【摘要】： 圍繞22t/h的鋁錠連鑄生產(chǎn)線,針對(duì)鋁錠堆垛機(jī)的翻轉(zhuǎn)裝置,本文詳細(xì)研究它的傳動(dòng)系統(tǒng),討論動(dòng)態(tài)優(yōu)化在傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用。 主軸部件是翻轉(zhuǎn)裝置的重要組成部分,在工作的過(guò)程中承擔(dān)主要的扭矩,其性能的好壞對(duì)整個(gè)翻轉(zhuǎn)裝置的性能有著很重要的影響,故需要對(duì)主軸進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)性能分析。在確定主軸支承處的剛度和阻尼后,建立恰當(dāng)?shù)撵o態(tài)模型,利用有限元分析軟件ANSYS計(jì)算,得到主軸在最大扭矩下的剛度;建立主軸的動(dòng)力學(xué)模型,運(yùn)用ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析和瞬態(tài)分析,得到主軸的固有頻率、振型以及在受到瞬態(tài)載荷的作用下的位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的情況。 本文還對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力特性進(jìn)行研究,基于Riccati傳遞矩陣法通過(guò)確定慣性元件和彈性元件,建立傳動(dòng)系統(tǒng)的集中參數(shù)動(dòng)力學(xué)模型,并建立與之相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)MATLAB編程運(yùn)算對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真,獲得翻轉(zhuǎn)裝置扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)的固有特性表征參量,并對(duì)這些數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)的分析,在此基礎(chǔ)上,計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)柔度、慣性能分布率和彈性能分布率,然后,運(yùn)用模態(tài)柔度和能量分布的原理對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化,提出以模態(tài)柔度要小、慣性能分布率和彈性能分布率均勻?yàn)閯?dòng)態(tài)優(yōu)化目標(biāo),修改傳動(dòng)系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量,另外,對(duì)于彈性能分布高的子結(jié)構(gòu),增大其阻尼,并對(duì)改進(jìn)后的翻轉(zhuǎn)裝置動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。 通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置的主軸和傳動(dòng)系統(tǒng)的性能分析和優(yōu)化,為以后進(jìn)一步改進(jìn)該結(jié)構(gòu)提供一定的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH246
【圖文】：

不能滿足我們國(guó)民生產(chǎn)的需求，為了提高鋁的產(chǎn)量，人們?cè)噲D用各種方法通過(guò)各種渠道來(lái)提高鋁的產(chǎn)量，鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組澆鑄成型生產(chǎn)線就是其中一種。鋁錠連續(xù)鑄造生產(chǎn)線是生產(chǎn)重熔用鋁錠的自動(dòng)化生產(chǎn)線(如圖1.1所示)，機(jī)組主要由鑄造機(jī)、冷卻運(yùn)輸機(jī)、堆垛機(jī)和成品運(yùn)輸機(jī)等這幾大部分組成。該生產(chǎn)線在PLC程序控制下，可自動(dòng)完成鋁錠的鑄造、冷卻、堆垛、打包和成品運(yùn)輸?shù)榷喾N生產(chǎn)工序[l]，是集機(jī)、電、光、液和氣于一體的自動(dòng)化成套冶金設(shè)備，國(guó)內(nèi)各大電解鋁廠的電解鋁成型普遍采用這樣的設(shè)備。這些設(shè)備大都是80年代中期，網(wǎng)網(wǎng)翩麗州州圖1.1鋁錠連續(xù)鑄造的作業(yè)流水線1.鑄造機(jī)2.冷卻運(yùn)輸機(jī)3.堆垛機(jī)4.成品運(yùn)輸機(jī)昆明重型機(jī)器廠和貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院共同引進(jìn)日本三菱公司鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)l2]，在一定程度上緩解了我國(guó)鋁工業(yè)裝備相對(duì)落后的矛盾，逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但由于長(zhǎng)期以來(lái)缺乏對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的吸收、消化和改進(jìn)，一些關(guān)鍵的技術(shù)難題沒(méi)有解決，比如生產(chǎn)率不高，機(jī)架的穩(wěn)定性，翻轉(zhuǎn)鋁錠時(shí)的沖擊，傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性等等

錠有可能在夾抓中晃動(dòng)，尤其是在每個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的極端位置，夾具急停和加程中這種情況更為明顯，故出現(xiàn)散錠現(xiàn)象。(2)堆垛機(jī)的主要部件翻轉(zhuǎn)裝置也有一些問(wèn)題，下面將有專門(mén)的介紹。(3)堆垛機(jī)機(jī)架剛性較弱，移動(dòng)小車及夾抓在水平和垂直方向快速移動(dòng)極端位置啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，機(jī)架顫振。(4)堆垛機(jī)一些零部件的可靠性較低。整列裝置在整列時(shí)，每層鋁錠接緊密，需要人工輔助整列，尤其是第1、3、5塊和第2、4塊的搭接。1.3.1課題的目的本課題是以22t/h鋁錠堆垛機(jī)的關(guān)鍵部件一翻轉(zhuǎn)裝置為研究對(duì)象，如圖所示，目的是針對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置存在的一些問(wèn)題，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能分析化設(shè)計(jì)，并對(duì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能預(yù)測(cè)，為翻轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)制供了理論依據(jù)。

模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，主要包括螺紋、鍵槽按實(shí)體處理;忽略空刀槽、倒角等局部特征。經(jīng)過(guò)這樣的簡(jiǎn)化可以提高計(jì)算效率，并且對(duì)計(jì)算結(jié)果精度影響很小。圖3.2為主軸的有限元模型。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張偉華;;鋁錠堆垛機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置主軸的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 石曉宇;多軸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的分析與研究[D];中北大學(xué);2012年

2 張大鵬;鋁錠翻轉(zhuǎn)機(jī)液氣驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

3 郭文靜;鋁錠鑄造機(jī)接錠裝置四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及優(yōu)化[D];蘭州理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2797297