自由锻造操作机的改进

日前国内各厂使用的锻造操作机,一般生产轴类件比较理想,对生产盘类锻件就不太方便,需要人工辅助,生产效率低。为了解决利用现有操作机在自由锻锤上锻制盘类等锻件的机械化问题,我们将操作机钳口的径向旋转改为轴向旋转做了试验,并获得成功。我们的做法是:将操作机的钳口部分作了改进,安装一个辅助装置(见     

基于AMESim对径锻机操作机低速稳定性分析

针对在调试过程中遇到径锻机操作机低速运行不稳定的问题,从机械、液压各方面分析低速不稳定的原因,根据实际测试数据进行amesim仿真分析,分析影响的关键因素并提出方案在现场改进并解决问题,达到了工艺要求的操作机运动速度。     

锻压操作机的新型钳口

在锻造作业中,锻造操作机的应用,为减轻繁重的体力劳动起到了巨大的作用。然而却很难购到适应各种锻件和工艺的操作机钳口。下面介绍我们自制的三种钳口,这些钳口目前仍在不断的改进和完善中。     

气动自动开锤装置

在操作机正常工作以后,手工司锤的问题就必须解决。经过上百次试验、改进,终于试制成功气动自动开锤装置,装在5吨锤上,运转正常。现在司锤工只需按按钮,调节手把就行了,不但大大减轻了劳动强度,而且操作机的作用也进一步发挥了。     

平行连杆式锻造操作机吊挂系统结构设计试验

平行连杆式锻造操作机吊挂系统是实现锻造操作机工艺动作和承受外部载荷的主要部分,其结构的合理性直接影响操作机运动的准确性。首先根据锻造操作机运动和吊挂系统结构的特点,将其简化为二维平面结构模型,然后将锻造操作机吊挂系统结构分为提升机构、俯仰机构、缓冲机构,逐个分析了操作机吊挂系统的运动过程及影响结构设计的因素,明确了设计操作机吊挂系统结构的关键参数,并对关键参数的确定提供了设计思路。     

基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

通过对锻造操作机工作原理的分析,基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了重载操作机整机系统的虚拟样机,对操作机进行动力学仿真分析,得出典型工况下操作机的受力情况曲线.考虑了驱动力大小、大惯量构件、柔性体构件以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响,为设计操作机的结构设计提供了理论及数据依据.     

近恒力输出的锻造操作机夹持装置研究

为充分发挥锻造操作机的夹持能力,有效分析操作机夹持装置的结构特点,通过研究操作机夹持轴类零件和饼环类零件的典型应用工况,分析钳口销轴中心距对操作机所需夹持力的影响和操作机夹持装置应满足的条件,明确了操作机夹持装置近恒力输出的必要性。综合考虑夹持装置对操作机其他部件的影响,确定了夹持装置的整体结构。根据夹持装置的结构特点,研究夹持装置的传力比,分析夹持装置的关键参数和确定方法,阐述近恒力输出夹持装置的设计思路。根据近恒力输出夹持装置的研究思路,理论计算300 kN和600 kN操作机的近恒力夹持机构,对原机构和近恒力输出机构进行比较分析,确定了研究成果的可行性,为锻造操作机夹持装置的结构设计和理论研究提供了条件。     

锻造操作机的可视化刚体动力学仿真

在分析锻造操作机工作原理的基础上,采用ADAMS软件平台,建立锻造操作机的可视化三维数字化模型.考虑锻造操作机自重和外负载影响,对操作机各个部件施加相应的约束和载荷,然后进行多刚体系统的动力学三维可视化仿真,得到了典型工况运动过程中操作机受力的变化情况,并对极限载荷情况进行分析.仿真结果为锻造操作机的零部件合理设计提供了参考依据.     

完全解耦式锻造操作机运动机理与动力学

为了实现锻造操作机升降运动与水平移动之间的解耦,提出了一种从结构组成原理上实现解耦的锻造操作机机构,并对该机构的运动机理和动力学性能进行了研究与实验验证。首先,基于Hoekens四连杆机构介绍了完全解耦式锻造操作机的结构组成原理;运用螺旋理论工具分析了完全解耦式操作机机构的自由度,对其升降运动和水平移动之间的解耦机理进行了剖析。然后,基于虚功原理建立了操作机机构动力学模型,比较分析了该解耦式操作机机构和典型平行连杆式操作机机构在升降运动和锻造加工过程中的受力性能。最后,研制了该新型解耦式操作机的比例实验模型,采用激光跟踪仪测试了钳杆在升降过程中的水平位移变化量。实验结果表明:在升降运动过程中,钳杆在水平方向的位移变化量在1mm之内,基本上验证了该完全解耦式锻造操作机能够实现升降运动与水平移动之间的解耦。     

锻造操作机大车行走液压控制系统仿真研究

针对20 MN锻造操作机大车行走液压控制系统的动态特性,利用AMESim软件建立操作机大车行走液压控制系统的仿真模型,分析了空载和额定负载工况下操作机大车行走系统的动态特性。结果表明,在空载和额定负载的工作情况下,操作机大车行走系统的位置控制精度和瞬时响应速度均能达到工艺要求。仿真结果为操作机大车行走液压控制系统的改造提供理论基础。     

锻压操作机大范围顺应运动的动力学行为分析

主要研究平动式锻压操作机在拔长初期夹持短粗锻件大范围顺应运动时的动力学行为。使用拉格朗日方法建立锻压操作机顺应运动过程中的动力学模型,建模中计入大范围运动引起的构型变化与非线性刚度效应。研究操作机的主要设计参数对操作机夹钳受力性能的影响,其中包括操作机夹钳质量,竖直缓冲缸蓄能器气囊初始高度与阻尼孔面积。计算结果表明,操作机的竖向受力随着竖直缓冲缸蓄能器气囊初始高度增加而减小。竖向缓冲缸阻尼孔只在有限的范围内才起作用,在此范围内操作机的竖向受力随着阻尼孔的增大而减小。由于操作机机构构型的耦合性,操作机竖向缓冲的设计参数对操作机水平受力也有相似的影响,但是影响程度有限。而操作机两个方向受力均随着夹钳质量的增大略有增大。     

3000t快锻操作机后驱动系统的技术改造

论述德国潘克公司设计的3000t快锻机组的操作机后驱动系统存在的缺陷，以及它们实施的改进措施。     

结合加工工序锻造操作机的运动学与静力学分析

首先介绍了锻造操作机在抓取和锻造两个阶段的工作流程以及操作机在上述两个阶段需要完成的锻造动作。然后,根据基于机构的几何约束条件建立了操作机在此两阶段的位置模型,求解得到了在该两阶段各液压缸所需输入位移,为液压缸的运动控制提供了理论依据。同时,采用牛顿欧拉法建立操作机在抓取和锻造两阶段的静力学模型,分析了操作机三个液压缸的驱动力和两处关键铰链的受力,为液压缸的选型以及铰链和零部件的结构设计提供参考。     

重型锻造操作机的操作性能分析

锻造操作机与压机的协调作业可以实现大型锻件的加工制造,提高锻造系统的制造能力和材料利用率,降低系统的能耗。操作机的操作性能是锻造工艺轨迹的设计基础,也是操作机主运动机构的优化目标。根据锻造操作机的操作特点,归纳操作机的主要操作性能:运动灵巧性、动态灵巧性、力承载性能和末端刚度性能,并借鉴机器人学的运动可操作性、力可操作性和动态可操作性的研究成果引入相应的评价指标。通过对锻造工艺的分析和与传统工业机器人的对比,总结操作机的两大特殊的性能要求:对力承载性能的方向性要求和末端刚度性能的方向性要求,提出有效操作力指数和刚度方向指数。应用旋量理论计算操作机的雅可比矩阵,建立其动力学模型,对两种锻造操作机的各项性能做了全面对比,为操作机的设计与优化提供参考依据。     

双锻造操作机大车行走系统控制方法探析

双锻造操作机配合压机联动完成大型高精长轴类锻件的锻造,可以有效提高锻造效率,提升锻件品质。针对双操作机夹持锻件同步行走控制难题,以燕山大学的两台20 kN锻造操作机为研究对象,综合考虑了吊挂系统、大车行走机械和液压系统的特点,搭建了双锻造操作机大车行走系统的数学模型。在此基础上,仿真研究了独立反馈位置同步控制方法、位置速度复合独立反馈同步控制方法和位置速度复合状态差值校正同步控制方法对双操作机大车行走系统控制特性的影响。仿真结果表明,对于动力性能差异较大的两台重载机械手,基于位置速度复合状态差值校正同步控制方法的控制效果最为理想,同时设定操作机A和操作机B的给定位移200 mm、加速度1000 mm/s2时,双操作机大车行走系统的动作响应时间为105 s,同步位置误差为［-0.28 mm,0.02 mm］。研究结果可为双锻造操作机控制提供技术支撑和理论指导,对于提升锻造产品质量和实现锻造生产线的智能控制具有重要意义。     

7m×7m自动焊接操作机设计

为了解决国内首台千吨级加氢反应器的露天现场焊接难题,自行开发7m×7m自动焊接操作机。实现国内大型焊接操作机替代进口。对该操作机的设计结构进行了系统分析,并简要地介绍了设备结构和主要设计方法。     

锻造操作机液压系统设计与仿真

锻造操作机是核电、火电、轨道交通等重大装备制造的关键设备。针对锻造操作机高速、高精度以及可靠性的要求,对锻造操作机液压系统进行功能分析,在此基础上设计锻造操作机液压系统回路。锻造操作机液压控制系统包括夹持系统、提升俯仰系统、水平移动系统、缓冲系统、大车行走系统和夹钳旋转系统。采用平均流量法对液压泵站进行节能设计。在数学模型的基础上对液压系统的关键控制性能(快速性、准确性、起动性)和可靠性进行仿真分析研究。结果表明,通过对液压系统回路的合理设计,改善了液压系统的控制性能,提高了液压系统的可靠性,可为大流量液压系统的设计提供理论指导,实现锻造操作机的快速、精确、稳定、智能控制。     

锻造操作机结构系统的动力有限元建模方法研究

具有平行连杆式机构形式的万吨压机锻造操作机具有复杂的动力学行为.在瞬时机构假设和机构弹性动力学原理的基础上,研究了用空间梁单元建立操作机结构系统的有限元动力学模型的方法.根据已完成的几何设计,对某型锻造操作机结构系统进行简化,建立了在某瞬时状态下的弹性动力有限元方程.在此基础上计算得到了操作机结构系统的前六阶固有频率和固有振型.     

操作机主运动机构的解耦性研究

巨型重载操作机是极限制造装备技术的重要体现,为了降低操作机的控制难度,研究3种常见锻造操作机主运动机构的解耦性问题。建立3种锻造操作机的运动学模型,并求解机构的速度输入—输出关系矩阵,发现在传统的输出参数定义下,3种操作机的输入始终处于耦合状态。根据实际工作状态重新定义输出参数,在此基础上提出一个新的解耦定义方法。分别单独求解每个动作下的速度的输入—输出关系矩阵,并且利用Matlab仿真验证,发现其中一种操作机的主运动机构是完全解耦的,而另外两种操作机属于部分解耦。从锻造操作机主运动机构的解耦过程来看,重新定义输出是一种直观的解耦方法,该方法为并联机构的解耦提供一种新思路。     

障碍环境下移动操作机零件移动规划方法研究

将移动操作机应用于装配领域,研究了运动冗余且受非完整约柬的移动操作机系统在障碍环境下完成零件移动任务的运动规划问题。将整个任务划分成移动、夹取和转移3个子任务。将随机道路图法应用于移动操作机的协同避障规划,首先求出了移动平台的一条满足非完整约束的简单路径;然后以此路径作为操作臂位置约束,在操作臂的位形空间内随机采样构造了道路图;最后通过图的搜索获得一条移动操作机的无碰路径。以平面移动操作机为例,通过计算机仿真实现了2维工作空间的零件移动操作,表明了该方法的有效性。