【摘要】：重載鍛造操作機是制造產(chǎn)業(yè)鏈中實現(xiàn)鍛造機械化與自動化的重要輔助設(shè)備之一,是機、電、液高度集成的一類特種工業(yè)機器人,用于夾持鍛件配合壓機完成各鍛造工藝動作。重型鍛造操作機的懸掛系統(tǒng)連接著操作機行走裝置與夾持裝置,是影響操作機行走控制精度的關(guān)鍵部件,其結(jié)構(gòu)形式主要有擺動杠桿式與平行連桿式。當(dāng)鉗桿處于負載狀態(tài),由于懸掛系統(tǒng)質(zhì)量分配不均,會導(dǎo)致制動工況所產(chǎn)生的慣性沖擊嚴重影響著操作機的工作精度,并限制其快速響應(yīng)能力。本文以300KN平行連桿式重載鍛造操作機作為研究對象,針對制動工況,不僅分析了制動工況下緩沖裝置的緩沖剛度和阻尼特性對懸掛系統(tǒng)的影響,而且也進一步考慮了回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對系統(tǒng)振動的影響。首先,對鍛造操作機制動工況進行了理論分析,在明確操作機控制精度定義的基礎(chǔ)上,著重研究了操作機啟動和制動加速的計算方法,獲得了鍛造操作機制動加速度的選取區(qū)間,給出了鍛造操作機處于負載狀態(tài)下的最優(yōu)停車速度。其次,針對平行連桿式鍛造操作機,簡化設(shè)備物理模型,分析了制動工況下平行連桿式重載鍛造操作機懸掛模型中各桿件的受力和運動狀態(tài),利用牛頓-歐拉方程法建立了制動工況下懸掛系統(tǒng)的單自由度動力學(xué)微分方程,為研究操作機緩沖剛度與阻尼參數(shù)提供了條件;同時,利用拉格朗日法對懸掛系統(tǒng)進行動能、勢能分析,建立了懸掛系統(tǒng)雙自由度的動力學(xué)微分方程,為研究制動工況下懸掛系統(tǒng)中回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對系統(tǒng)振動的影響提供了前提。再者,利用MATLAB軟件平臺,使用四階龍格-庫塔法分別求解了單自由度牛頓-歐拉方程和雙自由度拉格朗日方程微分方程。分析了緩沖剛度和緩沖阻尼對吊桿擺角、鉗桿質(zhì)心位置變化規(guī)律的影響,為平行連桿式操作機懸掛系統(tǒng)緩沖裝置的剛度與阻尼設(shè)計提供了理論依據(jù)。同時,獲得了制動工況下回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對懸掛系統(tǒng)轉(zhuǎn)臂擺角、吊桿擺角、鉗桿質(zhì)心的變化規(guī)律,明確了懸掛系統(tǒng)中回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對提高操作機控制精度的作用。最后,通過Adams軟件仿真,獲得了制動工況下操作機懸掛系統(tǒng)中緩沖裝置對懸掛系統(tǒng)的影響實驗曲線;并進一步得到了回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對系統(tǒng)振動影響的實驗曲線,為提高操作機控制精度提供可視化虛擬仿真實驗研究結(jié)論,驗證了理論的可行性與合理性。本文針對特定工況簡化物理模型,建立動力學(xué)微分方程,從系統(tǒng)動力學(xué)的角度為操作機懸掛緩沖裝置的設(shè)計提供合理的理論依據(jù),而且通過這種研究方法明確了對回彈-緩沖裝置的耦合性能對系統(tǒng)振動的影響,提出了減少操作機控制精度誤差的思路。
【圖文】：

鍛造操作機與壓機配合的集成系統(tǒng)

操作機3D軸測圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG315

【參考文獻】

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本文編號：2575470