重載鍛造操作機(jī)夾持裝置的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、對(duì)重載鍛造操作機(jī)的研究和應(yīng)用水平體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家高端裝備制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。重載鍛造操作機(jī)是由機(jī)、電、液高度集成的一類特種工業(yè)機(jī)器人，多學(xué)科交叉設(shè)計(jì)是鍛造操作機(jī)設(shè)計(jì)的重要特點(diǎn)之一，其設(shè)計(jì)遵循一般機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的所有要點(diǎn)，但基于其特殊的工況，又比一般設(shè)備的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜和特殊。本文以工件下垂偏角、鉗口摩擦因素、鉗口旋轉(zhuǎn)角度、工件直徑等因素為控制變量，設(shè)計(jì)鍛造操作機(jī)夾持裝置的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)基于允許工件下垂偏轉(zhuǎn)的鉗口夾持力理論模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)通過(guò)驗(yàn)

2、證兩個(gè)非結(jié)構(gòu)因素（工件下垂偏角和鉗口摩擦因素）與鉗口夾持力、夾持性能的關(guān)系，來(lái)間接驗(yàn)證鉗口夾持力理論研究的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果基本相符，說(shuō)明鉗口夾持力理論模型的準(zhǔn)確性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，下垂偏角對(duì)鉗口夾持力確定具有明顯的影響，允許工件存在一定的下垂偏角會(huì)顯著降低夾持工件所需要的鉗口夾持力。鉗口與工件之間的摩擦接觸狀態(tài)對(duì)鉗口夾持力、夾持性能具有重要影響。在滿足強(qiáng)度要求的前提下，通過(guò)將鉗口材料更換為鑄鐵增加摩擦系數(shù)，會(huì)有效減小夾持工

3、件所需要的鉗口夾持力，并改善夾持裝置的動(dòng)態(tài)夾持性能。
　　本文在鉗口夾持力理論模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，分析工件下垂偏角對(duì)傳力比和夾緊缸輸出力的影響。對(duì)鉗口旋轉(zhuǎn)位置、工件直徑、工件下垂偏角等因素與傳力比的關(guān)系進(jìn)行具體分析，重新修正夾持裝置傳力比的算法，提高夾緊缸輸出力的計(jì)算精度。在理論分析與實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，研究現(xiàn)有重載鍛造操作機(jī)夾持裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具體分析這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所遵循的設(shè)計(jì)原理，為新設(shè)計(jì)方案的研究提供一定的參考。在傳動(dòng)角和回轉(zhuǎn)半徑

4、約束前提下，提出夾持裝置極限位置的概念，定義夾持裝置實(shí)際工作區(qū)域與極限位置區(qū)域。設(shè)計(jì)思路的具體執(zhí)行則是確定夾持裝置極限位置區(qū)域相對(duì)于實(shí)際工作區(qū)域的最佳位置，使得在工作區(qū)域夾持裝置的整體傳力比最小，并據(jù)此確定α、L1、L2的參數(shù)大小。對(duì)于其它主要尺寸參數(shù)S1、S2、L3的設(shè)計(jì)，根據(jù)其在結(jié)構(gòu)中的位置關(guān)系和與其它尺寸之間的關(guān)聯(lián)性，采取定量設(shè)計(jì)的辦法。按新設(shè)計(jì)思路重新設(shè)計(jì)80t操作機(jī)的夾持裝置，并與原夾持裝置的夾持性能進(jìn)行比較，從理論上驗(yàn)證新設(shè)