伺服式热模锻压力机关键技术的探讨

在分析传统热模锻压力机的基础上阐述了伺服式热模锻压力机的优点。伺服式热模锻压力机的关键技术包括驱动电机、工作机构和传动方案等。在驱动电机方面,分析了交流异步电机、变频调速电机、开关磁阻电机和交流伺服电机在伺服式热模锻压力机上应用的合理性。在工作机构方面,提出了将肘杆机构应用于热模锻压力机的新方法。在传动方案方面,对多电机驱动、多齿轮分散传动和多套传动机构同步方案进行了研究。最后对伺服式热模锻压力机的关键技术进行了总结。     

新型柔性可控传动机构的机械压力机研究

采用电力拖动方式的机械压力机是最主要的锻压设备,其工作机构目前均采用曲轴输入为恒定转速的单自由度传动方式实现锻冲工作,造成了在使用过程中能量利用率低、滑块运动的柔性可控性差、噪声振动污染严重,因此进行新型可控传动机构的机械压力机及其设计理论的研究势在必行.本文明确了机械压力机新型传动机构应满足的运动特性要求,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,研究获得适合机械压力机使用的数字式交流伺服电动机-普通的异步交流电动机混合驱动的双自由度的多杆可控机构.该机构既可实现滑块的低速锻冲动作及滑块给定运动轨迹,也可实现机械压力机在无离合器与制动器时滑块停在任意给定行程位置和滑块行程自动可调,值得进一步研究和推广应用.     

伺服压力机方案与设计

伺服压力机的工作原理与传统压力机不同.在总结其特点的基础上,提出不同工作机构伺服压力机的共同点及其技术方案和结构设计方法,利用恒转矩系统积蓄能量理论,推出伺服电机参数、电机轴侧总转动惯量、起动加速时间、制动器制动力矩的设计计算公式,并进行了曲柄、螺旋伺服压力机的设计与研制.结果表明,采用该设计方案的伺服压力机具有结构简单、工作可靠、价格较低的优点.     

交流伺服式机械压力机及其关键技术探讨

论述了制造业是中国的治国之本、兴国之器、强国之基,而先进的装备制造业是我国当前与未来重点的发展领域。分析了机器由机械本体系统与电气控制系统组成,而机械本体系统分别由动力源、传动部件和工作机构组成,明确指出直驱与近零传动是未来机器的发展方向。对比分析了交流异步电动机与交流永磁同步伺服电动机的优缺点,指出交流永磁同步伺服电动机是机械压力机的理想动力源。第三代锻压设备的交流伺服式机械压力机及其驱动与传动的三种典型方式分别为小型压机用丝杠-带轮式、中型压机用带轮-偏载丝杠-肘杆式、大中型压机则采用带轮-多级齿轮-曲柄滑块式。分析了国内外伺服压力机的产品现状,中大吨位的伺服压力机常采用多个交流伺服同步电动机共同驱动的方式。对交流伺服式机械压力机的关键技术进行了探讨,为我国伺服压力机追赶国际先进水平奠定坚实的基础。     

锻压设备实现低速锻冲方式合理性探讨

依据实际锻冲工艺过程,指出锻压设备的滑块运动应具有低速锻冲的必要性,同时滑块又需要快速空程和快速回程,以提高生产效率.在简介了常用锻压设备的传动方式后,分别分析了螺旋压力机、液压机、机械压力机和伺服压力机实现低速锻冲的途径,并指出其优缺点.重点对公称压力4000kN的机械压力机中的曲柄滑块机构、肘杆机构、串联四连杆机构和椭圆齿轮传动机构等实现低速锻冲方式时的位移和速度曲线进行了计算机仿真.在分析了不同锻压设备的低速锻冲方式后,提出伺服压力机具有优良的低速锻冲特性,将成为今后的主要发展方向.     

伺服机械压力机传动方案分析

由于取消了飞轮,伺服机械压力机主要依靠伺服电机的瞬时扭矩提供压制力,而大容量伺服电机的采用,极大地提高了设备的成本,具有良好增力功能的传动系统的创新设计成为伺服机械压力机开发的关键技术问题之一.对伺服机械压力机各种无飞轮传动方案进行了功能分解,对各传动方案的特点进行了比较分析,介绍了其在典型产品中的应用,并对伺服机械压力机传动系统的发展趋势进行了讨论.     

伺服电机直接驱动的压力机控制系统研究

传统机械压力机的驱动机构是离合器-制动器、飞轮,这种驱动方式使其传动系统很难变速,故机械压力机的工艺适应性差.针对这种不足,提出了伺服电机直接驱动的压力机控制方案和新的滑块驱动模式,建立了滑块运动控制系统各环节的数学模型,在此基础上建立了基于Simulink的仿真模型并进行了仿真试验.根据伺服压力机的控制要求和监控任务,开发了控制系统软件,介绍了伺服压力机样机的运行情况,最后给出了伺服压力机样机和机械压力机的试验对比,验证了设计的正确性.     

构件设计对伺服压力机三角肘杆传动机构动力的影响

针对伺服机械压力机三角肘杆传动机构,采用矢量方程解析法与动态静力学方法建立机构运动学与动力学的数学计算模型。在优化得到的可靠实用参数的基础上,不考虑摩擦,研究了在不同曲柄转速情况下,各构件重量、质心位置对整个机构所需驱动扭矩的影响。     

几种伺服压力机传动结构方案的分析与比较

介绍了几种不同的单驱动和混合驱动伺服压力机传动结构方案,对各自的运动学和功率特性进行了分析;在同一的负载条件下,对曲柄连杆式、单肘杆式、双肘杆式不同传动结构的单驱动伺服压力机的滑块行程、速度曲线、作用扭矩和功率消耗进行了比较;构建了轮系混合驱动三维结构模型,并从结构特征、伺服电机与常规电机所需功率以及两者间的功率比,对轮系混合驱动和杆系混合驱动伺服压力机的传动结构进行了分析.为伺服压力机的开发研究和设计制造提供了有益参考.     

基于PC控制技术的伺服机械压力机控制系统设计

伺服机械压力机是"数控一代"的机械压力机,其控制系统直接影响压力机的功能和性能。在对伺服机械压力机控制要求进行分析的基础上,基于PC控制技术,对伺服机械压力机的控制系统进行了设计,包括:控制器的选择、控制构架的搭建、曲轴与滑块位置的检测以及滑块轨迹的规划与控制等。采用基于PC的控制器,开发了实验样机,并对典型伺服冲压工艺进行了实验测试。实验结果表明,该伺服机械压力机的控制系统可实现包含变速、停止和反向等运动的伺服冲压工艺的规划控制,具有良好的控制性能。     

曲柄肘杆伺服压力机驱动系统设计研究

为了实现伺服压力机低速锻冲和快速空程及回程功能,同时使其满足柔性加工要求,在详细分析伺服压力机需要解决的核心问题的基础上,提出曲柄肘杆伺服压力机驱动系统的设计方案,给出了系统曲柄肘杆机构优化设计结果和驱动电机参数,同时确定了系统控制策略。然后对驱动系统的工作特性进行了详细研究,分析校核了系统的力矩和功率特性。结果表明所设计的曲柄肘杆伺服压力机驱动系统能够对不同加工工艺进行很好地控制,满足伺服压力机的工作要求。     

伺服压力机主要加工曲线模式及优点的研究

介绍了伺服压力机的普通式、静音冲裁式、高效拉深式、模内加热式等主要加工曲线模式,同时对伺服压力机生产效率高、成形精度好、模具寿命长、节能、噪声与振动低等方面的优点进行了详细阐述,其中部分优点还与机械压力机进行了比较和分析,充分展示了伺服压力机具有诸多传统机械压力机所无法比拟的优势,可以预见今后伺服压力机必将逐渐取代传统机械压力机而成为锻压技术及装备发展的新标杆.     

闭式双点液压增力压力机的设计与研究

本文提出了一种全新的闭式双点压力机设计方案。该方案将液压技术和正交增力机构巧妙地有机结合起来,从而设计出了一种具有全新机械工作原理的机械压力机。该设计以比较小的液压力通过正交增力机构增力,实现了得到很大冲压力的目的。同时,去掉了复杂庞大的带传动、齿轮传动和大型电动机等机械装置。本文将曲柄连杆压力机与液压增力压力机的特点作比较,并介绍液压增力压力机和正交增力机构的工作原理,进行正交增力机构增力系数的计算。     

伺服压力机新型减速机构发展趋势

本文以伺服压力机发展为背景,分析了伺服压力机发展对减速机构提出的新要求,根据传统伺服压力机上减速机构的不足,分析了伺服压力机新型减速机构的发展趋势,给出了四种新型减速机构在伺服压力机中的结构形式,并对各自优点进行了分析,最后对该四种减速机构在伺服压力机中的发展趋势进行了讨论。     

曲柄驱动双肘杆传动机构的设计与优化

为加工高强度、回弹大的轻量化板材,设计了一种曲柄驱动的立式传动肘杆伺服压力机。采用ADAMS软件对比分析了两种不同传动机构的工作特性。针对曲柄立式传动肘杆机构,通过矢量法建立滑块变速移动特性的运动学方程;运用ADAMS对传动机构各尺寸变量进行敏感度分析,以减少设计变量,再运用遗传算法对传动机构进行多目标优化,以减小滑块最大速度、滑块最大加速度和机构高度为优化目标。研究结果表明,优化后的曲柄立式传动肘杆机构的工作性能有较大提高,滑块最大速度降低了8.5%,滑块最大加速度降低了37.6%,曲柄最大扭矩降低了9%,机构高度降低了1%;同时该机构具有良好的保压性能和急回特性。     

伺服压力机三角连杆传动机构特性的仿真分析

应用MSC.ADAMS软件建立三角连杆机构的虚拟样机,分析了不同三角连杆形状和连杆的固定铰接点的不同位置对滑块运动速度、载荷输出和驱动扭矩的影响。分析结果对于伺服压力机连杆传动机构的设计有重要参考价值。通过对滑块冲量对机构载荷影响的仿真分析结果看,滑块冲量产生的载荷在压力机上可忽略不计。     

22000kN大型伺服压力机电控系统研究与实现

介绍了基于发那科伺服系统的大型伺服压力机机械结构及特点,并简单介绍了压力机多连杆的传动方式;结合伺服压力机的电气控制方式及特点,对发那科控制系统进行了阐述。将自主研发的上下位机系统与发那科动力系统相结合,实现整个伺服压力机自动化系统,并给出了其优异的性能指标。证明了此方案适合用于伺服压力机控制系统。     

伺服压力机位置/压力自动补偿精确运动控制研究

为了满足机械伺服压力机压力精确控制的需求,设计了一种位置/压力自动补偿精确控制的运动控制系统。首先,分析了发那科控制系统位置/压力控制原理;然后,在压力机上设计位置/压力自动补偿运动控制系统,系统通过回归校正算法提高了应变压力传感器的反馈精度,结合发那科伺服电机与控制器实现位置模式和压力模式的平稳切换;最终,实现伺服压力机位置和压力的精确自适应控制。对伺服压力机不同压力负载控制情况下压力反馈曲线和压力与位置的响应特性曲线进行分析,结果表明,本控制系统满足伺服压力机位置与压力控制的精度和稳定性的要求。     

机械压力机伺服直驱式新型永磁电动机的设计与应用研究

为了研究用于机械压力机的伺服直驱式新型永磁电动机,对压力机传动机构的合理方式进行了探讨,从而确定对伺服直驱电机的性能要求。对各类新型永磁电动机分别进行介绍,确定适合于压力机伺服驱动的拓扑结构,并制作样机和电机性能测试平台以验证直驱电机的性能特性。研制了通用型伺服驱动器,对电机各相绕组电流进行独立控制,使磁阻转矩得到合理利用,同时提高了弱磁升速能力。讨论了压力机减速制动过程中能量储存的方式,并研制了外转子开关磁通永磁电机和飞轮一体式储能系统,使伺服压力机更好地展现了节能减排方面的优势。     

伺服压力机的发展现状及其应用

介绍了伺服压力机的结构特点、工作原理和应用范围.指出伺服压力机在不远的将来,将会取代传统机械压力机而成为塑性加工装备的主流.