重心高,电机容易过载,必须有可靠地过载保护装置。马达抓斗有两种结构形式:电动机械传动和液压传动抓斗。 扭矩抓斗 优点:结沟简单,较为理想的闭合特性。具有深挖的特性。能适应多种物料的装卸。 根据本设计的要求,结合目前的主流抓斗,选择长撑杆双绳抓斗进行设计建模。 长撑杆双绳抓斗是抓斗的基本型式,由颚板 1,下承梁 2,撑杆 3,上承梁 4,支撑绳 5和闭合绳 6以及闭合滑轮组组成。 参考文献 : 1顾迪民 . 工程起重机械 . 中国建筑工业出版社 . 1988年 12月第二版 2刘永峰 ,田洪森 . 国内外工程起重机发展状况研究 . 施工技术 . 2008 年 12月第 3卷 3贺在华 ,段嘉宣 . 2013 中投顾问 . 2012 年 8月 4高如桐 . 介绍几种新结构抓斗 . 设施与设备 . 2002年第 6期 5须雷 . 起重机的六大发展趋势 . 市场周刊 2008年第 11 期 6王宪龙,梁庆华 . 长撑杆抓斗静力学性能分析及参数优化 . 机械设计与研究 . 第 27 卷第 4 期 2011 年 8
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本文标题:某型号起重机抓斗结构设计【带SolidWorks三维】【8张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译】
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