精锻机关键技术研究进展北大核心CSCD

精锻机广泛应用于国防、航空航天领域特殊原材料的加工,已经成为“大国重器”。介绍了精锻机主机锻造箱的最新研究成果。基于锤头运动方式的不同对主机锻造箱进行区分,并总结了其外部箱体和内部锤头的设计及优化过程。同时,对有关操作机夹头结构的研究进行了梳理。结合精锻机工作原理,分类论述了锻造过程中锤头同步运动、夹头旋转和操作机轴向进给的控制难点及解决方法。概述了精锻机整体控制系统的研究现状,并在此基础上提出了专用数控系统的设计。探究了精锻机工艺参数对锻件质量的影响,提出了采用仿真优化与实时监测相结合的方法来提高锻造效率和精度。最后,总结了精锻机设备的全面国产化研发思路,展望了精锻机的发展方向。     

精锻机关键动作协作分析

介绍了精锻机的机械设备和锻造原理，探究了精锻机关键动作——锤头偏心锻打、夹头间歇旋转、操作机随动进给之间的协作过程，推导出锤头偏心运动的位移曲线，并合理划分了锤头锻打期和锻造间歇期。根据锻造误差计算出夹头极限旋转速度，并结合锤头锻造和夹头旋转的协作机理，提出伺服油缸速度补偿的夹头间歇旋转方法，进而分析出与精锻机锻造周期适配的补偿油缸期望运行轨迹。针对精锻机锻件变形伸长问题，提出可工程实现的操作机随动进给方法，在四锤头螺旋式锻造工艺基础上，提出可使工件圆周锻造均匀的双侧操作机最佳进给速度。最后总结了精锻机关键技术协作控制的研究思路，为后续的国产化开发和应用奠定基础。     

200kN液压锻造操作机监控系统研究

针对200kN液压锻造操作机特性,采用模块化构造、结构化编程思想,建立了由工业控制计算机和可编程控制器组成的现场总线控制系统。下位机采用西门子S7-300可编程控制器实现操作机前进、后退、俯仰、旋转等一系列动作,上位机采用WinCC编程实现操作机的数据采集、监控和故障诊断等功能。通过实验和仿真对比证明:该系统响应速度快,位置控制准确,精度高,降低了系统复杂程度,提高了工作稳定性。     

锻造操作机旋转位置控制系统仿真研究

针对400 kN/800kN·m锻造操作机旋转控制系统的特点,通过MATLAB/Simulink和AMESim协同仿真技术对锻造操作机旋转液压伺服控制系统进行建模和仿真研究.仿真结果表明:基于模糊控制算法的控制系统可以自动适应锻造操作机的现场工作环境,动态输出PID控制器的各项调节参数,与基于普通PID算法的控制系统相...     

基于虚拟样机技术的锻造操作机控制特性研究(英文)

针对锻造操作机动作功能多、系统复杂、多领域模型耦合的特征,基于虚拟样机技术对锻造操作机的机械系统和液压控制系统进行了建模。采用模型接口的方法搭建了锻造操作机多学科领域协同仿真模型。研究了锻造操作机大车行走、夹钳旋转和夹钳平行升降3个主要动作的稳定性、准确性和快速性。结果表明,该方法可行,对于锻造操作机液压控制系统的优化设计具有一定的理论指导意义。     

20 T锻造操作机夹钳旋转液压控制系统设计

设计了锻造操作机夹钳旋转电液比例控制系统,建立了夹钳旋转机构的数学模型,确定了PID控制器的初始参数,并在此基础上得出对应的模糊逻辑系统。通过MATLAB／Simulink和AMESim联合仿真技术对锻造操作机旋转液压控制系统进行建模与仿真研究,结果表明：设计方案合理,数学模型准确,基于模糊PID控制的系统鲁棒性更好。     

径锻机夹钳简谐振动系统仿真研究

对操作机夹钳旋转简谐振动原理进行分析,总结出径锻机锤头位移和操作机夹钳间歇性旋转动作之间的对应关系,并利用Amesim搭建了径锻机夹钳简谐振动系统的仿真模型,建立了锤头位移与简谐振动液压伺服阀信号之间的函数关系,将锤头位移转化为液压伺服阀控制信号为折线、等加减速曲线、正弦曲线3种函数关系.在其余参数相同的条件下改变锻造...     

平行连杆式锻造操作机缓冲装置的结构特性分析

根据平行连杆式锻造操作机的结构特性和控制原理，分析了锻造操作机吊挂系统的工况，明确了锻造操作机的缓冲机理，建立了锻造操作机的启动和制动工况动力学模型，为优化锻造操作机的缓冲性能提供了理论支撑。结合锻造操作机的缓冲机理和工况，分析了缓冲缸和平升缸对锻造操作机缓冲性能的影响，明确了平升缸在缓冲装置中的作用。通过对缓冲缸的受力状态和平升缸驱动力矩的分析，提出了影响锻造操作机缓冲性能的结构因素，研究了钳杆平升降与缓冲缸、平升缸与前转架的位置关系对缓冲性能的影响，确定了前吊杆和缓冲缸的结构参数，明确了锻造操作机缓冲装置关键结构因素的内在关系，为锻造操作机的动力学分析和吊挂系统结构设计提供了理论依据。     

100 t锻造操作机夹钳旋转驱动液压系统设计

锻造操作机夹钳旋转系统直接与钢锭接触,具有承受锻造载荷波动范围大、负载夹持扭矩大、旋转角位移控制精度高等特点,对夹钳旋转液压系统的合理设计及液压元件的恰当选型是提高锻造精度和锻造质量重要的途径和方法。基于100 t液压锻造操作机,依据设备工作性质,选定了液压系统的工作压力;通过对其机械结构及技术性能参数进行分析,确立了液压系统的设计方案,并在此基础上对液压原理图进行了详细设计;针对设备在不同工况下的工作特点及性能要求,通过关键参数的计算对主要液压元件进行了选型。设备使用结果显示,操作机夹钳旋转工作平稳,夹钳旋转定位精度达到±1°,旋转性能满足设计要求。     

大型有轨锻造操作机行走机构设计

行走机构是有轨锻造操作机的关键部件,其结构优劣决定着设备运行的稳定性和控制的精确性,其性能直接影响着锻造生产效率和锻件质量.本文论述了有轨锻造操作机行走机构的结构及特点,提出了行走无隙传动系统,为大型锻造操作机的研发提供了设计思路.     

锻造操作机夹钳旋转系统的T-S模糊建模

针对锻造操作机液压伺服驱动夹钳旋转系统的强非线性问题,提出了一种基于T-S模糊模型的夹钳旋转系统的建模方法。根据夹钳旋转系统的非线性特性,把锻造操作机夹钳旋转系统的状态空间划分为若干个子空间,构建成具有参数不确定性的T-S模糊模型。将模糊推理系统中的模糊规则及隶属度函数参数通过自适应模糊神经网络自学习整定,产生模糊规则和隶属度函数。通过实验验证所建夹钳旋转系统T-S模糊模型的合理性。实验结果表明,建立夹钳旋转系统T-S模糊模型的输出与实验实际系统的输出基本吻合,所建立的夹钳旋转系统T-S模糊模型为夹钳旋转系统的控制提供了基础。     

锻造操作机大车行走系统模糊控制与实验验证

针对锻造操作机大车行走液压伺服系统高性能控制的需求,基于传统PID控制的行走系统难以取得高性能控制的问题,对锻造操作机的大车行走系统进行了系统的模糊控制实验研究。采用了一种解析式模糊控制器,该模糊的控制规则库具有确定的数学模型,解析表达式类似于传统PID结构,参数整定可以借助于PID的整定方法来获得,避免了传统模糊设计存在的较大随意性和经验性。锻造操作机大车行走系统的控制实验研究表明,与传统的PID控制器相比,该方法具有超调小、控制精度高、鲁棒性强以及便于工程实现等优点,是锻造操作机大车行走系统以及相似液压伺服系统控制的一种切实可行的方法。     

四锤头精锻机研发工作的现状调查

通过对全国现有四锤头精锻机的调查研究，阐述了精锻机在特种钢材锻造中的地位和优势，提出对精锻机国产化的研究开发和投资的建议。     

锻造操作机行走系统性能仿真分析

锻造操作机的行走定位精度和启停稳定性一直以来是大型锻造设备中的重要参数。通过搭建5 t锻造操作机行走动力学和液压系统的仿真模型,利用AMESim-ADAMS联合仿真的方式,采用更为准确的负载来研究操作机行走系统的主要液压元件对行走定位精度和启停稳定性的影响。联合仿真结果表明,液压管道、行走溢流阀、泵头溢流阀、比例换向阀等元件均能对锻造操作机的行走定位精度和启停稳定性产生一定的影响,为了提高行走定位精度及启停稳定性,应综合考虑液压系统中各元件的影响,对液压元件进行合理匹配。此研究可为锻造操作机行走系统的后续研发设计及优化改进提供理论依据。     

锻造操作机液压缓冲系统建模与仿真研究

根据锻造操作机高速、高精度和高可靠性的要求,进行了锻造操作机液压缓冲系统的设计,并在此基础上利用AMESim对液压系统进行了仿真研究,分析了不同溢流压力对缓冲系统的影响。同时利用MATLAB的Simulink模块对锻造操作机的缓冲系统进行了总体建模,分析了缓冲系统的动态响应情况。仿真结果表明:系统设计能满足操作机的工作要求,为锻造操作机液压系统设计提供了参考。     

基于扩展卡尔曼滤波的锻造操作机夹钳旋转系统的负载压力估计

针对液压系统状态测量成本过高以及某些状态无法测量的问题,采用扩展卡尔曼滤波器对锻造操作机夹钳旋转液压系统的马达负载压力进行估计。首先,建立液压系统的三阶非线性状态空间模型,介绍扩展卡尔曼滤波器算法流程。然后,以系统输入电压和液压马达速度作为算法输入,通过卡尔曼滤波器估计液压驱动器负载压力状态。Matlab仿真结果显示压力估计误差为0.22%,表明该方法可以精确估计马达负载压力。最后,以1 t锻造操作机夹钳旋转液压驱动系统进行负载压力估计实验,实验在位置控制和速度跟踪两种情况下进行。结果表明,该方法不仅可以准确估计系统负载压力,还能对实际测量有一定的滤波作用。     

全液压遥控操作机模拟试验

“快锻压机”要充分发挥其快速特性,就要求有相应的快动作操作机,因此一般指快锻应为压机与操作机配套的机组。此外,这次试验还要求操作机的移动和钳杆传动能自动控制并按压机的要求配合动作,实现快锻机组的联动控制。一、快锻工艺及试验要求快速锻造当精整时,要求锻造次数为100次/分,试验要求为120次/分以上。因此,操作机配合压机进行联合自动锻造时,有以下几点要求。 (一)快速动作     

锻造操作机液压控制系统设计

锻造操作机是重大装备制造的关键设备。本文分析了1000kN/2500kN.m锻造操作机工艺参数要求,在此基础上设计了液压控制系统,并讨论了该系统的技术特点。     

基于AMESim的锻造操作机大车行走液压控制系统仿真研究

针对200 kN·m/500 kN·m锻造操作机大车行走电液比例控制系统的工作特性,利用Pro/E三维软件建立了操作机实体模型,得到较为精确的负载质量;利用AMESim仿真软件建立了大车行走液压控制系统的仿真模型,研究不同工况下操作机大车行走系统的动态特性;仿真结果为操作机大车行走液压控制系统的设计、调试提供参考.     

一种机电集成锻造操作机钳杆永磁传动旋转装置

本文提出的机电集成锻造操作机钳杆旋转永磁传动装置,集磁场调制型磁齿轮、机械齿轮、伺服电机驱动、控制技术于一体,通过Solidworks建立了机电集成锻造操作机钳杆旋转永磁传动装置的三维模型,然后利用有限元法对其进行分析研究,得出了机电集成锻造操作机钳杆旋转永磁传动装置两层气隙磁密及其所对应的空间谐波次数、静态转矩特性、动态转矩特性、启动特性.