籽棉裝載機(jī)抓斗的設(shè)計(jì)與仿真分析.pdf

1、我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),棉花是我國(guó)僅次于糧食的重要經(jīng)濟(jì)作物,特別是在新疆地區(qū)的棉花的種植面積及產(chǎn)量在全國(guó)都占有較大份額,是新疆兵團(tuán)的支柱產(chǎn)業(yè)。但在棉花的收獲以及加工的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,還沒(méi)有合適的籽棉裝載機(jī)具,這極大制約了棉花生產(chǎn)的機(jī)械化程度。為了節(jié)省人力,降低成本,提高棉花生產(chǎn)和加工的生產(chǎn)率,本課題在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)用于抓取棉花的抓斗。 本文提出了電動(dòng)抓斗的設(shè)計(jì)方案,從而避免了現(xiàn)有機(jī)具運(yùn)用液壓缸對(duì)棉花的污染。參考目前用碼頭裝載散貨的

2、抓斗,根據(jù)棉花的特性,進(jìn)行了抓斗的整體方案設(shè)計(jì)：抓斗整體為撐桿結(jié)構(gòu),抓斗的開(kāi)閉通過(guò)電動(dòng)葫蘆提升鋼絲繩來(lái)完成,斗體設(shè)計(jì)為抓齒,以利于抓取時(shí)插入。確定了抓斗的設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)。運(yùn)用三維建模軟件Pro/E建立了抓斗的虛擬樣機(jī)模型,并用Pro/E的仿真功能進(jìn)行了模型樣機(jī)的干涉檢驗(yàn)。通過(guò)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理計(jì)算,分析抓斗在抓取棉花時(shí)的阻力,建立了用于虛擬樣機(jī)仿真的數(shù)學(xué)模型。利用MTLAB軟件對(duì)抓斗工作時(shí)進(jìn)行仿真,根據(jù)數(shù)學(xué)模型,抓斗在每一開(kāi)度x對(duì)應(yīng)唯一的抓斗

3、抓取深度y。從而得到了抓斗抓取棉花時(shí)的軌跡曲線和抓取力矩曲線,以及抓斗工作時(shí)的抓取量,并分析抓斗設(shè)計(jì)參數(shù)α1和開(kāi)度L對(duì)抓取量的影響規(guī)律。其思路是“仿真——優(yōu)化——再仿真”,以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)。抓齒是抓斗抓取籽棉時(shí)的主要受力部件,有必要校核其是否安全。運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)抓斗在受到最大阻力時(shí)進(jìn)行受力分析,校核抓齒的強(qiáng)度。 通過(guò)本文的研究工作,設(shè)計(jì)出了可用于抓取棉花的機(jī)具設(shè)備,并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。通過(guò)對(duì)模型樣機(jī)的仿真證明該機(jī)具