对收排线机的研究大部分是集中于开发新的产品和收排线机的控制方面,而很少涉足于收排线机结构分析与结构优化以及收排线机受力测试的。目前,对收排线机的设计由于缺乏有效的理论依据,大多沿用了以往的设计思想,采用类比的经验设计方法,常常选择过大的安全系数,势必造成所设计的结构尺寸与重量偏大,结构设计不尽合理。而龙门式结构是收排线机中的主流结构形式之一,因此对XSP800龙门式收排线机进行结构分析与优化设计有重要的实际价值。本文基于有限元理论,以ANSYS有限元软件为工具,对XSP800收排线机进行结构分析和优化设计。根据实际情况,将收排线机分成两个部分:机架和升降机构,分别进行结构分析与结构优化。首先,利用ANSYS软件对机架进行结构分析。对机架进行受力分析,在ANSYS中建立机架有限元模型,对机架三种工况下的强度和刚度进行校核,验证原始设计的合理性,得知机架结构强度性能有待提高的结论;对机架结构进行模态分析,得出机架结构的固有频率和振型;对机架结构进行疲劳寿命分析,得出机架结构危险部位的疲劳寿命,验证了原始设计的安全性。其次,利用ANSYS软件对升降机构进行结构分析。在ANSYS软件中建立升降机构有限元模型,施加边界条件进行求解计算,得出升降机构应力和位移分布规律,并对升降机构进行强度和刚度的校核,验证了原始设计的安全性,为进一步结构优化奠定了基础。接着,进行了收排线机应力测试实验。利用DH-5920动态信号测试分析系统采集到测试点在特定工况下的应力曲线;比较分析了实验结果与有限元模拟结果,验证了有限元模拟结果的正确性。最后,对收排线机进行结构改进与结构优化。利用ANSYS的优化设计模块对机架和升降机构进行优化设计,得出的最优设计较原始设计强度和刚度性能均有所提高,重量减轻效果也非常明显,达到了优化设计的目的。最优设计可作为该型号收排线机设计的参考,对其它类似机构的设计也有借鉴意义。