鍛造操作機(jī)鉗桿機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文鍛造操作機(jī)鉗桿機(jī)構(gòu)的研究ResearchoftheClampMechanisminForgingManipulator作者姓名：一胡握主學(xué)科、專業(yè)：扭越制造叢基自動(dòng)化學(xué)號(hào)：Q21Q三52指導(dǎo)教師：揚(yáng)置完成日期：2Ql三：Q魚：Q三一蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要大型鍛件的生產(chǎn)能力體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)制造水平。鍛造操作機(jī)是自由鍛造液壓機(jī)的基本輔助裝備之一，是夾持大型鋼

2、錠或坯料配合主機(jī)完成鍛造加工工藝的重要設(shè)備。鍛造操作機(jī)的運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)操作機(jī)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(lái)夾持工件。作為鍛造操作機(jī)夾持工件的執(zhí)行元件，是決定操作機(jī)承載能力、工作穩(wěn)定性及安全性的關(guān)鍵部件之一。針對(duì)鍛造操作機(jī)夾持工件的應(yīng)用特點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究鉗桿夾持機(jī)構(gòu)與夾持力的內(nèi)在關(guān)系、機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)夾持力的影響因素等問(wèn)題，探索優(yōu)化鍛造操

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

4、持工件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的夾持力理論分析和計(jì)算，并利用ADAMS軟件仿真機(jī)構(gòu)的夾持性能，確定鉗口的輸出夾持力。同時(shí)分析轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦對(duì)夾持力大小的影響。(2)N用ADAMS軟件對(duì)鉗桿夾持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，分析鉗口具有凸齒及無(wú)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(shí)具有良好的夾持性能，而無(wú)齒結(jié)構(gòu)鉗口夾持工件時(shí)的夾持性能不穩(wěn)定，分析了優(yōu)化鉗桿夾持機(jī)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?shī)A持力最大作為

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