【摘要】：伺服壓力機是在摒棄傳統(tǒng)機械壓力機的飛輪和離合器等耗能部件基礎(chǔ)上,采用伺服電機驅(qū)動和計算機控制系統(tǒng),實現(xiàn)對滑塊位置和速度的精確控制,并可通過程序,實現(xiàn)不同工藝所需的各種滑塊運動曲線。伺服機械壓力機具有復(fù)合性、高效性、高精度、高柔性、低噪環(huán)保性等特點,使得它在成形工藝中的應(yīng)用愈發(fā)重要。伺服驅(qū)動壓力機傳動系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu),其傳動系統(tǒng)增力比小,所需電機功率大,制約了其發(fā)展。伺服壓力機采用三角肘桿新型傳動機構(gòu)具有以下優(yōu)點：三角肘桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,剛性較高；三角肘桿機構(gòu)本身具有急回特性,可以很好的適應(yīng)成形要求；三角肘桿機構(gòu)滑塊在工作行程內(nèi)有更好的低速運動特性；三角肘桿機構(gòu)具有很好的增力特性,可以減少伺服電機的控制以及降低電機的功率需求實現(xiàn)節(jié)能降耗。 本文通過逆推設(shè)計原理,從三角肘桿機構(gòu)滑塊下死點位置進行分析設(shè)計,減少了設(shè)計變量,并采用參數(shù)比例化,可以有效對機構(gòu)模型進行縮放,達到設(shè)計要求,提高了設(shè)計的靈活度。采用矢量方程解析法與動態(tài)靜力學(xué)方法建立了機構(gòu)運動學(xué)與動力學(xué)的數(shù)學(xué)計算模型。 采用MATLAB優(yōu)化工具箱對三角肘桿機構(gòu)運動學(xué)與動力學(xué)的多目標(biāo)函數(shù)進行了優(yōu)化,得到了滿足工程壓力行程滑塊速度波動小以及所需機構(gòu)驅(qū)動扭矩小的一組參數(shù)。并在ADAMS中建模,進行求解檢驗,驗證了計算得到的滑塊速度和位移曲線、在負(fù)載4000KN時所需的驅(qū)動扭矩曲線、以及在額定扭矩下滑塊的輸出力曲線都與仿真得到的曲線想吻合。對求得的機構(gòu)進行了分析,得出了以下規(guī)律：在要求得到大工作行程,大增力比,曲柄初始轉(zhuǎn)角應(yīng)在第一象限；連接曲柄與機架的鉸鏈應(yīng)設(shè)計在垂直方向上靠上位置為佳；應(yīng)減小三角肘桿部分的質(zhì)量,增加滑塊的質(zhì)量,曲柄質(zhì)心盡量靠近原動件方向,上下肘桿的質(zhì)心應(yīng)設(shè)置在中間位置,可以使所需最大驅(qū)動扭矩降低。 三角肘桿機構(gòu)中含有較多的轉(zhuǎn)動副,這些轉(zhuǎn)動副摩擦對三角肘桿機構(gòu)有較大的影響,尤其是在大型伺服壓力機中這種影響更為明顯。本文將轉(zhuǎn)動副摩擦計算模型加入到動力學(xué)模型中,采用粒子群算法對考慮摩擦的運動與動力學(xué)多目標(biāo)優(yōu)化模型進行求解,得到與實際更吻合的機構(gòu)參數(shù)。從得到的結(jié)果中分析得出鉸鏈摩擦消耗的能量占總能量的23.99%。并與第二章的優(yōu)化結(jié)果進行了比較,得出粒子群算法得到的機構(gòu)所需驅(qū)動扭矩要比MATLAB優(yōu)化工具箱優(yōu)化得到的小3198.76N·m,速度波動值也明顯小很多。突出了粒子群算法的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH112

【參考文獻】

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本文編號：2527953