虚拟样机技术在多锤头破碎机工作装置设计中的应用

论文摘要

多锤头破碎机是一种由动力系统、底盘、行走系统、液压系统、工作装置、电气系统、控制系统等组成的路面施工机械,其工作装置的工作原理是:通过液压油缸把重锤举升到设定的高度,然后重锤在重力的作用下下落,当与地面接触时,重锤的动力势能转化为冲击力从而对路面进行破碎。目前本机械广泛运用于公路的路面改造和养护施工。本论文主要研究内容是基于总体设计方案和设计参数的基础上,建立多锤头破碎机工作装置的三维实体模型,然后添加一定的边界约束条件建立工作装置的虚拟样机,通过对虚拟样机进行运动学分析来验证设计方案的合理性。同时应用动力学分析软件ADAMS建立了多锤头破碎机工作装置的虚拟样机进行动力学的分析,得出工作锤头的动力学特性曲线。通过对对特征曲线的对比分析,验证了用该方法建立的虚拟样机与实际工况是相符。根据仿真结果进行样机设计和生产,并对样机进行破碎试验,对破碎后的试验路面进行取样分析,进一步验证整个研究过程的合理性。通过对多锤头破碎机工作装置的虚拟样机设计和研究,可得如下结论:1、虚拟样机技术不仅可以应用到多锤头破碎机工作装置的设计中,而且对整机的设计也有较好参考价值;2、其它类似的复杂机械设备的设计也可以采用虚拟样机技术进行设计,这样会降低设计工作的劳动强度、缩短设计周期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 多锤头破碎机国内外发展现状
• 1.2 本课题研究的内容及其意义
• 第二章 多锤头破碎机工作装置设计理论及参数化特征建模
• 2.1 多锤头破碎机工作装置概述
• 2.2 多锤头破碎机工作装置设计方法
• 2.2.1 多锤头破碎机工作装置的传统设计方法
• 2.2.2 CAX 技术及其软件
• 2.3 多锤头破碎机工作装置的研究体系
• 2.3.1 多锤头破碎机工作装置虚拟样机的构建流程
• 2.3.2 多锤头破碎机工作装置的研究体系
• 2.4 参数化设计技术
• 2.5 PRO/E 参数化零件特征建模
• 2.6 PRO/E 环境下工作装置的虚拟装配及其干涉检查
• 2.7 本章小结
• 第三章 多锤头破碎机工作装置的 ADAMS 动力学仿真及其设计
• 3.1 仿真软件介绍
• 3.2 运动学和动力学方程
• 3.2.1 ADAMS 的运动学方程
• 3.2.2 ADAMS 的动力学方程
• 3.3 在ADAMS 环境中建立动力学仿真模型
• 3.3.1 ADAMS 环境中工作装置虚拟样机的建立流程
• 3.3.2 Pro/E 环境下工作装置装配模型的导入
• 3.4 ADAMS 环境中工作装置虚拟样机的仿真分析
• 3.4.1 多锤头破碎机在工况1 中的仿真分析
• 3.4.2 多锤头破碎机在工况2 中的仿真分析
• 3.4.3 不同工况下仿真结果的对比分析
• 3.5 工作装置的整体设计
• 3.6 锤架形式及导轨的设计
• 3.6.1 锤架的设计
• 3.6.2 导轨的设计
• 3.6.3 锤架的选材及其整体连接方式的确定
• 3.7 本章小结
• 第四章 破碎试验及破碎效果的检测
• 4.1 试验路段
• 4.2 施工前的准备工作
• 4.3 碎石化施工前需要确定的工艺参数
• 4.4 施工顺序
• 4.4.1 破碎
• 4.4.2 洒布透层油
• 4.4.3 养护
• 4.4.4 施工注意事项
• 4.5 碎石化施工工艺流程和试验路段
• 4.5.1 主要工艺流程
• 4.5.2 破碎试验路段
• 4.5.3 碎石化施工过程控制
• 4.6 效果分析
• 4.7 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录