完全解耦式锻造操作机机理与性能分析

发布时间：2017-07-15 07:24

  本文关键词：完全解耦式锻造操作机机理与性能分析

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【摘要】：锻造操作机作为现代化锻造系统的重要设备之一,用于夹持大型锻件,配合锻造压力机完成锻件的锻造工作。它的使用能大大提高锻件锻造的生产效率和生产质量。国外锻造操作机的研究与发展已经达到先进水平,我国很多技术与产品都是依赖于进口,所以掌握锻造操作机自主研制技术显得尤为重要。本文首先提出一种完全解耦式锻造操作机,该操作机基于Hoekens近直线输出四杆机构的直线输出特性,直接将该机构用于锻造操作机的水平缓冲装置,实现了锻造操作机在升降过程中,升降运动与水平移动的解耦。采用螺旋理论的方法分析其自由度;建立了机构在升降运动、俯仰运动以及锻造过程三种不同工况下的运动学正反解模型。然后结合工序对锻造操作机进行位置分析和速度分析,得出其雅克比矩阵,为动力学求解做准备。其次,结合工程实际,分析锻造操作机在升降运动、俯仰运动以及锻造过程三种工况下的静力学和动力学。采用牛顿欧拉法建立机构静力学平衡方程,然后在速度求解的基础上,求解机构各连杆的角加速度,并利用虚功原理建立其动力学模型。为更好的反映出完全解耦式锻造操作机的性能,将其与典型DDS锻造操作机进行比较分析,为后续结构的优化设计做准备。最后,设计并研制完全解耦式锻造操作机主运动机构1/20比例实验模型,搭建电气控制系统并进行相关实验研究,以验证部分理论分析的正确性。
【关键词】：锻造操作机 完全解耦式 运动学 动力学
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 锻造操作机的研究状况11-16
• 1.2.1 国外锻造操作机的研究状况13-14
• 1.2.2 国内锻造操作机的研究状况14-16
• 1.3 锻造操作机介绍16-18
• 1.4 课题意义及主要研究内容18-20
• 第2章 锻造操作机运动学性能分析与比较20-44
• 2.1 引言20
• 2.2 完全解耦式锻造操作机机构结构特征描述20-23
• 2.2.1 Hoekens近直线输出四杆机构20-21
• 2.2.2 完全解耦式锻造操作机机构21-23
• 2.3 完全解耦式锻造操作机自由度分析23-26
• 2.4 锻造操作机运动学性能分析与比较26-42
• 2.4.1 锻造操作机工序简介26
• 2.4.2 完全解耦式锻造操作机主运动机构升降运动解耦机理分析与比较26-30
• 2.4.3 锻造操作机的主运动机构运动学性能分析与比较30-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 锻造操作机静力学性能分析与比较44-54
• 3.1 引言44
• 3.2 锻造操作机静力学性能分析与比较44-53
• 3.2.1 完全解耦式锻造操作机静力学分析45-49
• 3.2.2 锻造操作机静力学性能比较分析49-53
• 3.3 本章小结53-54
• 第4章 锻造操作机动力学性能分析与比较54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 完全解耦式锻造操作机角加速度求解54-59
• 4.2.1 升降运动角加速度求解54-57
• 4.2.2 俯仰运动角加速度求解57-58
• 4.2.3 锻造过程角加速度求解58-59
• 4.3 完全解耦式锻造操作机质心加速度求解59-65
• 4.4 锻造操作机动力学分析与比较65-69
• 4.4.1 动力学求解65-67
• 4.4.2 动力学性能对比分析67-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第5章 实验模型研制与实验研究70-82
• 5.1 引言70
• 5.2 尺寸优化设计70-71
• 5.3 样机研制71-74
• 5.4 样机控制系统74-77
• 5.4.1 原理图74-75
• 5.4.2 硬件介绍75-76
• 5.4.3 软件介绍76-77
• 5.5 实验验证77-81
• 5.5.1 锻造操作机动作完成实验77
• 5.5.2 完全解耦式锻造操作机解耦性实验验证77-81
• 5.6 本章小结81-82
• 结论82-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果87-88
• 致谢88-89
• 作者简介89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王凤喜;锻造液压机与操作机的发展[J];锻压机械;1998年06期

2 李刚;刘德时;;锻压操作机大范围顺应运动的动力学行为分析[J];机械工程学报;2010年11期

3 赵勇;林忠钦;王皓;;重型锻造操作机的操作性能分析[J];机械工程学报;2010年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许允斗;基于并联机构理论大型锻造操作机设计与分析[D];燕山大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王怀彬;锻造操作机运动学与逆动力学分析[D];上海交通大学;2008年

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本文编号：542947