伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,國民經(jīng)濟(jì)對鋼管的需求與日俱增。飛鋸機(jī)作為生產(chǎn)線上將鋼管隨動切斷的設(shè)備,在鋼管的生產(chǎn)加工過程中起到了至關(guān)重要的作用。對于飛鋸機(jī)設(shè)計的研究日益成為學(xué)術(shù)研究中的熱點(diǎn)。針對于大型的方管,傳統(tǒng)的飛鋸機(jī)有著能耗高、精度低、可靠性差等缺點(diǎn)。因此,研究適用于大型方管的新型仿形飛鋸機(jī)成為了鋼管飛鋸機(jī)行業(yè)發(fā)展的必由之路。本文以尺寸為300mm×300mm的方管為例,對鋼管飛鋸機(jī)進(jìn)行分析研究。本文的研究內(nèi)容主要如下:設(shè)計飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的運(yùn)動過程對飛鋸機(jī)的追蹤系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃。經(jīng)過研究,采用sin2α方式進(jìn)行追蹤運(yùn)動。這樣可以在高效完成追蹤任務(wù)的前提下有效的避免沖擊載荷的產(chǎn)生,降低對于電動機(jī)和飛鋸機(jī)其余部分的沖擊。設(shè)計飛鋸機(jī)的鋸切系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)有的研究成果,進(jìn)行飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的設(shè)計工作。其中將包含鋸切系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,參數(shù)選擇,零件設(shè)計等內(nèi)容。其要求為滿足外形尺寸為300mm×300mm,壁厚為6-10mm鋼管的加工需要。利用Solidworks軟件對零件進(jìn)行實(shí)體建模并完成裝配�；贏DAMS的飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)功率優(yōu)化設(shè)計在方管的鋸切加工過程中,在切削到鋼管角部的位置時,會產(chǎn)生一段空行程,這段空行程將史功率產(chǎn)生很大的波動。本節(jié)將通過對走刀軌跡優(yōu)化,使這段空行程的功率波動降到最小。其思路是將已經(jīng)在Solidworks中完成的模型導(dǎo)入到ADAMS中,添加運(yùn)動副,電動機(jī)等。通過一系列函數(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析、動力學(xué)分析、優(yōu)化設(shè)計。最終使飛鋸機(jī)的功率波動系數(shù)下降了32.46%。基于ANSYS的飛鋸機(jī)關(guān)鍵零件的有限元分析、優(yōu)化設(shè)計與可靠性設(shè)計。本節(jié)對飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的關(guān)鍵零件進(jìn)行校核。其內(nèi)容主要包括利用ANSYS軟件建模加載,測出其最大等效應(yīng)力。對關(guān)鍵部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,使搖臂機(jī)構(gòu)外殼質(zhì)量下降了41.27%。對關(guān)鍵零件進(jìn)行可靠性設(shè)計,求解驗(yàn)證零件在工作時是否安全。并運(yùn)用了模態(tài)分析,測出了零件在不同的頻率下的共振情況。
【學(xué)位單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG561
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究來源及背景
        1.1.1 鋼管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 鋼管的種類及制造流程
        1.1.3 飛鋸機(jī)在鋼管生產(chǎn)過程中的作用
    1.2 國內(nèi)外飛鋸機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 目前國內(nèi)外研究所存在的問題
    1.4 飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的研究意義與主要內(nèi)容
第二章 飛鋸機(jī)追蹤系統(tǒng)的運(yùn)動控制分析
    2.1 概述
    2.2 鋼管飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹
        2.2.1 鋼管的加工參數(shù)
        2.2.2 飛鋸機(jī)的整體結(jié)構(gòu)
    2.3 追蹤系統(tǒng)的運(yùn)動分析
    2.4 對各階段運(yùn)動的設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鋼管飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)設(shè)計與建模
    3.1 飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 大盤自轉(zhuǎn)系統(tǒng)
        3.1.2 鋸片自轉(zhuǎn)系統(tǒng)
        3.1.3 搖臂系統(tǒng)
        3.1.4 徑向進(jìn)給系統(tǒng)
    3.2 基于Solidworks的建模過程
        3.2.1 Solidworks軟件概述
        3.2.2 主要零件的建模及裝配
        3.2.3 干涉檢查
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于ADAMS的飛鋸機(jī)仿真與優(yōu)化
    4.1 仿形鋸切過程的工作原理
    4.2 鋸片相關(guān)參數(shù)選擇與計算
        4.2.1 關(guān)于鋸片尺寸的分析
        4.2.2 每齒進(jìn)給量與進(jìn)給速度分析計算
        4.2.3 鋸切力的計算
    4.3 基于ADAMS的仿真
    4.4 仿真相關(guān)參數(shù)的確定
        4.4.1 鋸片中心位置的計算
        4.4.2 關(guān)于鋸片與鋼管內(nèi)外壁交點(diǎn)的位置
        4.4.3 關(guān)于側(cè)吃刀量的計算
        4.4.4 載荷的綜合表達(dá)式
    4.5 仿真與優(yōu)化
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于ANSYS的關(guān)鍵部件有限元計算與可靠性設(shè)計
    5.1 有限元法簡介
    5.2 基于ANSYS的關(guān)鍵零件的分析
        5.2.1 關(guān)于輸出軸的受力分析與校核
        5.2.2 關(guān)于輸出軸的模態(tài)分析
        5.2.3 關(guān)于外殼的受力分析與校核
        5.2.4 關(guān)于外殼的模態(tài)分析
    5.3 基于ANSYS的搖臂系統(tǒng)外殼的輕量化設(shè)計
        5.3.1 概述
        5.3.2 確定設(shè)計變量
        5.3.3 優(yōu)化設(shè)計
    5.4 關(guān)于減速器外殼的可靠性設(shè)計
        5.4.1 傳統(tǒng)的強(qiáng)度校核
        5.4.2 可靠性設(shè)計介紹
        5.4.3 外殼的可靠性設(shè)計
    5.5 本章小結(jié)
第六章 論文總結(jié)與課題展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝

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本文編號：2888103