現(xiàn)場修復機床模塊化設(shè)計與動態(tài)特性分析.pdf

1、電力、石油化工、冶金等行業(yè)配備了大量大型、超大型裝備，用于承擔生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵任務(wù)。這類裝備主體結(jié)構(gòu)件的規(guī)格尺寸大，材料性能要求苛刻，機械加工難度大，制造、運輸、安裝困難，造價昂貴，其易損部位只能在運行現(xiàn)場進行定期修復。本文針對大型裝備現(xiàn)場修復的技術(shù)特點，研究了現(xiàn)場修復機床設(shè)計的總體布局擬定，滿足便攜性、快速分解與精確組裝要求的模塊化設(shè)計方法，及影響機床整機動態(tài)性能的主要因素等內(nèi)容。
　　 本文研究內(nèi)容圍繞以下技術(shù)難點：

2、　　 (1)大型裝備的制造材料通常加工困難，修復切削力引起的激振響應(yīng)，嚴重地影響修復質(zhì)量?，F(xiàn)場修復機床作業(yè)空間狹小、人機總重量受限等工作條件，決定了無法通過增大結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)來滿足現(xiàn)場修復機床對剛度特別是動態(tài)剛度的要求。在機床總重量限定條件下，提高大切削激勵作用機床的動態(tài)特性，是大型裝備修復的技術(shù)難點。
　　 (2)大型裝備修復部位結(jié)構(gòu)復雜多樣性，要求機床模塊化。不同功能模塊進行組合，可簡便快速地實現(xiàn)不同類型表面的修復。因為運

3、送通道的限制，現(xiàn)場修復機床必須分解成功能模塊，才能運進修復現(xiàn)場，完成修復任務(wù)。故基于功能需求的模塊化設(shè)計是大型裝備修復的技術(shù)難點。
　　 (3)為滿足模塊化的需要，需為各模塊設(shè)置必要的標準接口以實現(xiàn)機床的快速分解與組裝。接口的設(shè)置增加了結(jié)合面數(shù)量，較之常規(guī)機床增加了載荷傳遞層次，削弱了機床剛度。結(jié)合面動態(tài)特性對修復機床整機動態(tài)特性的影響遠遠大于對常規(guī)機床的影響，成為大型裝備修復的又一技術(shù)難點。
　　 本文提出一種廣義模塊

4、化派生設(shè)計方法，以確定機床的結(jié)構(gòu)模塊；應(yīng)用機械系統(tǒng)動力學與有限元技術(shù)，分析修復機床的關(guān)鍵部件動力學特性，并對結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計。通過結(jié)合面動態(tài)特性分析，對結(jié)合面參數(shù)識別方法進行探討。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)分析了大型裝備修復部位的結(jié)構(gòu)特征和修復機床苛刻運行環(huán)境特點，分析大型裝備修復的技術(shù)難點。
　　 (2)針對大型裝備修復技術(shù)困難，應(yīng)用模塊設(shè)計思想，提出了“基于功能需求模塊化設(shè)計”的模塊派

5、生方法，設(shè)置了標準模塊接口，按此方法擬定了修復的總體方案，并成功試制應(yīng)用。補充完善了模塊化設(shè)計方法體系，解決了大型裝備在狹小通道和空間中運送、工作以及修復結(jié)構(gòu)和修復功能多樣性需要的技術(shù)難題。
　　 (3)針對現(xiàn)場修復機床無基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)尺寸和機床總重量受限等約束條件，分析了機床主要功能模塊動態(tài)特性，提出了改進方案，分析了改進后機床的縱梁、橫梁及立柱等關(guān)鍵部件的動力學特性，為有效改善機床性能提供了理論依據(jù)。
　　 (4)針對模