本文關(guān)鍵詞：鍛造操作機夾持性能的仿真實驗研究

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【摘要】：鍛造操作機是快鍛液壓機組中重要的輔助設(shè)備之一,能夠極大地提高液壓機的使用效率,改善工作環(huán)境,減輕工人勞動強度。隨著我國制造業(yè)的高速發(fā)展,對構(gòu)件數(shù)量和質(zhì)量的需求也迅速提高,開展操作機的基礎(chǔ)科學(xué)研究,對提升我國巨型重載制造裝備的獨立設(shè)計、制造能力和國際競爭力具有重要的意義。國家973計劃項目“巨型重載操作裝備的基礎(chǔ)科學(xué)問題”,圍繞3個基礎(chǔ)問題,開展了7個課題研究,部分工作已有突出進展和重要創(chuàng)新。但是在鍛造操作機夾持機理和夾持力研究方面,仍然缺乏有效突破,操作機夾持力分析計算已成為制約重載操作機夾緊裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的瓶頸。本課題研究是基于允許鍛件下垂偏轉(zhuǎn)的工況,對鍛造操作機夾持力進行理論分析,闡述基于允許鍛件下垂偏轉(zhuǎn)的夾持力計算方法,分析影響夾持狀態(tài)的相關(guān)因素;根據(jù)大型鍛造操作機夾持機構(gòu)的設(shè)計原理和實際應(yīng)用工況,設(shè)計夾持機構(gòu)實驗裝置,為實驗研究提供條件;結(jié)合理論分析思路,利用實驗裝置測試夾持機構(gòu)在不同條件下的夾持力;建立夾持機構(gòu)實驗裝置虛擬仿真模型并進行仿真分析;綜合研究夾持機構(gòu)實驗裝置的夾持力計算結(jié)果、實驗測試數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果,明確鍛造操作機夾持力確定方法。論文對基于允許鍛件下垂偏轉(zhuǎn)的鍛造操作機夾持力進行了理論分析,根據(jù)分析結(jié)果提出了實驗研究方案;在夾持力實驗裝置設(shè)計中,解決了下垂偏角的測量問題,并利用BALLUFF BSI_MOD_0002角度傳感器簡化了夾持力動態(tài)測試結(jié)構(gòu)。論文采用ANSYS Workbench對實驗裝置的夾持機構(gòu)模型進行了有限元仿真,分析了夾持機構(gòu)各零部件的應(yīng)力分布規(guī)律;運用ANSYS經(jīng)典仿真分析了鉗口與工件接觸面上的接觸應(yīng)力,仿真結(jié)果表明其接觸應(yīng)力并不是按線性規(guī)律分布;運用ADAMS動力學(xué)仿真分析驗證了夾持機構(gòu)實驗裝置設(shè)計和理論計算的合理性;圍繞理論分析結(jié)果,對夾持機構(gòu)實驗裝置分別進行了動、靜態(tài)夾持實驗,即對鉗口處于垂直狀態(tài)、水平狀態(tài)時的夾持力以及鉗口旋轉(zhuǎn)時動態(tài)夾持力進行實驗,結(jié)果表明,鉗口的旋轉(zhuǎn)角度以及工件下垂偏角對夾持力的影響不容忽視。在鉗口處于垂直狀態(tài)時,工件下垂角度對夾持力的影響較大,在處于水平狀態(tài)時,工件下垂角度對夾持力的影響較小。根據(jù)不同測試條件,測試了夾持機構(gòu)實驗裝置實現(xiàn)穩(wěn)定夾持的夾緊缸輸出力;進行了夾持機構(gòu)實驗裝置的鉗口應(yīng)力測試,分析了鉗口應(yīng)力變化規(guī)律。將試驗測試與仿真分析進行對比分析,總結(jié)了夾持機構(gòu)實驗裝置在動態(tài)過程中的夾持力及受力元件的應(yīng)力變化。
【關(guān)鍵詞】：鍛造操作機 夾持機構(gòu) 下垂角 有限元分析
【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】：2015
【分類號】：TG315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 快鍛液壓機組概述9-10
• 1.3 鍛造操作機概述10-12
• 1.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4.1 國外鍛造操作機的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4.2 國內(nèi)鍛造操作機的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.5 論文研究背景13-14
• 1.6 論文研究內(nèi)容與方法14-15
• 2 鍛造操作機夾持力計算方法分析15-19
• 2.1 工件尺寸計算15
• 2.2 鉗口在垂直位置時的夾持力15-16
• 2.3 鉗口在水平位置時的夾持力16-17
• 2.4 確定鉗口任意旋轉(zhuǎn)角度的最小穩(wěn)定夾持力17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 3 夾持機構(gòu)實驗裝置設(shè)計19-34
• 3.1 鍛造操作機夾持原理19-20
• 3.2 實驗裝置原理設(shè)計20-22
• 3.3 實驗裝置關(guān)鍵零部件的設(shè)計22-33
• 3.3.1 夾持機構(gòu)的設(shè)計22-29
• 3.3.2 夾緊缸的設(shè)計29-30
• 3.3.3 工件下垂偏角檢測裝置設(shè)計30-31
• 3.3.4 移動架的設(shè)計31-32
• 3.3.5 機架的設(shè)計32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 實驗裝置零部件的選擇與計算34-39
• 4.1 夾緊缸的選擇與計算34-36
• 4.2 軸承的選擇與計算36-37
• 4.3 電機減速機的選擇與計算37-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 5 夾持機構(gòu)的仿真分析39-48
• 5.1 夾持機構(gòu)ANSYS Workbench靜力學(xué)仿真分析39-44
• 5.1.1 夾持機構(gòu)ANSYS Workbench有限元分析前處理39-41
• 5.1.2 夾持機構(gòu)ANSYS Workbench有限元分析后處理41-44
• 5.2 鉗口接觸應(yīng)力的仿真分析44-46
• 5.2.1 ANSYS有限元分析前處理44-45
• 5.2.2 ANSYS有限元分析后處理45-46
• 5.3 夾持機構(gòu)動力學(xué)仿真分析46-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 6 夾持機構(gòu)實驗裝置的實驗分析48-52
• 6.1 實驗?zāi)康?/span>48-49
• 6.2 實驗數(shù)據(jù)采集與分析49-51
• 6.3 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻53-55
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果55

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