本文關鍵詞：重載鍛造操作機夾持裝置的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對重載鍛造操作機的研究和應用水平體現(xiàn)著一個國家高端裝備制造業(yè)的競爭力。重載鍛造操作機是由機、電、液高度集成的一類特種工業(yè)機器人,多學科交叉設計是鍛造操作機設計的重要特點之一,其設計遵循一般機械裝備設計的所有要點,但基于其特殊的工況,又比一般設備的設計更加復雜和特殊。本文以工件下垂偏角、鉗口摩擦因素、鉗口旋轉(zhuǎn)角度、工件直徑等因素為控制變量,設計鍛造操作機夾持裝置的實驗平臺,對基于允許工件下垂偏轉(zhuǎn)的鉗口夾持力理論模型進行實驗驗證。實驗通過驗證兩個非結構因素(工件下垂偏角和鉗口摩擦因素)與鉗口夾持力、夾持性能的關系,來間接驗證鉗口夾持力理論研究的準確性。實驗結果與理論結果基本相符,說明鉗口夾持力理論模型的準確性。同時,實驗結果表明,下垂偏角對鉗口夾持力確定具有明顯的影響,允許工件存在一定的下垂偏角會顯著降低夾持工件所需要的鉗口夾持力。鉗口與工件之間的摩擦接觸狀態(tài)對鉗口夾持力、夾持性能具有重要影響。在滿足強度要求的前提下,通過將鉗口材料更換為鑄鐵增加摩擦系數(shù),會有效減小夾持工件所需要的鉗口夾持力,并改善夾持裝置的動態(tài)夾持性能。在鉗口夾持力理論模型驗證的基礎上,分析工件下垂偏角對傳力比和夾緊缸輸出力的影響。對鉗口旋轉(zhuǎn)位置、工件直徑、工件下垂偏角等因素與傳力比的關系進行具體分析,重新修正夾持裝置傳力比的算法,提高夾緊缸輸出力的計算精度。在理論分析與實驗研究的基礎上,研究現(xiàn)有重載鍛造操作機夾持裝置的結構特點,具體分析這些結構特點所遵循的設計原理,為新設計方案的研究提供一定的參考。在傳動角和回轉(zhuǎn)半徑約束前提下,提出夾持裝置極限位置的概念,定義夾持裝置實際工作區(qū)域與極限位置區(qū)域。設計思路的具體執(zhí)行則是確定夾持裝置極限位置區(qū)域相對于實際工作區(qū)域的最佳位置,使得在工作區(qū)域夾持裝置的整體傳力比最小,并據(jù)此確定α、L_1、L_2的參數(shù)大小。對于其它主要尺寸參數(shù)S_1、S_2、L_3的設計,根據(jù)其在結構中的位置關系和與其它尺寸之間的關聯(lián)性,采取定量設計的辦法。按新設計思路重新設計80t操作機的夾持裝置,并與原夾持裝置的夾持性能進行比較,從理論上驗證新設計方案的可行性。以課題原夾持裝置實驗平臺為基礎,按新設計方案對實驗平臺的夾持裝置進行重新設計。并對實驗平臺原夾持裝置和新設計夾持裝置的靜態(tài)夾持性能進行理論和實驗研究。并對兩套夾持裝置的動態(tài)夾持性能進行了對比實驗。理論分析和實驗結果都表明,新設計夾持裝置的靜態(tài)和動態(tài)夾持性能均優(yōu)于實驗平臺原夾持裝置,說明新設計方案的合理性與有效性。
【關鍵詞】：重載鍛造操作機 夾持裝置 鉗口夾持力 夾持實驗裝置
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 重載鍛造操作機9-10
• 1.2.1 重載鍛造操作機及其發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 鍛造裝備與鐵路機車鍛造技術10
• 1.3 重載鍛造操作機夾持裝置10-13
• 1.3.1 重載鍛造操作機夾持裝置10-11
• 1.3.2 夾持機構與連桿機構11-12
• 1.3.3 夾持裝置的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本論文研究內(nèi)容和方法13-15
• 2 鉗口夾持力的理論分析與實驗研究15-26
• 2.1 鉗口夾持力的理論分析15-18
• 2.2 鉗口夾持力的實驗研究18-25
• 2.2.1 夾持實驗裝置原理18-19
• 2.2.2 鉗口夾持力與工件下垂偏角的實驗研究19-21
• 2.2.3 鉗口夾持力與鉗口摩擦因素的實驗研究21-25
• 2.3 本章小結25-26
• 3 夾持裝置傳力比與夾緊缸輸出力研究26-32
• 3.1 夾持裝置的上部和下部26-27
• 3.2 未考慮水平分力時夾持裝置的傳力比27-28
• 3.3 考慮水平分力時夾持裝置的傳力比28-30
• 3.4 夾緊缸輸出力30
• 3.5 本章小結30-32
• 4 鍛造操作機夾持裝置結構特點分析32-37
• 4.1 夾持裝置的極限位置32
• 4.2 夾持裝置的結構特點32-34
• 4.3 結構特點的理論分析34-36
• 4.4 本章小結36-37
• 5 夾持裝置設計方法研究37-52
• 5.1 鉗口夾持力、傳力比、夾緊缸輸出力的變化規(guī)律37-38
• 5.2 L_3、S_1、S_2尺寸參數(shù)確定方案38-39
• 5.3 L_1、L_2、α 尺寸參數(shù)確定方案39-47
• 5.3.1 設計方案的提出39-41
• 5.3.2 設計方案的理論分析41-42
• 5.3.3 鉗臂夾角 α 范圍的確定42-46
• 5.3.4 L_1、L_2、L_3長度關系的確定46-47
• 5.4 80t鍛造操作機夾持裝置的設計47-50
• 5.5 本章小結50-52
• 6 夾持裝置設計方法的實驗研究52-74
• 6.1 夾持裝置的設計52-57
• 6.2 夾持裝置結構強度分析57-60
• 6.2.1 有限元模型的建立57-59
• 6.2.2 有限元模型的后處理59-60
• 6.3 夾持裝置靜態(tài)夾持性能的理論分析60-63
• 6.4 夾持裝置夾持性能的實驗研究63-73
• 6.4.1 實驗可行性分析63-65
• 6.4.2 靜態(tài)夾持性能的實驗研究65-68
• 6.4.3 動態(tài)夾持性能的實驗研究68-73
• 6.5 本章小結73-74
• 結論74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-78

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本文編號：264521