基于ANSYS的SF-22码垛机机械手结构设计及分析.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER基于ANSYS的SF_22码垛机机械手结构设计及分析闰炎I_z。闰利文-一。韩志强-·2(1．天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222：2．天津市高速高精重点实验室，天津300222)摘要：运用有限元分析软件ANSYS对SF一22码垛机的机械手结构进行受力分析，包括机械手在上升状态下，以及其在整个码垛过程中的危险位置进行受力分析。研究了对于机械手框架强度有影响的参数，分析了其框架的静动态特性，校核了机械手框架的强度、刚度等参数，其结果满足作业过程中对于码垛机机械手强度及刚度的要求。

2、保证了工作的稳定性及可靠性，延长了整机的使用寿命，得到了较为满意的设计方案。关键词：码垛机；ANSYS仿真；机械手中图分类号：TP241文献标志码：A文章编号：1002—2333(2016)08—0099—02StructuralDesignandAnalysisofSF-22StackingMachineManipulatorBasedonANSYSYANYan匕rANLiwenl，2，HANZhiqiangto(1．TianjinUniversityofTechnologyandEducation，Tianjin300222，Chi

3、na；2．TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCutting＆PrecisionMachining，Tianjin300222，China)Abstract：ThispaperanalyzesthestructurestressofthemanipulatorinSF一22stackingmachineusingANSYSunderthemanipulatorrisingstateanddangerouspositionduringthewholepalletizingprocess．Theparameters

4、thataffectthestrengthofthemanipulatorframearestudied．Thestaticanddynamiccharacteristicsoftheframeareanalyzed．Thestaticanddynamiccharacteristicsofthewholemanipulatorframearechecked．Theresultscanmeetthestiffnessandstrengthrequirementofthepalletizingmachineduringtheoperatio

5、nprocess．Thestabilityandreliabilityoftheworkareensured．Theservicelifeofthewholemachineisprolonged．Andasatisfactorydesignschemeisobtained．Keywords：stackingmachine：ANSYSsimulation；manipulator0引言SF一22码垛机采用取砖、码砖，取板、码板一体化完成的方式，将制作好的砌块砖进行码垛。为提高码垛机的码垛效率及码垛机的使用寿命，因此需要对码垛机关键部件进行研

6、究。在建立码垛机的i维模型，确定其整机结构后，借助ANSYS有限元软件，对sF一22码垛机机械手结构进行受力分析。并研究了其整体的静动态特性，检验了机械手整体结构的强度、刚度，得到了比较满意的设计方案。提高了设计效率．改进了设计：r艺，保证了整机的安全、平稳运行：1码垛机机械手工作要求及其结构，．J码垛机机械手工作要求码垛机机械手所夹取砖块尺寸为长389mm，宽289mm，高190mm。机械手一次可最多抓取6块砖。1．2码垛机机械手结构图1码垛机机械手整体结构如图l所示，该机械手包含连接板结构、夹紧结构、支撑结构及驱动单元等四大部分。由

7、设计要求知，机械手的设计需要保证砖在运输过程中，不能掉落，因此需要进行其结构强度、刚度及稳定性的验证。2码垛机机械手静态特性分析由于ANSYS的建模功能较弱，所以在UG中建立机械手的机械结构模型I“。将机械手的机械结构按照要求进行简化后，导入ANSYSWorkbench软件中，借助StaticStructural模块对其进行静力学分析

8、21。由分析可知，机械手总‘质量m．为269．34kg，6块砖m，的总质量为108kg，在抓取砖后上升过程中机械手蓑季套淼翼．m20，警0机．4罂械手÷曹过2．攀63．0，7每甲后上升到最高位置后进行旋转

9、动作，上升时间为3、s。机械手上升过程中经历先匀加速运动，后匀速运动，最后匀减速运动过程，其速度与时间关系如图2所示pl。由图2可知，该运动方程为JS=il珊2l抑l￡2+虿lm32。(1)式ee：tJ：0