【正文】 （ ） （ 4） 抓斗鄂板寬度 B 與最大開(kāi)度 Lm 之比 3m4= = 0 . 6 9 8 ? ?? （ ） 確定顎板的側(cè)面形狀和尺寸 顎板 側(cè) 面 形 狀 應(yīng) 該與 它需要抓取的貨物密度相吻合 。 （ 1） 抓斗張開(kāi)的覆蓋面積 2mA= B L 1. 96 4 3. 70 9 7. 28 4 m? ? ? ? （ ） （ 2） 抓斗抓取貨物時(shí)的平均挖掘深度 ? ? ? （ ） 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 9因 為增 大顎板 的 寬度 從而 增 加 抓斗 打 開(kāi)后 對(duì) 貨物 的 覆 抓取 面積，在滿足抓斗填充量的 首要條件 下，相應(yīng)地減小了抓斗閉合時(shí)的挖掘深度， 從而降低挖掘阻力。但自重太大還 會(huì) 導(dǎo)致起重機(jī) 功率 過(guò)多的浪費(fèi) ，使 它 的 額定 起重量下降和 使抓斗 超載 。 8 因?yàn)榈V石的密度為 ， 所以 要設(shè)計(jì)的 抓斗 是第三種 類(lèi)型 ,重型抓斗 。 抓斗自重的確定及其 分配 對(duì)于 優(yōu)秀的抓斗設(shè)計(jì)來(lái)講 ， 能夠使抓斗的 抓獲能力 達(dá)到最佳 ， 一定要依 據(jù) 貨物 的堆積密度 來(lái) 確定 抓斗的 關(guān)鍵 尺寸 。 10 噸以上的采用四繩的，四繩是兩根支持繩和兩根閉合繩對(duì)稱分布，可以增加抓斗的穩(wěn)定性。礦石，不像糧食什 么的需要用專用的封閉式斗體的抓斗，所以采取雙顎板。 3．抓斗的總體設(shè)計(jì) 由于 抓斗的 類(lèi)型 和規(guī)格 大小很多樣 ， 所以 在 設(shè)計(jì)時(shí) 需要重點(diǎn) 思考貨物 的堆積密度和起重機(jī)的起重量這兩個(gè) 方面 。 抓取物是礦石 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 表 抓斗工作循環(huán)過(guò)程中支持繩與閉合繩運(yùn)動(dòng)情況 抓斗狀態(tài) 空抓斗下降 抓貨 滿載抓斗上升 卸貨 支持繩 收緊 放松 收緊 收緊 閉合繩 放松 收緊 收緊 放松 抓斗的方案制定 起重機(jī)的起重量是 16 噸 。 按順序經(jīng)歷上文中的四個(gè)過(guò)程，抓斗即做完了一個(gè)完整的循環(huán)，并恢復(fù)到循環(huán)開(kāi)始前的形態(tài)，時(shí)刻準(zhǔn)備投了再次的工作狀態(tài)。 圖 抓斗 抓取貨物 的 循環(huán) 過(guò)程 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 同一瞬間，滿載抓斗的所有的噸位都是由支撐繩來(lái)承受。在滿載抓斗離開(kāi)料堆瞬間，其全部重量由閉合繩承受，然后隨著收緊支持繩，滿載抓斗的重量由支持繩和閉合繩共同承受，見(jiàn)圖 ）。隨后收緊閉合繩， 使上、下 承梁互相接近，則抓斗逐漸閉合并抓取散貨，見(jiàn)圖 ）。同時(shí)要求支持繩和閉合繩開(kāi)始按照同一速度下降，則抓斗將維持打開(kāi)的樣子停留在散料上，見(jiàn)圖 ）。 5如果兩卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)使支持繩和閉合繩以不同的方向和繩速運(yùn)動(dòng)，則抓斗的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)與其各部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)重疊。四索是指 通過(guò)四根鋼絲繩 來(lái)控制抓斗的工作 ，其中兩根 鋼絲繩 掛 在上承梁 的導(dǎo)繩裝置 上，稱為支持繩，另 外 兩根 鋼絲繩 稱為閉合繩，它 的工作原理是 穿 過(guò)上承梁 ， 再穿 過(guò) 上 下 承梁的滑輪 組 后，固定在 下承梁上， 所以需要兩臺(tái)分離的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)。 抓斗的結(jié)構(gòu)組成 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗如圖 所示由斗體， 上承梁， 下承梁，撐桿 和平衡 架 組成。 所以，我國(guó)在抓斗改進(jìn)的方面 必須要在加倍的努力和學(xué)習(xí)國(guó)外的技術(shù)長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 大連起重電機(jī)廠研究所的孫友伶發(fā)表了《抓斗撐桿的結(jié)構(gòu)改型與受力分析》，文章主要對(duì)撐桿進(jìn)行了受力分析并對(duì)如何提 升 抓 貨能力 做了 細(xì)致 的調(diào)查 分析 。 中國(guó)在 抓斗設(shè)計(jì)的 關(guān)鍵問(wèn)題中一大部分都得以完善 ，能夠保證港口順利的進(jìn)行裝卸工作。華北工學(xué)院的 梁雅琴、劉申全 的《抓斗的原理方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)》， 在論文中 提出了 比較新穎的設(shè)計(jì)理念 ，為 之后 工程 師提供了一種 新思維 在抓斗原理方案設(shè)計(jì)方面 。 但從總體發(fā)展的水平來(lái)看，我國(guó)在抓斗生產(chǎn)的技術(shù)方面還是落后德國(guó)一大截的。肖乾信教授發(fā)明了鉗式抓斗。 和抓取性能，必須要選取合理的參數(shù)，還要保證抓斗各部件的強(qiáng)度校核和工藝方面的合理性。 通過(guò) 實(shí)踐證明， 想要提高大型長(zhǎng)撐桿散貨抓斗的使用壽命長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 在我國(guó) 的抓斗發(fā)展史上有過(guò)重大貢獻(xiàn)的具體有四位， 有著抓斗大王稱號(hào)的包起帆，他致 力于港口 起重機(jī)械的 裝卸工具的發(fā)明創(chuàng)造 20 多年 。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 眾所周知，由于佩納公司在抓斗設(shè)計(jì) 行業(yè)起 著很大的 主導(dǎo)地位 ，導(dǎo)致中國(guó)主 要 市場(chǎng)上都是佩納抓斗的身影。只 有從事、研究起重機(jī)械行業(yè)的公司 ， 如德國(guó)的佩納 和德瑪格， 美國(guó) 的羅克韋爾 ，日本 的 真砂株式會(huì)社等 公司有所涉及 。當(dāng)今 世界的工業(yè)生產(chǎn)，基于社會(huì)需要的多樣性，產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)也從單一品種的大批量向著多樣產(chǎn)品的方向發(fā)展。多瓣抓斗的顎瓣數(shù)量 是指三 個(gè)以上， 大多數(shù)采用六個(gè)或者八個(gè)，抓取 大塊物料，廢 棄 鋼 材和木料 的效果比較好。 抓斗根據(jù)顎瓣的數(shù)量可以分成雙瓣抓斗和多瓣 抓斗。其中本文具體寫(xiě)的是四索 抓斗。四繩抓斗相較于雙繩抓斗多了一組閉合繩和支撐繩，可以使抓斗的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn) 定，不容易打轉(zhuǎn)。單索 抓斗常 應(yīng)用 在 帶有掛 鉤 的 起重機(jī) 上，方便裝卸少見(jiàn)的，不規(guī)則的散裝貨物， 但 其構(gòu)造與使用比較繁瑣 ，生產(chǎn)效率低。 主要的 影響因素有抓斗的底倍角， 貨物 密度， 貨物的 外形 及其大小 。 2 在使用抓斗時(shí)，這些都是不希望的 。品質(zhì) 優(yōu)異的抓斗，不能僅僅擁有 光鮮 的理論 裝載能力，而在 正常 的 使用 過(guò)程 下 ， 必須實(shí)實(shí)在在的達(dá)到所標(biāo)注的 裝載能力 。當(dāng)設(shè)計(jì)合理的 狀態(tài)下 ,抓 斗的 操作 年限 應(yīng)該和材質(zhì) 的 選擇 及其 構(gòu)成相關(guān) ,還 與它自身的 噸位 有關(guān)。 因此 設(shè)計(jì) 首先要明確 的方向是 在綜合 思考操作 的情況下， 怎樣才能 設(shè)計(jì) 出抓斗自身重量 小 而 抓取量多的起重機(jī)抓斗， 滿足抓斗的斗體 充分的填充 。 經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良 ，效率高 的 裝貨和卸貨工作 ， 必須 對(duì) 散貨的 密度 ， 起重機(jī)的起重量和 卷?yè)P(yáng)機(jī) 構(gòu) ，滑輪組等部件的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度有一個(gè)精準(zhǔn)的抉擇 。 所以 ，抓斗在港口 ，碼頭，礦石場(chǎng)等需要裝貨和 卸 貨的 作業(yè)中 得到了非常廣泛的使 用。 抓斗的概述 抓斗， 用于抓取散裝物料的一種自動(dòng)取物裝置，多用于工程機(jī)械中 ， 常安裝在 吊車(chē)懸臂的末端。國(guó)內(nèi)目前使用的抓斗種類(lèi)有很多，剪式抓斗有著抓取比大的有點(diǎn)，可以在相同的時(shí)間內(nèi)抓取 更多的散貨，但是它閉合后外形尺寸較大，使抓取散貨的空間受到限制；多瓣抓斗適合抓取塊狀或形狀不規(guī)則的物料，它不僅在抓取物料的時(shí)候有良好的切入性，而且多瓣的耐磨性也比較好，但是多瓣抓斗基本都是靠液壓或者電動(dòng)的，不適合用在大噸位上；長(zhǎng)撐桿雙瓣抓斗的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輕盈，閉合力強(qiáng)，物料充填率高 ，所以被廣泛的 運(yùn)用在了港口裝卸散貨上。 現(xiàn)如今 ， 抓斗卸貨船 的使用率最高，作為卸 貨船 最重要的 零件 抓斗 ， 大家 對(duì)它進(jìn)行了越來(lái)越多的 探究 。 1根據(jù)優(yōu)化之后的 參數(shù)，再 出抓斗主要 圖紙 ，如上下承梁，斗體，平衡架，撐桿的工程圖和裝配圖。最后，編寫(xiě)程序， 用 C 語(yǔ)言 對(duì)抓斗 的抓取 力進(jìn)行了 研究，以抓斗閉合繩拉力 生成 的抓取力 作 為目標(biāo)函數(shù)，將設(shè)計(jì)好的抓斗參數(shù) 通過(guò)數(shù)學(xué) 方法 變成 函數(shù) 方程 。再對(duì)主要部件，如軸，軸承，鍵，顎板等部件進(jìn)行強(qiáng)度的校核。 但是 目前在使用的礦石抓斗的抓獲 效率不是很大，所以 想要通過(guò)復(fù)合函數(shù)循環(huán)求解 的方法 改進(jìn)參數(shù) ，提 升 抓斗的抓獲力，從而提高抓獲 效率。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 長(zhǎng) 撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 交稿日期 2021 年 4 月 30 日 教務(wù)處制 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 I 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 摘 要 抓斗 的發(fā)明是人類(lèi)歷史上的一種進(jìn)步，從使用大量勞動(dòng) 力來(lái)搬運(yùn)物品到現(xiàn)在只需要一個(gè)起重機(jī)司機(jī)操作抓斗來(lái)抓取物品。節(jié)約 額外的勞動(dòng)力和 卸貨 時(shí)間，還 很大程度上 提升 了 抓斗工作 的效率。 具體的方法是：先是根據(jù) 實(shí)習(xí)工作中的 經(jīng)驗(yàn)和通過(guò)查閱一些相關(guān)資料，制定需要 設(shè)計(jì)的抓斗的噸位和抓取物料，確定抓斗設(shè)計(jì)需要的一些主要參數(shù)，然后對(duì)抓斗主要的部件進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中最主要的是散料的特性和抓斗本身的參數(shù)確 定。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的抓斗的數(shù)據(jù)，用 INVENTOR 制圖軟件建立一套簡(jiǎn)易的抓斗模型。為了避免 抓斗結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 不達(dá)標(biāo)的情況 發(fā)生 ， 所以要改進(jìn)四索 抓斗的主要參數(shù)，改 正了 從前只 通過(guò) 工作 經(jīng)驗(yàn) 來(lái) 選取抓斗的參數(shù)，使抓斗抓取 力比原方案 提升 10%。 關(guān)鍵詞： 抓斗，參數(shù)化，模型， C 語(yǔ)言 長(zhǎng)撐桿雙瓣四索抓斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化 II The Structural Design and Optimization of The Grab with Long Poles, TwoJaw and FourRope Abstract The invention of the grab bucket is a kind of progress in the history of mankind, from using a large amount of labor to carry items to only need a clamshell crane driver operation to grab objects now. Save the extra labor and auxiliary time, and also greatly improve the efficiency of loading and unloading. But I think the grab efficiency of the ore grab is not very big, So I want to improve grab grasping force through parameter optimization to improve the efficiency of scraping. The specific method is: First, it based on the internships that I work in the experience and access to some related information to formulate the tonnage and capture materials of the grab that I will design. To make sure some major parameters that grab design needs. Then analyze and design the main ponents of grab, In the design process， the most important things are the characteristics of bulk material and parameters determination of a grab itself. Afterwards, I check the strength of the main parts, such as shaft, bearing, key, jaw and so on. According to the grab data that calculated with， then using the inventor mapping software to establish a simple model of the grab bucket. At last, write a program and use MATLAB to analyze the grab force, To grab a closed rope tension produced by grasping force as objective function, front already will design the grab parameter transformed as the linear equation. Under the condition of ensure the structural strength of grab, optimizing the key parameters of grab with