基于ADAMS及ANSYS的层码垛设备的设计

刘江，秦宝荣，王淑华

(浙江工业大学 特种装备制造和先进加工技术教育部重点实验室, 浙江 杭州310014)

    切割成型后的陶粒增强加气砌块需要码垛搬运至特殊场地进行养护。结合该物料的自身特殊性，设计了一种层码垛机设备。首先用Solidworks建立了三维模型，确定了结构方案的可行性；然后用ADAMS对其进行了运动仿真和受力分析，为层码垛机选择合适的运动方案；最后借助ANSYS有限元法对层码垛设备整体进行了静动态特性分析，评价了其性能并进行结构改进，提高了其动态特性性能，得到了满意的结果。

    砌块物料即陶粒增强加气砌块是一种新型建筑节能自保温材料，具有质量轻、强度高、保温性能好、吸水率低等特点［1-2］。现有的生产工艺中要求陶粒增强加气砌块码垛并搬运至特殊场地进行养护,而码垛机器人成本较高且适用于精度要求较高的场合，不适合中小型企业。本文结合砌块物料自身材料结构特殊性，设计了一种专用于陶粒块状物料的码垛机设备，借助ADAMS对该设备进行运动分析，验证了整体过程运动规律的合理性；用有限元分析方法对其进行了静动态特性分析，并根据其整机动态特性性能的不足对整机进行了改进，提高了其动态特性性能，得到了满意的结果。

1砌块物料码垛设计要求

    切割后的砌块从低位进料，码垛好的砌块总共有6层，尺寸是1 200mm×1 200mm×1 200mm。 物料码垛要求：对砌块物料完整性损坏小，夹持稳定；码垛机的码垛速度为8min/循环，最大码垛效率为26t/h；砌块每层交叉叠放，排列整齐。

2总体方案设计及工作原理

    根据砌块物料码垛设计的要求，通过多种方案的对比，得出最佳方案，其整体模型结构如图1所示。

    砌块物料在码垛指定位置等待码垛，码垛机升降框架装置驱动夹持装置完成夹持物料动作并进行上下运动，待移动到一定高度后，水平驱动装置驱动夹持装置和物料移动到出料处正上方，再由升降框架装置驱动夹持物料装置下降至指定高度，松开物料，完成一层砌块的码垛，夹持物料装置再回到初始位置等待下一层的码垛。其中旋转装置可以驱动夹持装置旋转90°。

3码垛机的运动学仿真

3.1码垛机的初始参数设置

    根据设计要求，将仿真时间设置为80s,步数......

作者简介：刘江(1989—)，男，贵州江口人，浙江工业大学硕士研究生，主要研究方向为机械设计及理论。
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