本文關(guān)鍵詞：對擊錘打擊能量測量與分析系統(tǒng)研究

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【摘要】：鍛錘是歷史最悠久、最常見的機械鍛造設(shè)備,依靠在高壓氣體釋放的能量驅(qū)動作用下,與下錘頭懸空對擊,高速碰撞,是各類金屬塑性成形最實用的鍛造方法,其中630KJ對擊模鍛錘作為國內(nèi)大噸位的主要鍛壓設(shè)備,為我國航天航空設(shè)備建筑提供大量的補給,其中對擊錘的關(guān)鍵部件錘桿、錘頭和模具由于長期高強度的鍛造金屬,核心器件頻繁被破壞,從鑄造到對擊錘零部件的加工成成品費用高、周期長,加工周期在一年以上,630KJ鍛錘的錘頭錘桿近60噸,高昂的代價、繁瑣的加工周期已經(jīng)成為困擾鍛錘生產(chǎn)部門的一大核心難題,對于不同的鍛件,需要不同的打擊能量,僅僅依靠鍛工的經(jīng)驗來判斷打擊力的大小(提錘高度和打擊聲音),打擊力過大或過小都會影響鍛件的加工質(zhì)量,而且會減少設(shè)備的使用壽命,這樣非常不利于設(shè)備的長期運行[1]。對擊錘鍛造過程中,打擊力與打擊能量是鍛造成形時必要的控制參數(shù),該能量的準確性控制是鍛造過程質(zhì)量控制和設(shè)備正常運行的必要條件。針對傳統(tǒng)的測量測試方法中需要在現(xiàn)場布置大量的儀器設(shè)備、無法滿足連續(xù)生產(chǎn)過程的測試要求。本課題以實際工程為背景,以對擊錘打擊過程中力能參數(shù)物理量為研究對象,通過研究630KJ對擊模鍛錘的工作原理、結(jié)構(gòu)形式,對鍛錘的兩個重要參數(shù)(加速度和位移),建立打擊階段數(shù)學(xué)模型,同時設(shè)計了以FPGA為核心,高速AD采集打擊階段上錘頭加速度,位移,下錘頭加速度隨時間的變化的規(guī)律,將打擊過程中的物理量存入對應(yīng)的Sram中,并實時通過USB2.0接口上傳到上位機,對一些功能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了物理量分析,并建立加速度,位移和打擊能量之間的數(shù)學(xué)模型,從而改造傳統(tǒng)為設(shè)計和開發(fā)數(shù)控錘的鍛錘系統(tǒng),提高全對擊模鍛錘的工作性能及為參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù),使控制系統(tǒng)能夠達到良好的控制精度和工作指標。本課題以FPGA為控制核心,主要負責(zé)數(shù)據(jù)采集、存儲、與上位機的數(shù)據(jù)通信與管理、實時多任務(wù)控制,對擊錘力能參數(shù)測量系統(tǒng)主要由FPGA以及外圍A/D、Sram、USB芯片組成。本設(shè)計集成一塊完整的硬件PCB版圖,以FPGA為邏輯控制芯片,以高速AD9226為參數(shù)采集電路、高速異步存儲器IS61LV51216作為數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng),采用USB控制芯片CY7C68013A作為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),結(jié)合Verilog進行內(nèi)部數(shù)字電路的設(shè)計,形成一套完整的硬件采集測量系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG316

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本文編號：1221174