鍛造操作機鉗桿機構(gòu)的研究.pdf

1、碩士學位論文鍛造操作機鉗桿機構(gòu)的研究ResearchoftheClampMechanisminForgingManipulator作者姓名：一胡握主學科、專業(yè)：扭越制造叢基自動化學號：Q21Q三52指導教師：揚置完成日期：2Ql三：Q魚：Q三一蘭州交通大學LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學碩士學位論文摘要大型鍛件的生產(chǎn)能力體現(xiàn)著一個國家的生產(chǎn)制造水平。鍛造操作機是自由鍛造液壓機的基本輔助裝備之一，是夾持大型鋼

2、錠或坯料配合主機完成鍛造加工工藝的重要設(shè)備。鍛造操作機的運動主要包括鉗桿平升降、鉗桿側(cè)移、鉗桿傾斜、鉗桿旋轉(zhuǎn)、鉗口夾持和大車行走等。鉗桿夾持機構(gòu)是實現(xiàn)操作機夾持工件的重要裝置，它將夾緊缸產(chǎn)生的作用力傳遞到鉗口位置來夾持工件。作為鍛造操作機夾持工件的執(zhí)行元件，是決定操作機承載能力、工作穩(wěn)定性及安全性的關(guān)鍵部件之一。針對鍛造操作機夾持工件的應(yīng)用特點，本文重點研究鉗桿夾持機構(gòu)與夾持力的內(nèi)在關(guān)系、機構(gòu)參數(shù)對夾持力的影響因素等問題，探索優(yōu)化鍛造操

3、作機夾持機構(gòu)的方法。通過研究夾持機構(gòu)對夾緊性能的影響，分析夾持機構(gòu)在操作機穩(wěn)定操作時的參數(shù)確定方法，研究鍛件直徑大小對夾持機構(gòu)杠桿比和夾持力的變化規(guī)律及對夾緊缸行程的影響。本文以80噸操作機的結(jié)構(gòu)參數(shù)為依據(jù)，進行夾持裝置的分析和研究。通過對鉗桿機構(gòu)的分析，研究影響夾持力的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：進行最大載荷工況下的鉗桿夾持機構(gòu)動態(tài)仿真并分析其夾持性能。通過參數(shù)化建模和分析，對鉗桿進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。具體研究內(nèi)容包括以下四個方面：(1)以操作機靜態(tài)夾

4、持工件進行機構(gòu)的夾持力理論分析和計算，并利用ADAMS軟件仿真機構(gòu)的夾持性能，確定鉗口的輸出夾持力。同時分析轉(zhuǎn)動副中的摩擦對夾持力大小的影響。(2)N用ADAMS軟件對鉗桿夾持機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動進行動態(tài)仿真，分析鉗口具有凸齒及無齒兩種結(jié)構(gòu)的夾持性能。仿真結(jié)果顯示，凸齒結(jié)構(gòu)的鉗口工作時具有良好的夾持性能，而無齒結(jié)構(gòu)鉗口夾持工件時的夾持性能不穩(wěn)定，分析了優(yōu)化鉗桿夾持機構(gòu)的必要性。(3)采用ADAMS軟件中的參數(shù)化建模和優(yōu)化模塊，以夾持力最大作為

5、優(yōu)化的目標函數(shù)，根據(jù)夾持工件的直徑及夾緊缸行程建立兩個約束函數(shù)，進行機構(gòu)的優(yōu)化。動態(tài)仿真的結(jié)果表明，優(yōu)化后的機構(gòu)在使用無齒結(jié)構(gòu)鉗口夾持工件時的性能有了顯著提高。(4)鉗桿機構(gòu)中的鉗臂在工作過程中容易發(fā)生破壞，夾持力的變大可能會導致破壞加劇。為了檢驗鉗臂的性能，根據(jù)優(yōu)化后的基本參數(shù)，對新鉗臂進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。并利用HyperMesh、ADAMS和ANSYS軟件的聯(lián)合仿真，求解新鉗臂在動態(tài)工作時的應(yīng)力。結(jié)果表明新結(jié)構(gòu)滿足強度要求，證明了新機構(gòu)的