發(fā)布時(shí)間：2020-02-01 18:38

【摘要】：重載鍛造操作機(jī)是制造產(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)現(xiàn)鍛造機(jī)械化與自動(dòng)化的重要輔助設(shè)備之一,是機(jī)、電、液高度集成的一類特種工業(yè)機(jī)器人,用于夾持鍛件配合壓機(jī)完成各鍛造工藝動(dòng)作。重型鍛造操作機(jī)的懸掛系統(tǒng)連接著操作機(jī)行走裝置與夾持裝置,是影響操作機(jī)行走控制精度的關(guān)鍵部件,其結(jié)構(gòu)形式主要有擺動(dòng)杠桿式與平行連桿式。當(dāng)鉗桿處于負(fù)載狀態(tài),由于懸掛系統(tǒng)質(zhì)量分配不均,會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)工況所產(chǎn)生的慣性沖擊嚴(yán)重影響著操作機(jī)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(jī)作為研究對(duì)象,針對(duì)制動(dòng)工況,不僅分析了制動(dòng)工況下緩沖裝置的緩沖剛度和阻尼特性對(duì)懸掛系統(tǒng)的影響,而且也進(jìn)一步考慮了回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響。首先,對(duì)鍛造操作機(jī)制動(dòng)工況進(jìn)行了理論分析,在明確操作機(jī)控制精度定義的基礎(chǔ)上,著重研究了操作機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)加速的計(jì)算方法,獲得了鍛造操作機(jī)制動(dòng)加速度的選取區(qū)間,給出了鍛造操作機(jī)處于負(fù)載狀態(tài)下的最優(yōu)停車速度。其次,針對(duì)平行連桿式鍛造操作機(jī),簡(jiǎn)化設(shè)備物理模型,分析了制動(dòng)工況下平行連桿式重載鍛造操作機(jī)懸掛模型中各桿件的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用牛頓-歐拉方程法建立了制動(dòng)工況下懸掛系統(tǒng)的單自由度動(dòng)力學(xué)微分方程,為研究操作機(jī)緩沖剛度與阻尼參數(shù)提供了條件;同時(shí),利用拉格朗日法對(duì)懸掛系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)能、勢(shì)能分析,建立了懸掛系統(tǒng)雙自由度的動(dòng)力學(xué)微分方程,為研究制動(dòng)工況下懸掛系統(tǒng)中回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響提供了前提。再者,利用MATLAB軟件平臺(tái),使用四階龍格-庫(kù)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(duì)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(jī)懸掛系統(tǒng)緩沖裝置的剛度與阻尼設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。同時(shí),獲得了制動(dòng)工況下回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對(duì)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(duì)提高操作機(jī)控制精度的作用。最后,通過(guò)Adams軟件仿真,獲得了制動(dòng)工況下操作機(jī)懸掛系統(tǒng)中緩沖裝置對(duì)懸掛系統(tǒng)的影響實(shí)驗(yàn)曲線;并進(jìn)一步得到了回彈裝置和緩沖裝置的耦合性能對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)曲線,為提高操作機(jī)控制精度提供可視化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論,驗(yàn)證了理論的可行性與合理性。本文針對(duì)特定工況簡(jiǎn)化物理模型,建立動(dòng)力學(xué)微分方程,從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的角度為操作機(jī)懸掛緩沖裝置的設(shè)計(jì)提供合理的理論依據(jù),而且通過(guò)這種研究方法明確了對(duì)回彈-緩沖裝置的耦合性能對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響,提出了減少操作機(jī)控制精度誤差的思路。
【圖文】：

鍛造操作機(jī)與壓機(jī)配合的集成系統(tǒng)

操作機(jī)3D軸測(cè)圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2575470