重载锻造操作机夹持力研究

对重载锻造操作机夹持力计算的重要性和困难性进行分析,指出钳口表面有别于一般意义上的机械手夹持面。并将夹持装置钳口与锻件接触面之间简化为钳口凸齿与锻件挤压槽的作用,提出一种夹持力计算的思路。根据使用工况,将钳口工作分为夹紧状态和夹持状态,阐述两种状态的工作特点和作用,建立工件夹持状态下的受力模型,计算夹持状态下钳口在水平和垂直两个位置时的夹持力。用放大系数修正后的夹持力确定钳杆夹紧液压缸输出力,实现夹紧状态时钳口与工件之间形成充分的凹凸齿作用,以保证钳口夹持状态时能够输出最大夹持力矩。结合钳口与工件接触表面的结构特点和作用,提出钳口凸齿设计的思路和原则。实例计算和虚拟样机仿真证明计算结果有效。     

巨型重载夹持装置动态夹持力建模与承载能力分析

针对巨型重载操作机的央持装置,以广泛使用的压杆式夹持装置为研究对象,建立从驱动力至夹持力的包含摩擦力矩、惯性力和锻件半径影响的力学模型,主要考察钳口处于垂直和水平两个特殊位置,并利用动力学仿真软件ADAMS进行动态仿真,模型计算值和ADAMS仿真值比较吻合,证明所建数学模型的合理性.采用所建力学模型,对夹持装置承载能力的影响因素进行分析,为探讨大尺度时变蓖载工况下夹持装置承载能力和建立其评价指标提供理论支持.     

锻造操作机夹持机构优化设计

锻造操作机的发展水平是影响重大装备制造业发展的一个重要因素。而夹钳机构作为锻造操作机的重要组成部分,它设计的好坏直接影响到整个锻造操作机的使用性能。针对锻造操作机的夹钳机构进行研究,进行了夹持机构的钳口设计以及运动学和静力学分析,考虑传动角和结构设计等约束条件,以更优的力传递效率为目标,通过遗传算法对夹钳机构进行优化设计。设计结果表明,优化后的夹钳机构在满足性能需求的同时,力的传递效率显著提升,同时结构更加紧凑。     

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。     

锻造操作机夹持机构的设计

通过分析锻造操作机夹持机构的典型工况,以钳口处于两个极限夹持位置时机构的力传递效率相同为依据,结合夹持机构的关键结构参数,利用解析几何法建立了机构的平面坐标系,根据机构自身结构特点及几何关系推导了确定夹持机构的方程式。使机构处于两个极限位置时输出力相同且最大,提高了操作机夹持机构的效率及夹持能力。理论计算了300 kN夹持机构的关键结构参数,验证了研究思路的可行性,为锻造操作机夹持机构的研究及设计提供了参考。     

重载夹持装置接触力的封闭性

对钳口欠约束的重载锻造操作机夹持机构的结构特点进行分析,指出重载夹持装置夹持接触力的封闭性及优化计算的重要性和困难性。在比较分析重载夹持操作和多指手抓取作业的力封闭性特点基础上,将重载夹持装置的钳口与锻件接触界面之间复杂的分布式动接触作用等效为接触约束区合成的集中力的摩擦点接触模型,基于BUSS等发现的摩擦点约束与正定对称矩阵的等价性,研究重载夹持装置的力封闭性判别方法。结合重载夹持接触的特点,对动态作业过程中满足力封闭条件的夹持接触界面的等效合力接触点位置进行搜索,并采用线性约束梯度流的迭代优化算法实现对钳口接触力的优化和所需最优夹紧力的计算。仿真和试验结果的比较分析表明计算方法的有效性。     

锻造操作机夹持机构最优夹紧力分析

利用Pro-E、Mechanism/Pro、ADAMS和ANSYS等软件建立了夹持机构的多刚体动力学模型和有限元模型,在考虑摩擦基础上研究了夹持力F0与下倾角φ的关系,分析了不同夹紧力F0夹持额定负载时夹持机构的强度。研究结果表明,综合考虑锻件下倾角φ和关键零件的安全系数n,该夹持机构夹持额定负载时的最优工作夹紧力为240T～250T。研究结果对于提高操作机夹持机构的可靠性以及进一步实现柔性夹持控制具有重要意义。     

磁粉夹持系统夹持力理论分析和实验研究

针对整体结构件加工过程中存在的装夹难的问题,提出了一种利用磁粉颗粒传递夹持力的装夹方案。介绍了磁粉夹持系统夹持的基本原理,分析影响磁粉夹持系统夹持力大小的各种因素,确定了磁粉颗粒的摩擦系数、磁感应强度和磁粉填充区域为主要的影响因素。通过实验测定了不同目数的磁粉颗粒的摩擦系数,并利用实验平台测定了电流大小、磁粉填充高度与夹持力大小的关系,根据实验数据确定了磁粉颗粒的目数,得出了磁粉填充高度、电流大小与垂直和水平夹持力的函数关系。     

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。     

微创外科手术器械末端执行器夹持力建模与分析

针对主从微创外科手术机器人同一主手控制不同手术器械在相同开合角度下的夹持力安全问题,研究了手术器械末端执行器的夹持力,建立了一种求解末端夹持力的数学模型.所建立的模型考虑了钢丝绳与导向轮之间的非线性摩擦、指部与腕部的运动耦合以及钢丝绳在导向轮上的蠕动变形对夹持力的影响,得到了在相应开合角度下电机电流与手术器械末端执行器夹持力之间的映射关系;同时,对缝合针所受夹持力进行了受力分析,得到末端执行器对缝合针的夹持力以及末端执行器对缝合针的拉拔力与电机电流之间的关系.通过Matlab对夹持力模型进行仿真研究,得到手术器械末端执行器在考虑和不考虑摩擦与变形情况下的夹持力变化曲线,特别是得到了对缝合针的夹持力和拉拔力随电流变化的曲线图.仿真结果表明,所建立的夹持力数学模型更贴近实际情况,为后续有效和安全夹持力控制提供了理论依据.     

锻造操作机夹钳回转系统动态特性仿真研究

该文利用Pro/E三维软件建立了操作机夹钳回转机构的参数化实体模型,通过机构分析得到较为精确的负载参量;基于AMESim建立了夹钳回转系统的仿真模型,将负载分析结果代入仿真模型中,分析了常锻和快锻两种操作模式时夹钳回转系统的动态特性;仿真结果对于操作机夹钳回转系统的设计具有一定的理论指导意义。     

热缩刀柄夹持力的理论模型与有限元分析

HSK热缩刀柄是一种适合高速加工的新型工具系统,夹持力是决定其能否正常工作的关键,研究热缩刀柄夹持力的影响因素对生产过程具有指导意义.本文建立了热缩刀柄一刀具配合模型,研究了热缩刀柄-刀具配合夹持力的影响因素,利用有限元技术对夹持力的影响因素进行了仿真分析,验证了理论模型,解释了加工中掉刀现象的发生机理,并提出了在不同...     

新型锻造夹持机构力学建模和承载能力分析

介绍了一种基于机构组合的新型锻造夹持机构,应用联立约束法建立新夹持机构的力学模型,利用反作用力响应盲区的概念对新机构的承载能力进行进一步的分析,建立ADAMS动力学模型,对新旧机构在水平和垂直夹持两个位置时夹持机构夹持力进行比较,计算结果与模拟结果一致.最后通过现场实验证明:新夹钳在锻件垂直位置比原夹钳能够减少至少一半的油缸推力,显著提高了巨型重载夹持机构的承载能力.为巨型重载夹持机构的设计提供了一种思路.     

重载工作台动态卸荷建模及其仿真研究

研究了一种新型重载进给工作台动态卸荷原理,采用电机伺服驱动定位与液压伺服辅助驱动融合在一起的伺服驱动结构,建立了电机定位驱动、液压辅助驱动与工作台滑板之间的动态数学模型,并对进给工作台数学模型在模拟条件下进行了卸荷控制仿真。     

串联气缸驱动肘杆-杠杆增力机构内夹持装置设计

介绍了一种基于肘杆—杠杆增力机构的串联气缸驱动的内夹持装置的创新设计思路,说明了其主要工作原理和基本的技术性能,并给出了说明参照图片和相应的夹紧力计算公式,介绍了这种机构的主要优点和优越性能。所介绍的这种内夹持装置机构,主要是以串联气缸、肘杆—杠杆增力机构来解决气压传动输出力不足的缺陷,以满足较大的输出力,而且通过变换杠杆的形状和长度以满足不同尺寸工件的加工要求,整体结构采用对称布置,使得整体布局美观。     

夹持力对填充孔复合材料层合板层间应力的影响分析

提出了采用螺栓填充孔形式研究复合材料层合板连接接头孔边层间应力分布规律,并建立了含零厚度界面胶层的三维有限元模型对受面内拉伸载荷的层合板孔边层间应力进行求解。结果表明:层间正应力沿孔分布主要受螺栓夹持力影响,相同夹持力下,不同界面层的层间正应力集中在同一范围内波动;层间剪切应力既受到螺栓夹持力影响又与界面层的类型有关系,如[-45/90]和[0/-45]界面层层间剪切应力整体取值大于其他界面层;螺栓夹持力引起的层间正应力主要为压应力,对层间强度有益,但同时产生的层间剪切应力不利于层间强度的提高,因此存在合适的螺栓夹持力使复合材料接头具有良好的孔边层间强度。     

复合驱动重载进给工作台系统的建模及仿真

提出了采用电动机驱动丝杠与液压缸联合实现复合驱动进给工作台方式,即电动机驱动实现精确定位,液压系统实现动态卸荷。建立了复合驱动工作台的力学模型,并对模型进行了数值仿真。结果表明,采用复合驱动的方式可实现重载条件下电动机驱动的动态卸荷,可有效解决在重载条件下工作台的精确定位问题。     

基于ADAMS的重载柱式旋臂起重机的动力学仿真分析

针对重载柱式旋臂起重机的结构特点,利用Solidworks软件建立柱式旋臂起重机三维模型。采用D-H坐标系方法建立起重机系统的数学模型,并得出其运动学正、逆解。在ADAMS软件环境下对柱式旋臂起重机虚拟样机系统进行动力学仿真,从而获得起重机关键部件的运行动态特性与末端执行器Z轴方向位移特征曲线。对起重机关键部件在运行过程中的误差波动及形成原因进行了分析,验证虚拟样机模型设计的合理性。最后通过对起重机在典型工况下进行轨迹规划,实现了柱式旋臂起重机系统稳定控制的目的,并分析了柱式旋臂起重机关键部件的峰值力矩特征规律,验证了驱动电机功率参数选择的合理性。     

差速齿轮传动系统的动态啮合力影响规律研究

以差速齿轮传动系统为研究对象,建立动力学模型和系统振动微分方程,以齿轮副的准静态传递误差作为系统的动态激励,通过Matlab/Simulink求解系统振动微分方程,开展了差速齿轮传动系统从定轴状态到差动状态下,差动输入转速大小和方向对动态啮合力的影响规律研究.结果表明:差速齿轮传动系统从定轴状态到差动状态,动态啮合力的幅值先快速衰减,之后保持不变,动态啮合力随时间周期变化.差动输入正向时,快速衰减阶段的最大动态啮合力随着转速增大而减小;反向时,随着转速增大而增大.差动输入正向时,周期变化阶段的最大动态啮合力随着转速增大而增大;反向时,随着转速增大而减小.     

标准动态力发生装置国内外研究现状

介绍了用于动态力值计量的标准动态力发生装置研究的意义及国内外研究概况,同时提出了标准动态力发生装置研究的方向。