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一种自动装卸货装置设计说明书,一种,自动,装卸,装置,设计,说明书
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一种自动装卸货装置设计摘 要本设计是自动装卸货装置的设计，设计的目的是使用液压，电力等为动力实现货物的装卸，解决装卸过程中人力的浪费和不必要的损耗，最大程度上使装卸活动简化省力，达到所要求的设计标准，此次设计是在借鉴前人的经验和设计的基础上所进行的设计，为使设计具有新的结构性和功能性在参数选取上重新进行了计算。包括液压元件的选取，结构的设计，控制部分，执行部分等，进行了介绍，工作机构中带式输送机，扩张，上下转动机构的设计。关键词：自动装卸货装置；液压机构，送料机构ABSTRACTThis design is the design of the automatic loading and unloading cargo device, the purpose of design is the use of hydraulic, electric power to realize the loading and unloading of goods, such as solving human waste and unnecessary loss in the process of loading and unloading, the maximum extent to simplify loading and unloading activities and effort, to reach the required standard of design, the design is in reference on the basis of predecessors experience and the design of design, in order to design a new structural and functional parameters selection on again.Including the selection of hydraulic components, structural design, control parts, executive parts, etc., are introduced, working mechanism in the belt conveyor, expansion, up and down rotation mechanism design.Key words: automatic loading and unloading device;Hydraulic mechanism, feeding mechanismII目 录摘 要1目 录3第一章 绪论11.1 研究目的及意义11.2 国内外装卸机械的研究现状11.2.1 国外研究情况11.2.2 国内研究现状31.3主要研究内容5第二章 自走式装袋机的工作原理及结构设计62.1自动装载机的结构和工作原理62.1.1自动装载机的结构62.1.2自动装载机主要技术参数的确定82.1.3自动装载机工作原理92.2自动装载机工作机构的设计102.2.1可伸缩带式输送机的设计102.2.2膨胀机构设计142.2.3升降机构设计162.2.4回转机构设计172.3自动上、下料电源部分设计192.4本章小结24第三章 结论与展望26参考文献27III青岛农业大学海都学院本科毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 研究目的及意义如今，装卸作业主要工具仍然是一些老旧的原始设备，工作起来的劳动强度效率以及成本都非常的高。要提高整个物流业的经济效益，就要保证货物的完好率。各种各样的装载机械大部分都是功能比较单一，各种功能并不完善，往往只有直线的方向移动。如果仓库被门口,或者装料机不能进入汽车或扩张和收缩的变化装卸位置,车辆内部和外部的仓库不能连接到一个交通线路,工人必须进行辅助处理，如若不行则导致装卸和叠加操作不能集成,导致效率低下。在进行了大量的研究后，有了这个装置的大体想法和改进措施，对装置内部机构进行了部分的设计以及液压部分的改进。达到装卸与垛货同时进行的作用，有比较高的实用性。1.2 通过对比国内外情况进行分析1.2.1 国外的发展相比国内国外的发展较快，现在国外的装卸机已经在各个方面应用，并且用途多样，轻便快捷，发展迅速，各种先进的科技运用其中，构成了装置的多样性以及功能的多样化，会有更广的适用性和更简便的操作性。凯斯公司成立以后，一直在研究机械的搬运工作。它的各个方面都有体现，比如在搬运装置的机械智能化等方面有着很深的研究，其科技水平应用在这个上面也运用的淋漓尽致，水平非常的高。日本的小松公司也是比较厉害的角色，它致力于生产各种机械，特别是在装载运货方面的机械，小型机械的研究是他们公司比较厉害的。1.2.2 国内发展国内的发展是比较慢的，因为咱们的起步稍微落后，所以国家的各种企业机构使用的装置良莠不齐，呈现一个多元化的发展。早在21世纪早期，国内就可以应用移动装卸机进行直接的装卸到货车上。这种机构的组成部件由机械部件等如图上的机构来表示。这种机械的优势较为明显，拥有比较大的工作范围，工作起来也比较方便，缺点也是显而易见，体型比较大，修起来比较费力、用的也是比较少的。图 1.3 移动式装车机某企业使用的新型装卸机构组成结构及控制系统如图1.4所示。优势较为突出装车过程简单方便。图 1.4 装车机的结构示意图桥式自动垛货机是近年来出现的一种新型机械垛货机，可用于图书馆的工作的一种设备。该机构操作比较连贯，能够进行卸，装，摞三位一体的过程，在操作方面有着比较大的优势比较方便，也是很实用，效率与同种机构来比也要高一点。体现了自动控制技术在装载机上的应用。LS2000装卸机应用新型的结构及其设计，传动方式应用机械的传动，通过开式直链传动来替换了性能方面有缺陷的单链，现在各方面优势明显，性能上有很大的优势，不采用橡胶材料的传输带使其不会再出现之前的那些失效问题。现在国内的装卸机仍然有很多的缺陷亟待去解决，通过改进必然会有性能效率的各方面增强。它存在以下问题:(1)没有独立的行走功能。牵引机构的存在带来了各种设计方面的问题，应该设计如何使其能够自动行走。(2)提升机构有待改进。升降机构依然是老式的，结构不灵活，应该想办法进行新的改进。(3)有限的应用程序。装卸机局限性比较大，一体化实施困难。1.3主要研究内容这篇文章主要是把装卸机作为研究目标，通过专业知识来研究如何进行效率的提升，和原理的研究，设计了自动加载装置;设计了自动装载机液压系统。主要是从以下的几个方面展开:(1)首先，通过分析国外与国内的装备现况，进行自己机械设计产品的各种参数和方案的选取及调用。(2)自动装载机工作机构设计。其次，是对于输送机的结构构造的整体设计，着重的把上下，伸缩，转动的部分优化，使其更加的实用。(3)自动装载机液压系统的设计。把液压部分的各种参数，部件进行总体的研究，合理设计第二章 自动装卸机的原理和结构的设计目前，有两种类型的装卸机使用:直板型和伸缩型。单向输送的传送带，并不适用于这种结构复杂的货仓，如果要想完成货物总体的连续一体化操作，所使用的的机床就必须能够实现伸长、上下移动、来回摆动等功能，要进行以下操作，把那一边放在仓库上，把机器的一边放在车上和货物一起这样才能够实现货物的一体化装卸，达到想要的目的，把货物码垛进仓库。着重的把握了具体的设计参数，旨在更高的把各方面的效率提上来，各方面的损耗降下去，更加的高效的完成作业任务。2.1自动装载机的结构和工作原理2.1.1自动装载机的结构装置的组成部分如图所示。输入部分是通过货物输入部分、中间部分和货物运出部分组成;通过内外两部分构成了摆臂的具体部分;底部部分构成是轮部、撑架以及能够载重的车架;液压部分则是液压缸、液压泵，液压马达、电磁阀这种组件构成;电气部分由于专业的限制及其知识程度有限不能够进行完全的设计，机构的卸载装运完全由该系统控制，此处不赘述，如图2.1所示。图 2.11.货物输入部分2.货物运出部分3.中间部分 4.液压缸 5.转动机构 6.摆动机构 7.转动体8.转动机构9轴 10.液压机构 11.撑架 12.轮部 13.底架图 2.2 自动装卸机功能原理模型主要分为以下四部分:(1)输送机:输送机的部分主要是由三部分构成，如传送的带传送机构以及液压滚筒，等结构来组成。但是机构都是通过皮带与从动轮之间的摩擦力来进行驱动。由输送带、输送臂、液压马达滚筒等组成。带式输送机通过皮带与液压马达滚筒之间的摩擦来驱动皮带传播的运动。(2)伸缩机构：在伸缩机构这方面出于综合考虑，将会使用液压缸来进行长度的调节，进行长度的控制。输入机构的结构样式为燕式膨胀结构，通过两部分组成，分别是固定的部分和膨胀机构。当装置不进行工作的时候，将会把摆臂放入架的内部，伸缩臂缩回固定架内，当摆臂伸出时，就可以合理的调整它的长度，然后来进一步的使它符合工作的各种要求。(3)起升机构:起升高度的控制是通过起升液压缸来进行控制的。主要是使用电驱动，通过动力输送到液压缸，然后来进行输入输出货物的动作。(4)旋转机构：旋转轴承在此机构中起到了重要的作用。连接了输入货物输出货物的送料机和前后的旋转机构。前后的旋转机构使用铰接轴承，并与外旋机构相连，使用液压系统限定旋转角度来控制。2.1.2自动装载机主要技术参数的确定通过把握此次设计的总体要求。为满足仓库和空间等限制条件。所设计机构的大部分参数如表2.1。表 2.1 自动装卸机技术参数2.1.3装卸机运行原理 运行步骤:(1) 袋装货物在输送机上的输送过程为:货物送入中间送入货物卸载。具体流程为：装置的固定工作是通过支架来进行固定的，液压系统起到一个调节的作用，进行高度和角度的调节，其中还可以进行进出货装置的关闭与开启，以达到可以进行自动垛货高效快捷的目的。图如下2.3图 2.3 机构展开图（2） 如图所示，旋转臂的部分，其中包括有前旋和后旋两个转臂。它们通过和叶轴来进行结构上的连接。输入料机构和输出料机构是通过铰接轴承来与外摆的两端进行连接的。位置的确定和转弯是由旋转臂来进行驱动。图2.4示意图所示。图 2.4 定位转向示意图。（3）液压系统来进行调节使输送机伸展到足够的程度。液压系统是所有控制系统的动力可以控制高度控制货物运输，可以进行各个方面的调解。图2.5起升示意图图 2.5 升降图2.2自动装载机工作机构的设计工作机构的设计是比较关键的。它的设计是否合理，关乎着装置的各种性能是否能达到预期的标准，能否在原来的基础上，进一步提高其稳定性和更高的效率。该工作机构主要是通过4部分来组成，首先是可伸缩的输送机，以及可伸缩的机构，还有升降和回转等机构来组成。2.2.1可以伸长缩短的带式输送机输送机可以根据工作中的实际情况来进行长度的限定，进行变长或者是变短。上限为6500毫米，下限为3000毫米。这些数值都可以根据在工作中的需要来进行变动。输送机是扩张类型的，由下图中，可以看出来。是一个带式结构的输送机。有以下几部分构成，传送带，轴承空转，以及传送带的手臂方向改变的装置，动力装置等。具体如图所示。为了完成输送的准确性，使用伸缩运动来进行距离的调整。其中有三段伸缩臂，第1段10，第2段是9，第3段8，7为固定架。有800毫米的输送带长度间距。驱动力矩由转鼓内部电机传递到转鼓，输送带的运动由输送带与液压马达转鼓之间的摩擦驱动。图 2.6（a）送料机结构1. 驱动部分 2.带 3.承载托辊 4.链 5.变向滚筒 6.张紧轮 7.稳定装置 8. 9.10.伸缩装置 11.拉紧部分 12.储带装置；如图2.6图 2.6（b） 输送机结构3.承载托辊 13.输送臂图 2.6（c）输送机结构L1.缩回距离 L2.伸缩距离 L.总长计算送料机的设计：（1）关于输送能力部分 （2.1）以上公式中的参数：Im表示输送效果，单位kg/s；G 表示一件货物的质量，设为100kg；T 表示货物在输送机中的位移，设为1.25m；v 表示带的传动速度，单位m/s；把参数中的数带进式子，输送能力表示为 Im=78.125kg/s（2）阻力计算输送机中表示圆周力用以下公式 ； （2.2）式子中各个符号表达的含义：FH 表示存在的主要部分的阻力，单位表示为N；FN 表示存在的附加阻力，单位表示为N； 阻力的主要部分货物的主要阻力是物品在移动过程中所产生的全部。 （2.3）各个参数所表达的含义：用f来表示模拟的摩擦系数，一般选 0.02 。用L表示输送机长度，单位为m,用G表示重力加速度，g=9.81m/s2用Qb表示输送带的单位重量，kg/m， 取qB =10.8kg/m用qG表示输送货物的单位重量，kg/m， qG=G/T63.6kg/m用qRO单位长度的旋转重量，kg/m，qRO=G1/a0；用G1表示每组承载托辊旋转部分重量，kg；用a0 表示承载托辊间距，m；G1 =11.60kg；a0 =800mm；qRO = 14.21kg/m 附加阻力附加阻力组成部分：摩擦和缠绕的阻力是物料与传送带之间的阻力。关于式子中的参数：用FbA表示当送料装置处于加速度的部分的时候物料与传送带之间所产生的惯性和摩擦助力；FbA=Ima；a 输送带加速度，0.1m/s2；F1 带缠在滚筒上所产生的阻力；1N 输送带绕过的滚筒次数，取N1 =8；F1=9B（140+0.01F/B)d/D;其中，D传动滚筒直径，取 320mm；d输送带厚度，取 13.5mm；F滚筒上输送带平均张力，取 15000N；B输送带宽度，800mm代入数值得，F1 的和为796.9N ；Ft 滚筒轴承阻力；N2 改向滚筒个数，取N2 =1；Ft=0.005 (d0/D)FT ；d0 =140mm；FT 滚筒上输送带两边的张力和滚筒旋转部分所受重力的矢量和代入数值，得FT=33.9 ；故： 输送机的运行阻力：（3）传动滚筒轴功率的计算滚筒轴所传动的功率PA ：式中：FU输送机运行阻力，由式（2.2）计算得 954.3N；v 输送带最大运行速度，m/s；取v =4m/s；代入数据，得（4） 马达滚筒性能参数的计算马达滚筒转速 = 式中：v 输送带速度，m/s；D 滚筒直径，mm；代入数据得， n=38.7r/min 转矩 代入数据， M =911N.m2.2.2膨胀机构设计变化部分和液压缸进行铰接，在三级的伸缩臂最后的位置，由此来驱动伸缩运动。，通过往复直线运动来进行输送臂的伸缩。如图2.7所示。图 2.7 倍增伸缩机构结构组成: 1.伸缩臂 2.从动类齿条 3.油缸 4.活塞杆 5.大齿轮 6.小齿轮7.齿轮轴 8.固定齿条 9.固定臂伸缩机构的工作原理:活塞杆4在延长时，趟若和转动副4链接在一起的齿轮轴7此时方向相同，小齿轮6会带动固定齿条8进行滚动，于是大齿轮5与伸缩齿条2进行啮合。当延伸架2固定在三级延伸臂1上时，三级延伸臂1展开，在链轮和链条的作用下，带动一级延伸臂和二级延伸臂同步展开。要想进行输送臂的伸缩就必须要进行液压缸出油口以及进油口方向的调整。链轮的缠绕方式如图2.8所示。图 2.8 链轮链条缠绕方式齿轮齿条的伸缩机构中，伸缩臂运动中的伸缩长度和伸缩速率与活塞杆来回的行程和速度的关系是： 通过以上算式：s、v表示伸缩臂的活动距离以及活动速度；s1、 v1表示活塞杆行程和速度；r1 表示大齿轮半径；r 表示小齿轮半径；齿轮齿条传动时传动功率 P ： P=FV （2.10）在上述的算式中： F表示大齿轮与从动齿条之间的啮合力； ，m1一段质量 214.3kg；m2 二段质量 459.6kg；m3 三段质量725kg；滑动摩擦的系数是u=0.15 ，g=9.81N/kg ，计算得出啮合力F =3789N。V 表示从动齿条的移动速度，单位m/s；取V =0.2m/s；计算可得， P =758Wn表示齿轮的转速，可以通过下式计算得： 其中：用v表示从动齿条的移动速度，单位用mm/s；v =200mm/s；用d表示大齿轮的分度圆直径，单位用mm；d =80mm；代入数据得, n =47.77r/min，取 n =48r/min施加在大齿轮上的转矩：代入数据得,T =150.8kN.m通过上述计算可以得出。液压缸进行驱动的时候。每当齿轮滚动六分之一米的时候，三级伸缩臂就会相对于固定臂来说水平移动三分之一米。使用链条传动，会让两级伸缩臂对三级伸缩臂的变化是三分之一米。相比之下也是一样，第一级伸缩臂对于两级伸缩臂的位移也是三分之一米。于是，伸缩式臂长度可变动也是三点五米，液压缸位移也仅仅是零点五八三米，这样不仅在缩短液压缸行程的同时，还进行了输送机工作效率方面的增强、加强了灵活，可靠方面的性能2.2.3升降机构设计直推和连杆的两种形式是装载结构中起升部分的主要结构形式。直推形式结构有许多的优点。在效率以及结构和布局等方面都比其他机构有优势。所以我在这篇论文中决定以直推形式的提升机来进行起升。图2.9，该机构部分的组成，如图所示。1进出料输送机，2液压缸，3支架的部分，4是前后旋转的机构。提升机构的上下动作是通过液压缸来实现的，主要是通过高压油，进入到液压缸中的杆腔，要是进行提升或者是下降的动作的时候。就需要通过控制液压机构，来实现具体的动作。1234联动。图 2.9 机构示意图2.2.4回转机构设计在进行回转部分的设计的时候，决定使用回转环以及回转装置来进行回转部分的设计。回转的支撑主要有两类，柱式和转台式组成。原理图是图2.10:图 2.10 机构示意图1.铰耳 2.支撑架 3.旋转机构 4.回转支承部件 5.液压马达滚动轴承回转部分的支撑，可以分为单排，两排以及三排由排数划分可知。图2.11(a、b、c、d)油茶乐器每一类的特点，再根据实际应用中的具体要求，综合其中每个方面所需要的性能要求，选择了四点接触回转轴承。它的优点是有比较强的动载。2.3自动上、下料电源部分设计自动装卸装置的动力部分功能有两方面要求：一是满足自行式出行的驱动力二是满足工作机构的功率要求。由于之前各种参数的设定，所以我们选择使用柴油机为A490的发动机,它的输出功率很高，可达36千瓦，额定的转速为1500转每分钟。自动装卸货物的这个机构，动力是很重要的。是保证完成各种工作如传动，定位等工作的前提。2.3.1系统压力的选择要想合理的进行液压部分的有关设计，就必须要合理的选定系统压力。这种压力的选定不合理就会导致一系列的问题。过高过低都会造成不必要的损失。所以要进行合理的选择系统压力主要是由选取设备的类型、荷载极限数值、等各种因素组成。参考表2.2，压力的幅度是10到16兆帕，根据我们所想要设计产品的规模，压力定为16兆帕。2.3.2 液压缸参数的计算（1）液压缸内径的确定确定液压缸的内径就需要首先确定液压缸的负载力，公式如下。：F =PA （2.13）用F表示液压缸的负载力，包括各种性质的负载，如工作，摩擦等(N)；用A表示液压缸的有效工作面积(m2)；用P 表示液压缸的工作压力(N/m2)；无杆腔部分的液压缸，有效的工作面积：；此为有杆腔液压缸有效面积：其中 D 为缸体内径，d 为活塞杆直径 d =（0.5-0.7）D ；液压缸的有效工作面积为故，对于无活塞杆侧，液压缸内径为对于有活塞杆侧，液压缸内径为活塞直径D，活塞杆直径d塞得出结果之后，并且进行圆整，标准值。查找设计手册可以得出一下的技术参数，通过合理的选取选择伸缩液压和升降液压缸参数。表 2.3 所示，这两种液压缸均使用单活塞杆双作用液压缸。（2）液压缸工作压力的确定伸缩液压缸负载力：式中， F表示负载力；d 表示小齿轮直径，取 40mm；F1 表示啮合力，得 3889N；d1 表示大齿轮直径，取 80mm；代入数值，得 F =7.58kN无杆腔: p1=2.32Mpa，有杆腔:p2=3.54Mpa，初步选定伸缩液压油缸为 4MPa；升降液压缸最大负载力：以上算式参数：用F1 表示举升力。用Ff 表示所产生的摩擦载荷，单位是N。用v表示液压缸的举升速率大小变化； 用T 表示液压缸举升时间 T 的变化率；用v/T表示升降液压缸的起动加速度。取 0.5-1.52m/s计算得工作负载F1 =19.2kN；摩擦载荷 Ff = uG = 2.28k N ，惯性载荷Fa =1.75KN；无杆腔压力: p1 =7.36Mpa ，有杆腔:p2 =11 Mpa ；初步定升降液压缸为 11MPa；(3) 液压缸流量的计算带入升降液压缸的行程，以及平均伸出的速度等数值，查找设计手册得升降液压缸的流量Q为：当活塞杆伸出时对上式参数介绍： 用D表示液压缸内径，单位m。用v活塞杆运行速度，m/min用v 液压缸容积效率，取v =1计算得：Q1 =24.3（L/min）当活塞杆缩回时在上式的参数中：用D表示液压缸的内径，单位为m，d表示活塞杆的直径，单位为m，v表示活塞杆的运行速度，单位为m/min，v 表示液压缸的容积效率，设为1v=。通过计算得出：Q2 =23.2（L/min），由以上可得出结论，当伸出时流量数值为Q3 =12.86（L/min），返回时所用流量为Q4 =12.93（L/min）。2.3.3 液压马达参数的计算（1）确定液压马达的参数根据液压马达输出扭矩 得， 在上面的式子中： 用q 表示液压马达的排量，单位（ml/r）；用Ms表示液压马达的最大负载扭矩，单位（Nm）；用p来表示进出口的差值， 5MPa；用j 来表示液压马达所能达到的机械效率，取 0.95；代入数据可得， q =21ml/r（2）定系统产生的流量 在以上的算式：用v表示液压马达所能达到的容积效率，取 0.95用nmax表示液压马达主动轴所能达到的最高转速。回转机构旋转速度定位n =3r/min；液压马达齿轮与回转支承外齿轮构成传动比是 4 ，并且是一级的减速机构，所以需转速是nmax =12r/min；2.3.4 液压泵流量和排量的确定 流量计算如果要满足设计要求的话，液压泵中所输出的流量，要始终恒大与并且等于，所有的系统在工作的时候，所需要的最大的流量。即在以上的算式：用Qp来代表液压泵的流量；用k来表示系统中的泄漏系数，并定k=1.3 ；用Qmax 表示在复合动作中的执行部分所使用的最大总流量，取24.3L/min；计算得,Qp31.6L/min 排量的计算根据齿轮泵的输出流量为得，在以上的算式：Qp 表示泵输出的流量，单位用L/min表示；q0 表示泵所达到的排量，单位用ml/r来表示；v 表示泵所达到的容积效率，v=0.91 ； n 表示泵所标注的额定速度，取 n=1500r/min 。计上面式子代入数值：q0=23ml/r。通过各种查阅，得到液压元件具体型号，如表 2.4 所示：2.4本章小结在这一章中，我把整体以及局部的设计方法和设计思路，以及大部分的结构来进行了具体的分析，每个机构所能执行哪些功能进行了详细阐述。并且把原理和组成都进行了详细论述。剖析了其中存在的一些问题并作出了改进。实现了各个机构各个部分之间的配合。介绍了运输货物传递工具的液压系统以及最优化的选择。24第三章 结论与展望本文主要的研究对象是自动装卸机，由
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