液气式高速棒料剪切机的动力学分析与结构优化.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
液气式高速棒料剪切机的动力学分析与结构优化
姓名:付林
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:李有堂;赵俊天
20060501
摘要在甘肃省科技攻关计划资助下,开展高速剪切设备的虚拟开发研究。以高速剪切设备创新设计为研究对象,进行新型高速剪切设备的虚拟开发。根据剪切技术的概念和技术特点,简要回顾了剪切技术相关定义及运用较为普遍的剪切方式一一径向夹紧剪切、轴向加压剪切、青脆温度热剪切和高速剪切等,认为高速剪切方法应用范围广,发展前景广阔。由于高速剪切要求剪切速度在/陨希以诠丶募羟泄讨行枰13治榷ǜ咚伲云诖锏嚼硐氲陌料断面剪切质量,其动力系统的设计是重点和难点。通过简要分析现有的剪切设备和压力机械的发展现状,阐述了这种全新的高速棒料剪切机的设计方案一一液气式高速棒料剪切机提出的背景。基于现有的设计方案一一液气式高速棒料剪切机,分析其构件设计特点。针对棒料高速剪切的特点和要求,该机采用进油打击,气压回程实现高速剪切的工作循环。提出必须确保加速蓄能器和加压蓄能器分别在活塞加速和加压过程中为活塞上腔提供足够的压力,才能使活塞顺利实现快速启动、高速剪切的基本要求。数学模型进行优化,得到了系统不同阶段的运动方程。运用工具,对加速和加压阶段进行了动力系统分析,得到了原方案的机构设计和相关部件设计计,完成了基于特征造型的主要部件的结构设计,确定了剪切过程提供动力对优化设计的液气式高速棒料剪切机,分析其运动状态,得到了各个阶段的力函数。编写力函数程序,利用砸浩礁咚侔袅霞羟谢卸ρ能器能够确保加速阶段活塞的启动,为剪切提供速度保证;加压阶段,高压泵可以提供足够压力的液压油,实现棒料的顺利剪切;由高压下腔和补油油腔组成的缓冲系统较好地实现了活塞缓冲;活塞低压下腔可以很好地实现活塞的复位。研究结果表明,结构优化后的液气式高速棒料剪切机原理正确,动力系统和结构设计均能满足高速剪切的基本要求,具有加工范围大、剪切效率高、操作方关键词:液气式;高速棒料剪切机;动力系统;优化设计;动力学分析根据液气式高速棒料剪切机的工作性质,对动力系统加速阶段和加压阶段的存在缺陷的结论,在此基础上对液气式高速棒料剪切机相关部件进行了优化设的加速蓄能器和加压蓄能器的选择参数。分析,得到了加速、加压、缓冲和复位阶段的分析结果,,疗析结果表明:加速蓄便等特点。液气式高速棒料剪切机具有推广应用的价值。兰州理工大学硕士学位论文
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插图索引兰型矍三查兰至圭兰堡坠兰⋯图钊次唤锥位钊芰ν肌图钊次唤锥位钊俣韧肌图径向夹紧剪切示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图轴向加压剪切示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图飞轮式高速棒料剪切机工作原理图⋯⋯⋯⋯图凸轮式高速棒料剪切机的工作原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图气液式高速棒料剪切机工作原理示意图⋯图产品成本的决定因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯榛故疽馔肌⋯⋯榛沟幕槲灰啤⑺俣群图铀俣鹊那咄肌褚貉鼓6痛傅脑硎疽馔肌浩礁咚侔袅霞羟谢脑硎疽馔肌⋯⋯⋯⋯.铀俳锥纬跏挤抡娼峁⋯⋯⋯⋯⋯⋯友菇锥纬跏挤抡娼峁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯颓恢本禗时,活塞在第一阶段运动特性⋯图第一阶段优化结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯铀俳锥位钊诵形灰坪退俣韧肌图加速阶段活塞速度图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯友菇锥位钊芰ν肌友菇锥位钊俣韧肌撼褰锥位钊芰ν肌淄哺次唤锥位钊芰ν肌图淄哺次唤锥位钊俣韧肌图虚拟产品开发体系图友狗У脑硎疽馔肌颓恢本禗时,活塞在第一阶段运动特性友菇锥位钊诵形灰坪退俣韧图加速阶段活塞受力图⋯撼褰锥位钊俣韧...⋯⋯⋯⋯⋯.Ⅲ
参而毪日期:刹年∥月扫日绫绮⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明日期:≥卯,年∥月/口日日期:如彩年‘月扫日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芑亍朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭导师签名:,
第一章绪论兰些堡三查兰堡圭兰竺篓三课题的研究背景、目的及意义剪切技术概述在本人开始此课题之前,本课题组的其他研究人员已在高速棒料剪切设备的研究及其虚拟产品开发