液压自动司锤

我车间在汽锤配用锻造操作机后,成功地设计、制造了液压自动司锤装置。这套装置可完成:自动连打;手动单打;突然停锤;任意变动锤头运动区间和锤击力。经使用证明,其性能完全可以满足锻造工艺的要求。     

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。     

考虑构件弹性变形的锻造操作机静刚度分析

在综合考虑液压刚度和构件弹性变形情况下,对操作机末端静刚度进行了分析。该分析方法主要通过把操作机主运动机构在受到载荷情况下产生的弹性变形分解为驱动液压缸的位移和构件的弹性变形,分别考虑两部分对末端刚度的贡献,其中着重解决了多副杆弹性变形对末端刚度的影响,最后借助线性叠加原理得到整机末端刚度模型,从而为机构刚度分析提供了新的思路,为锻造操作机的应用和设计提供了有力的依据。     

锻造操作机顺应性能评价与优化方法

研究操作机的刚度与顺应性能,基于雅可比矩阵的各时变线性关系项对机构的运动学性能进行分析,构造关节速度与操作空间速度变换项的均方差模型,建立运动性能评价矩阵,其中对角项为各速度变换项相对其平均值的波动程度,反对角项为速度变换的耦合程度,具有明确的物理意义.通过构造操作刚度矩阵各项元素的均方差变换模型,建立关节刚度与操作刚度变换的线性耦合度评价指标.建立Matlab程序计算某型操作机的速度变化和刚度耦合关系的函数曲面,对操作机运动性能和各方向顺应性能进行评价.研究操作机运动学参数的优化模型,计算得到了运动学近似解耦的某型操作机关键几何尺寸和关节位置,基于运动性能指标和顺应性能指标对运动学参数进行评价,对优化机构参数和原操作机参数进行对照.所获得的操作机运动性能和顺应性优化结果为操作机本体结构参数设计提供了一种有效的性能优化和评价方法.     

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。     

《CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING》(中国机械工程学报)2012年第25卷第2期目次、摘要

DOI:10.3901/CJME.2012.02.197重载锻造操作机机构型设计葛浩高峰(上海交通大学机械与振动国家重点实验室上海200240)摘要:重载锻造操作机的主要特征就是大的载荷输入和输出,这种大的输入和输出之间的关系将极大的影响锻造操作机的控制和可靠性,因此这种关系是重载操作装备机构设计的关键因素。针对输入和输出之间的关联关系,提出机构可约设计的方法,并用这种方法对重载锻造操作机进行了机构设计。首先对基于末端输出任务特征的模型设计方法的概念进行了定义和研究,同时从末端输出运动特征和驱动输入之间的关联关系入手,对机构型设计的原理进行了讨论。然后提出建立输出运动特征     

平行连杆式操作机悬挂系统刚度与阻尼参数研究

为合理设计操作机悬挂系统的缓冲装置以减小惯性冲击的影响,针对平行连杆式锻造操作机,简化了设备模型,分析了制动工况下悬挂系统各杆件的受力状态和运动规律,并利用牛顿-欧拉法综合各杆件的动力学分析,建立了悬挂系统在制动时的动力学模型,提出了缓冲装置刚度及阻尼参数确定的思路。以300kN锻造操作机为例,在MATLAB中求解操作机悬挂系统动力学微分方程,分析了缓冲刚度、阻尼对吊杆摆角、钳杆质心运动规律的影响。结果表明,利用牛顿-欧拉法建立模型确定缓冲刚度与阻尼参数的方法是可行的与合理的,从而为平行连杆式操作机悬挂系统缓冲装置的刚度与阻尼设计提供了理论依据。     

自由锻造操作机顺应过程分析

以自由锻造操作机的一次锻打工况作为研究对象,建立锻造操作机"锻造-机械-液压"多领域耦合动力系统模型。基于模块化建模思想,模型中锻造子系统,机械子系统和液压子系统均采用状态方程统一表达,通过定义子系统间的输入输出关系,可耦合成系统的动力学模型。利用此模型对锻造操作机一次锻打过程中的顺应过程进行描述和分析,揭示了顺应运动应分为两个阶段:2自由度主动顺应阶段和3自由度主被动顺应阶段。针对某典型作业条件,分三种不同工况:缓冲缸失效、缓冲缸背压恒定以及实际作业工况,对某型号锻造操作机的顺应过程进行仿真和分析。仿真结果验证了顺应运动一方面能够保护操作装备免受过大载荷的破坏,另一方面能够改善装备的外部载荷环境,对保证锻造操作机正常工作具有重要意义,同时为操作机的设计和性能优化提供了重要的理论依据。     

大型锻造液压操作机钳架缓冲方法的研究

大型锻造液压操作机钳架的设计需要满足大缓冲力、大缓冲行程及高效率的要求。通过将弹簧缓冲与节流、溢流及蓄能器三种液压缓冲方式作用下钳架运动的缓冲控制特性进行对比,获得既能够满足大锻件液压操作机钳架大缓冲力的缓冲要求,还能实现快速复位的装置模型,为大型操作机的设计提供了技术支持。     

基于运动学、刚度和动力学性能的并联机构有序递进三级优化设计及其应用

提出一种基于运动学、刚度和动力学性能的并联机构有序递进三级优化策略,即分别应用遗传算法（GA）、粒子群算法（PSO）、差分进化算法（DE）三种智能算法,以工作空间性能和运动/力传递性能为目标的尺度参数优化方法,又在优化尺度参数基础上,以机构承载刚度和整体刚度为目标进行构件截面参数优化,再在优化尺度参数和截面参数基础上,以动力学灵巧度和能量传递效率为目标进行构件质量参数优化,从而使得机构的尺度、截面及质量参数达到最优。以一种零耦合度三平移一转动（SCARA）并联操作手为例,运用矢量法建立了并联操作手的运动学模型,通过工作空间性能和运动/力传递性能两个运动学指标,优化其尺度参数;运用虚拟弹簧法得到该并联操作手的刚度模型,通过对三维模型的参数识别得到其柔度矩阵,并分析了承载刚度、整体刚度两个刚度性能指标,优化了构件的截面参数;利用动力学普遍方程导出了该并联操作手的动力学模型,通过动力学灵巧度和能量传递效率两个动力学性能指标,优化了构件的质量参数。最终,该并联操作手的运动学、刚度和动力学综合性能达到最优,也得到了一些尺度、截面及质量参数的设计准则。