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分析250吨数控伺服压力机传动机构运动特性与机架有限元

收藏本文 2024-03-09 点赞:18270 浏览:75176 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:冲压设备作为冲压加工主要技术构成(冲压工艺、冲压模具、冲压设备)之一,其先进性决定着产品的质量及生产效率。随着社会进步、对产品需求的多元化,传统的机械压力机已经不能满足加工柔性化、高生产率、节能环保等要求,由此开发新型压力机势在必行。随着大功率交流伺服电机的出现及数控系统的逐渐成熟,出现了以数控系统制约大功率伺服电机直接驱动滑块的压力机。数控伺服压力机正是在这样的背景下诞生。相比传统机械压力机,伺服压力机具有加工柔性好、精度高、生产效率高、噪音小、节能环保、易于维护等优点。本论文在比较浅析四种传动机构运动特性及对机架有限元浅析的基础上,提出了一个开发新型伺服压力机的具体策略,具体的探讨内容分述如下:1.探讨了250吨传统机械压力机与250吨数控伺服压力机的工作原理及特点。2.采取运动浅析软件ADAMS,浅析了肘杆式传动机构、对称肘杆式传动机构、对称双肘杆式传动机构、对称三角肘杆式传动机构的运动特性。在设定的条件下,得到了各传动机构构件的位移、速度、受力情况的曲线。比较浅析发现,对称三角肘杆式传动机构具有增力特性好、运动平稳、结构刚度高等优点,由此选用对称三角肘杆式传动机构作为250吨伺服压力机的传动机构。3.参考250吨传统机械压力机机架,设计了250吨伺服压力机的机架,并建立了与250吨伺服压力机机架能进行装配的传动机构实体模型。将对称三角肘杆式传动机构的实体模型与所设计的机架进行装配得到了250吨伺服压力机的样机模型。4.采取有限元浅析软件ANSYS,对250吨伺服压力机的机架进行了有限元浅析,得到了机架在最大静载下的应力及位移分布,得到了机架的固有频率及振型。探讨发现:机架在静载下位移最大值出现在横梁支撑轴处,最大值为0.439mm;应力最大值出现在横梁支撑轴处及底座与立柱拐角处,最大值均为197MPa,这小于机架材料Q235A的屈服强度235MPa,机架的整体强度基本满足设计要求;机架的最低模态频率为21.633Hz,远大于滑块的工作频率,此压力机正常工作时不会产生共振。5.鉴于机架静载下最大应力水平较为接近材料的屈服强度,机架的最低模态频率较为接近20Hz(工作人员处于低于20Hz的次声波环境中易疲劳)。本论文提出了针对机架结构的以优改善措施,降低了机架的应力水平,经有限元浅析校核,改善措施也提升了机架的最低模态频率。关键词:数控伺服压力机论文传动机构论文机架论文运动特性浅析论文有限元浅析论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-23

    1.1 选题依据、目的及作用11-13

    1.1.1 选题依据11-13

    1.1.2 选题目的及作用13

    1.2 伺服压力机国内外进展近况及走势13-18

    1.2.1 伺服压力机国外进展近况13-15

    1.2.2 伺服压力机国内进展近况15-17

    1.2.3 伺服压力机进展走势17-18

    1.3 运动学、动力学仿真技术运用近况18-19

    1.4 有限元法进展及运用近况19-21

    1.5 论文主要探讨内容及探讨策略21-23

    1.5.1 主要探讨内容21-22

    1.5.2 探讨策略22-23

    第2章 传动机构运动特性浅析及机架有限元浅析论述基础23-33

    2.1 250 吨机械压力机与伺服压力机23-25

    2.1.1 250 吨机械压力机及伺服压力机介绍23-24

    2.1.2 伺服压力机设计思路24-25

    2.1.3 主要设计参数25

    2.2 运动学、动力学仿真论述基础25-29

    2.3 机架有限元法浅析论述基础29-32

    2.3.1 静力学浅析有限元论述基础29-31

    2.3.2 模态浅析有限元论述基础31-32

    2.4 本章小结32-33

    第3章 单驱动杆系传动机构运动特性浅析及在伺服压力机中运用33-51

    3.1 杆系传动机构运动特性浅析案例33-34

    3.2 几种单驱动杆系传动机构运动特性浅析34-45

    3.2.1 肘杆式传动机构运动特性35-37

    3.2.2 对称肘杆式传动机构运动特性37-39

    3.2.3 对称双肘杆式传动机构运动特性39-41

    3.2.4 对称三角肘杆式传动机构运动特性41-43

    3.2.5 四种肘杆式传动机构运动特性比较43-45

    3.3 对称三角肘杆式传动机构在 250 吨伺服压力机中运用45-49

    3.3.1 对称三角肘杆式传动机构实体模型设计45-46

    3.3.2 对称三角肘杆式传动机构运动特性浅析46-49

    3.3.3 250 吨伺服压力机样机装配49

    3.4 本章小结49-51

    第4章 250 吨伺服压力机机架有限元浅析51-67

    4.1 伺服压力机机架结构浅析案例51

    4.2 机架静力学浅析51-58

    4.2.1 机架实体模型建立52-53

    4.2.2 机架有限元模型建立53-54

    4.2.3 加载求解54-55

    4.2.4 静力学计算结果及浅析评价55-58

    4.3 机架模态浅析58-65

    4.3.1 机架有限元模型建立58-59

    4.3.2 加载求解59

    4.3.3 模态浅析计算结果及浅析评价59-65

    4.4 本章小结65-67

    第5章 250 吨伺服压力机机架结构以优改善67-75

    5.1 结构改善论述基础67-69

    5.1.1 结构改善论述67-68

    5.1.2 机架结构改善采取的策略68-69

    5.2 机架结构以优改善69-72

    5.3 机架整体改善案例有限元浅析72-73

    5.4 本章小结73-75

    第6章 结论与展望75-77

    6.1 结论75-76

    6.2 展望76-77

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