随着第十四个五年计划和2035年远景目标的提出,制造业将持续朝着高端化、智能化、绿色化的方向发展。高水平自动化生产线可有效的提升产品的生产速度及成品质量,降低工作人员的劳动强度,适应市场需求。而在黑火药生产过程中的布料环节依旧采用人工的生产方式,其效率低、精度差、人工成本高、危险性大。为了实现黑火药的自动化成型生产,本课题设计一款适用于粉状黑火药成型生产线中的布料装置。本文的主要研究内容包括布料装置的方案确立、空间布局的构建、三维模型的设计以及关键部件的有限元分析等。首先,分析传统的人工布料过程,通过手动操作铜铲将黑火药铲入量料器中,并将黑火药表面刮平、预压成型,随后搬运到油压机中进行压料,结合设计要求,确定布料装置的工艺流程。基于机械产品概念设计将布料装置功能分解为辊道输送、料框定位、料框升降、物料布料以及物料预压等五个主要子功能。对各子功能的设计方案进行评价,得出较优的子功能结构解。其次,基于网络层次分析法对三种料框升降机构的设计方案进行评价,分析各决策指标的相互影响关系,构建网络层次模型。采用1-9标度法确定各决策指标之间的相对权重值,将各指标的重要性进行定量化处理。利用Super Decisions软件处理数据,得到各方案的优先级顺序,确定料框升降机构的较优方案。根据各子功能选用的较优方案,设计出布料装置的空间布局。然后,按照选用的机构工作原理进行结构设计,利用Solid Works软件对各机构进行三维建模及装配,从而获得布料装置整体的三维模型。为了保障黑火药布料装置的运行安全,选用防爆电机、气动马达及气缸等安全系数较高的驱动元器件作为布料装置的动力输入,使用防尘罩对裸漏在外界环境的运动部件进行保护。最后,利用ANASY Workbench软件对料框升降机构、辊道输送机架进行静力学分析,根据在最大载荷下的变形量、应力分布情况校核该机构的刚度与强度。基于模态分析,得出辊道输送机架前六阶的固有频率、相应振型及振幅,并与布料装置外部产生的激励频率相比较,确保布料装置在正常工作过程中不会发生共振现象。本课题设计的布料装置满足各项技术要求,具有良好的稳定性和可靠性,可有效提高粉状黑火药成型生产线的自动化程度,对类似物料的布料及输送提供理论参考。