液氣式高速棒料剪切機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、在甘肅省科技攻關(guān)計(jì)劃資助下，開展高速剪切設(shè)備的虛擬開發(fā)研究。以高速剪切設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，進(jìn)行新型高速剪切設(shè)備的虛擬開發(fā)。 根據(jù)剪切技術(shù)的概念和技術(shù)特點(diǎn)，簡(jiǎn)要回顧了剪切技術(shù)相關(guān)定義及運(yùn)用較為普遍的剪切方式——徑向夾緊剪切、軸向加壓剪切、青脆溫度熱剪切和高速剪切等，認(rèn)為高速剪切方法應(yīng)用范圍廣，發(fā)展前景廣闊。由于高速剪切要求剪切速度在5m/s以上，而且在關(guān)鍵的剪切過(guò)程中需要保持穩(wěn)定高速，以期達(dá)到理想的棒料斷面剪切質(zhì)量，其動(dòng)力系統(tǒng)

2、的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過(guò)簡(jiǎn)要分析現(xiàn)有的剪切設(shè)備和壓力機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了這種全新的高速棒料剪切機(jī)的設(shè)計(jì)方案——液氣式高速棒料剪切機(jī)提出的背景。 基于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案——液氣式高速棒料剪切機(jī)，分析其構(gòu)件設(shè)計(jì)特點(diǎn)。針對(duì)棒料高速剪切的特點(diǎn)和要求，該機(jī)采用進(jìn)油打擊，氣壓回程實(shí)現(xiàn)高速剪切的工作循環(huán)。提出必須確保加速蓄能器和加壓蓄能器分別在活塞加速和加壓過(guò)程中為活塞上腔提供足夠的壓力，才能使活塞順利實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、高速剪切的基本要求。

3、 根據(jù)液氣式高速棒料剪切機(jī)的工作性質(zhì)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)加速階段和加壓階段的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化，得到了系統(tǒng)不同階段的運(yùn)動(dòng)方程。運(yùn)用MATLAB工具，對(duì)加速和加壓階段進(jìn)行了動(dòng)力系統(tǒng)分析，得到了原方案的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)部件設(shè)計(jì)存在缺陷的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上對(duì)液氣式高速棒料剪切機(jī)相關(guān)部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成了基于3D特征造型的主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了剪切過(guò)程提供動(dòng)力的加速蓄能器和加壓蓄能器的選擇參數(shù)。 對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的液氣式高速棒料剪切機(jī)，分析其運(yùn)動(dòng)狀

4、態(tài)，得到了各個(gè)階段的力函數(shù)。編寫力函數(shù)程序，利用ADAMS對(duì)液氣式高速棒料剪切機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到了加速、加壓、緩沖和復(fù)位階段的分析結(jié)果分析結(jié)果表明：加速蓄能器能夠確保加速階段活塞的啟動(dòng)，為剪切提供速度保證；加壓階段，高壓泵可以提供足夠壓力的液壓油，實(shí)現(xiàn)棒料的順利剪切；由高壓下腔和補(bǔ)油油腔組成的緩沖系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了活塞緩沖；活塞低壓下腔可以很好地實(shí)現(xiàn)活塞的復(fù)位。 研究結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的液氣式高速棒料剪切機(jī)原理正確，動(dòng)力系統(tǒng)