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小型秸秆堆垛及搬运机设计,小型,秸秆,堆垛,搬运,设计
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大 连 大 学本科毕业论文(设计)开题报告论文题目：小型秸秆堆垛及搬运机设计学院：机 械 工 程 学 院专 业 、班级：机英 135 班学生姓名：高文波指导教师（职称）：郑双阳2016 年12 月29 日 填1毕业论文（设计）开题报告要求毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料， 并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。2一、选题依据一、选题依据1、研究领域机械结构设计、3D 建模、堆垛机。2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值秸秆堆垛是将压缩好的秸秆进行放置的机械。近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成 7 亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。因此，急需一个可以将秸秆进行处理并进行再加工的机械。针对目前在中小型农场中处理秸秆的问题展开，为了节省大量人力和开支，为农场带来一定的经济效益， 为及时处理收割后的秸秆提供帮助， 同时为相关机器的研发提供有益的参考。故本研究具有一定的应用价值及研究必要性。小型秸秆堆垛及搬运机是为了节省人力、提高效率 。通过对主体结构设计、水平运动机构设计、机械爪设计、起升机构设计、导向装置设计来控制秸秆的堆垛及搬运。现拟定设计方向：主体结构设计、水平运动机构设计、起升机构设计、导向装置设计。通过上述设计实现待处理秸秆的投搬运及堆垛，为秸秆处理的自动化提供了一定的帮助。3、目前研究的概况和发展趋势堆垛起重机是用货叉或串杆攫取、 搬运和堆垛或从高层货架上存取单元货物的专用起重机。小型秸秆堆垛机是为了处理秸秆而将堆垛起重机简单化，小型化以适应中小型农场的使用。目前我国的秸秆堆垛机存在自动化程度低、价格昂贵、操作及维修复杂等弊端。针对这种现状，有必要开发自动化程度高、成本低廉、易于操作和维修的小型起重堆垛机械。堆垛机按立柱形式分为单立柱堆垛机、双立柱堆垛机、梯形立柱堆垛机。堆垛机由行走机构、起升机构、载物台、取存机构、司机室、安全保护装置、电器设备组成。在目前国内大吨位起重机成熟的设计、制造经验基础上,借鉴和吸收了汽车起重机及国外起重机的先进技术和设计理念,从主要参数和结构的选取入手,通过调查和分析传统起重机的设计、 运用情况,对本机的主要钢结构、 动力与传动装置、液压系统、转向架、司机室等重要部分进行了改进和创新。利用计算机辅助设计手段进行优化,确定了该车的设计方案,进行了起重机主要钢结构的有限元静强度分析计算、 起重机稳定性分析计算和车辆动力学性能分析计算,并根据分析结果对整机的细部3结构和重量控制进行了合理的优化设计,提高了设计结构的可靠性和整机起重性能。 基于 ANSYS 的定柱式旋臂起重机的有限元分析进行设计，并进行强度校核。由于塔式起重机在建筑施工中的重要性和广泛使用，其安全性、可靠性就显得尤为重要，塔机主要采用杆系金属结构承受载荷，金属结构的强度和稳定性就成为设计人员关注的主要问题。然而，很长时间以来，塔机的结构设计周期很漫长，从方案设计到结构初步计算，经常需要多次返工，设计人员采用手工计算，如果结构初步计算不满足要求，必须重新选择材料并重新进行计算，这样就增加设计者的劳动强度，而且耽误了设计时间。而且，虽然国内塔机生产厂家很多，但是只有少数几家实力雄厚的厂家具有独立研发塔机能力，其它大多数厂家不具备这样的能力，只有都通过购买设计图纸的方式来生产塔机，这样的厂家在市场上始终处于劣势地位。4二、论文（设计）研究的内容二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题(1).水平运动机构设计；(2).机械爪设计（连杆机构）；(3).起升动力装置的设计；(4).导向装置的设计。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）(1). 主体框架设计；(2).水平运动机构设计；(3).整理已开展的工作，中期检查；(4).机械爪设计（连杆机构）；(5).起升动力装置的设计；(6).起升机构的总体设计；(7).导向装置的设计。3.本论文（设计）预期取得的成果查阅相关文献，收集资料，了解设计内容，分析归纳文献，确定研究方法，完成堆垛机总体结构设计及相关功能部件的设计，对关键部件的强度进行有限元分析。系统整合，进行总装配；生成、完善 2D 和 3D 图纸。5三、论文（设计）工作安排三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；首先采用文献研究法，通过阅读有关论文、图书及相关资料，针对具体的设计要求，着重从理论及结构上对国内外现有秸秆堆垛机进行全面的了解；第二，采用自上而下的设计方法，进行整机功能划分；第三，利用 3D 设计方法，逐一进行各机构、部件的设计，确定零件尺寸及进行干涉检查；第四，有限元分析法，利用有限元分析模块对关键部件进行强度分析。2.论文（设计）进度计划第 1 周：寻找阅读相关文献，收集有关资料，了解设计内容；第 2 周：翻译外文文献；第 3 周：分析归纳文献，写文献综述，选定研究方法，拟写开题报告；第 4 周：整理开题报告、文献综述，开题报告答辩；第 5 周：主体框架设计；第 6 周：水平运动机构设计；第 7 周：整理前几周的工作，并进行中期检查；第 8 周：机械爪设计（连杆机构）；第 9 周：起升动力装置的设计；第 10 周：起升机构的总体设计；第 11 周：导向装置的设计；第 12 周：系统的整合，进行装配；第 13 周：生成、更改完善 2D 和 3D 图纸；第 14 周：修改完善设计说明书；第 15 周：修改完善毕业设计各项内容，做好答辩 PPT，提交论文，准备答辩。6四、需要阅读的参考文献四、需要阅读的参考文献1杜波塔式起重机计算机辅助设计软件的研究J重庆大学学报，2011，30(1)：112-1172 徐格宁.起重运输机金属结构设计M.北京：机械工业出版社，2012.3陈玲等基于 ANSYS 的定柱式旋臂起重机的有限元分析J天津理工大学学报，2015(2)：1-24严正宏起重机运动机构参数优化设计D硕士学位论文.杭州：浙江大学，2012.5刘永NS100G 型 100t 伸缩臂式铁路起重机设计研究D硕士学位论文.大连：大连交通大学，2011.6李静 工程起重机综合评价方法研究D 博士学位论文.大连： 大连理工大学， 20107HDu，MKLim，KMLiewANonlinear Finite Element Model for Dynamicsof Flexible ManipulatorsMechanism and Machine Theory，2012，31(8)：1109-11198蒋建平， 李东旭 航天器挠性附件剐柔耦合动力学建模与仿真J 宇航学报， 2012，26(3)：270-2749赵超凡 20t 龙门起重机箱形主粱力学分析及优化设计J 兰州理工大学学报， 2011，30(1)：212510黄琳 起重机伸缩臂结构优化研究D 硕士学位论文.大连： 大连理工大学， 201111龚秋生.堆垛机的机械结构及控制系统设计研究D.硕士学位论文.沈阳理工大学，2013.12乔玉晶，吕宁. 立体仓库巷道堆垛机控制系统设计J.哈尔滨理工大学学报，2013.13李西刚.自动化立体仓库中堆垛机结构设计与控制技术研究D.硕士学位论文.沈阳理工大学，2014.14S.H. Gawande,A.A. Arole,K.H. Barhate,R.P. Gujar,M. Viroff.Design andDevelopment of Attachment for Hydraulic Stacker.International Journal of EngineeringScience and Technology, 2010，2 (5)：5667.15Resh,W.F.Computer aided engineering in engine design. International Journal ofVehicle Design . 2000，31(8)：110154.附：文献综述7文献综述随着化石能源的日益枯竭，其替代品新能源和可再生能源的开发及利用成为各国研究的重点，而对中国这样人均能源资源占有量很低，且分布极不均匀的发展中国家来说则显得尤为重要。我国作为农业大国，植物秸秆资源丰富，因此，秸秆能源将会成为一种发展前景非常可观的替代能源。起重机是工程建设中广泛使用的重要设备，对保证工程建设顺利进行有着重要作用。近年来，随着工程机械行业的发展，起重机产品型号和品牌不断增加，如何选择最合适的起重机成为广大用户关心的问题。 要做出正确的决策首先要对起重机产品进行客观的评价，对起重机的评价往往针对其综合性能，而起重机的性能体现在多个方面，考虑的指标较多，评价具有一定的复杂性。因此，研究起重机指标体系及评价方法，利用科学的评价方法得到客观、合理的评价结果，具有重要的现实意义。在了解了起重机伸缩臂发展现状及趋势的基础上,研究起重机臂架系统的结构和工作原理,建立伸缩臂架受力的数学模型和物理模型,完成箱型臂架的组合优化设计,实现了臂架结构自动设计、分析、计算、优化的全过程。一、我国秸秆堆垛机设计的发展现状起重机是建筑、石化、能源、交通等行业中广泛使用的起重设备，工程中常用的起重机主要有轮胎式、履带式、桅杆式、塔式等种类。起重机械经历了漫长的发展过程，现代的起重机已经成为结构复杂，科技含量高的大型机械产品。利波海尔、特雷克斯德马格、马尼托瓦克等是欧美主要的起重机生产商，这些企业发展较早，技术先进、产品性能较高，在国际上占有重要地位。日本的神钢和日立住友等起重机企业，主要生产中小吨位的起重机，具有一定的市场地位。随着中国经济的发展，国内起重机行业的技术水平有了大幅度的提高。在国内市场的带动下，国内主要的起重机企业徐工集团、中联重科、三一重工等发展迅速，一些产品达到了国际先进水平，在国际市场上也具有一定的地位。近年来，随着建筑、冶金、石化、化工、交通、能源等行业的加速发展， 我国起重机行业发展迅速， 起重机市场不断扩大。 以履带起重机为例，自 2005 年以来，履带起重机得到迅速发展，当年销售 237 台；到 2007 年，销量达到历史最高的 1648 台，同比增长 64%。与此同时，产品进口迅速减少，出口大幅增长。2000 年进口量为 128 台，出口量仅为 23 台，而 2010 年上半年出口量就达到了 223台，出口金额为 10102.8 万美元。进入“十二五”，随着国内需求的增加和出口的拉动，未来起重机行业将会继续保持较快发展。近几年，国内一些高等院校在塔式起重机结构设计和推广现代设计方法方面做了许多有成效的工作，如山东建筑工程学院张青等发表的文章“具有学习功能计算机辅助塔式起重机设计计算系统”，采用面向对象和程序接口的方法将塔机设计计算与CAE 系统集成，开发出一套具有学习功能的塔机设计计算系统。南京工业大学车辆与工程机械研究所郑东华、殷晨波发表的文章“塔式起重机计算机辅助系统”，采用面向对象的方法编制塔机的总体设计软件；具有塔机的总体设计计算、参数化图形自动生成和自动生成设计计算书等功能。 中国塔机始于 20 世纪 50 年代。综观 50 年发展史，我国塔机行业从无到有，从小到大，逐步形成了较为完整的体系，塔机成为建筑施工中的关键设备，塔机行业也成为我国发展最快的建筑机械行业之一。 我国塔机经过五十年的发展与先进国家水平差距大为缩小，并成为生产和使用的大国，但在总体的结构、性能、质量等方面与国外比还存在一定问题，主要有以下几个方面： 设计方面，国外塔机设计普遍采用计算机辅助和组合设计，大大提高了设计水平和设计速度，而我国塔机计算机辅助设计及组合设计处于初级阶段，有待于进一步提高。8 制造方面， 国外企业非常重视制造工艺及加工设备的先进性。 例如， 法国 Potain 公司的塔机钢材料加工采用了数控切割机和电视监控切割， 钢材焊接采用自动或半自动焊， 焊接时普遍都采用混合气体保护焊， 以保证焊接表面平整， 飞溅小； 德国 Liebherr公司采用高压无气喷漆方式，喷漆室是完全封闭结构。在机加工方面，数控机床已普遍使用，因而塔机在外观质量上我国与国外还存在着较大差距。 整机可靠性差距较大，国产塔机故障较多，返修率较高，国内塔机工作机构作业循环可靠性一般在 3005000 次，而法国 Potain 公司的塔机工作机构作业循环可靠性在 8000 次以上。 国内塔机自重大，自重利用系数偏高，即同样起重能力的塔机比国外产品消耗的材料多，造成自重大，经济效益差。 因此，采用现代化的设计手段、实施智能化技术是获得最佳设计效果和提高产品设计效率的重要保证。 本文研究的目的就是想在这方面进行探讨，以寻求更好的解决方法，提高我国的塔式起重机设计水平。二、世界秸秆堆垛机设计的发展现状起重机发明于二十世纪之初的欧洲，距今已有一百多年的历史，在这个过程中，塔机的承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置等各方面都有了很大的发展，其设计理论、制造工艺、检测手段等都逐渐趋于完善和规范化，并已经成为一种较完善的机械。但由于生产发展提出新的使用要求，塔机的种类、形式也需要相应地发展和创新，性能参
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