机械工程论文发表基于多连杆机械式压力机动力学的分析

所属栏目:机械论文 发布日期:2014-12-22 14:42 热度:

  摘要:在现代社会,机械行业正处于上升期,有着广阔的发展前景,具有快速、精准、柔性自动化的特征。机械行业的快速发展,有助于促进锻压设备的稳定发展,而机械式压力机既是锻压机械的―个分支,又在机械工业中扮演着不可或缺的角色,并且已经得到了广泛的应用。由于压力机的种种因素不同,例如转速、环境等因素各有特点,所以实现的运动也是多种多样的。本文主要针对多连杆机械式压力机动力学发展中的问题、性能以及问题的处理等进行分析。

  目前机械工业涉及的领域日益广泛,而锻压机床则是机械工业的基础设备,它不仅仅在水、陆、空等运输领域被广泛应用,而且在化工冶炼方面也发挥着很大的作用。锻压机械的动力性能是机械压力机设计中所遇到的一大难题,至今在研发过程中还存在各种问题,因为多连杆机械式压力机的结构异常复杂,所以必须对其动力学原理和结构特征进行深入细致的研究,只有攻克了此项难题,才能推动机械事业的进步。

  1.多连杆机械式压力机动力学发展中的问题

  多连杆机械式压力机传动机构的优点就在于其结构简单,具有可操作性,并且其制造起来简便易行,有很强的可靠性,因此它能够适用于多种运动规律和轨迹下所形成的运动。但是它的缺点就是过于简单的结构要想达到各种复杂条件下的运动条件显然是不容易的,所以随着人们对于机械事业的要求不断的提高,多连杆机械式压力机传动机构的设计理念和要求也在不断地提高。

  平面多连杆机构的设计就是以精确各杆的长度为目标,从而让连杆上的某个点沿着轨迹运动,或是找到运动规律,但这恰恰是机械设计中的难题。因为至今为止,还没有任何完善的设计系统能够加以参考,缺乏系统的设计理念和方式方法,尤其是在机构选型和尺寸综合方面,因为设计过程复杂,需要大量的数据作为支撑,要想保质保量的完成设计是有很大的难度的。在工艺行程没的等速运动主要包含单曲柄六杆机构和双曲八杆机构。机构尺寸的把握成为设计中的又一大难题。因此,必须深入分析机械式压力机动力学中出现的问题,才能够针对问题提出相应的解决方案,及时有效的推动机械事业的发展。

  2.多连杆机械式压力机的动力学分析

  机械式动力学中存在着两大问题,一是已知输入构件运动来计算与之相关的力,另一个是已知力的影响下所产生的运动规律。这种问题被设计者称为动力学逆问题,也是设计者所关注的问题。平面连杆机构各杆件又被称为刚性构件,需要对其动力学进行深入分析,它是解决动力学和运动学的重要组成部分,其中包括单自由度系统、多自由度系统两大类。

  2.1单自由度系统。单自由度系统可以通过传统的力学方法进行,它是由多个刚体共同构成,可以运用具有典型性的牛顿欧拉方程的矢量力学,同时也可以辅助一些线图分析以及数值差等进行。但过多的刚体数量会使得刚体系统变得更加复杂,所以必须采用计算机自动识别功能来理清刚体之间的联系状况,并自动形成约束方程来简化刚体系统。此外,采用拉格朗日方程为代表的动力分析学已经得到广泛的运用,它的优势在于能够有效减少未知变量的数目,但是它也存在着局限性,会因为刚体数目和自由程度的增加而导致求导计算工作量加大,既复杂繁琐又容易造成误差,而且会耗费大量的时间。因此要继续对动力学系统进行分析研究,找到更为便捷有效的方法解决问题。

  2.2多自由度系统。多自由度系统动力学经常运用凯恩方法来对复杂的机械系统进行分析,它的优点在于能够适用完整和非完整的系统,并且可以借助计算机来完成相应的工作,特别适用于重复性的力学系统。但是它仅仅是一种普通的计算方法,单个处理多刚体系中的每个细节会加大任务量。

  3.解决机械式压力机的动力学问题的措施

机械工程论文发表基于多连杆机械式压力机动力学的分析

  多连杆机构中具有代表性的是机械压力机的传动装置,而机械压力机的传动具有运作稳定、操作精准、高生产、机械自动化的特点,这是因为机械压力机的传动将曲柄连杆或肘杆机构与多连杆机构有机结合,并且收到了意想不到的效果。多连杆机构必将代替一般的曲柄滑块机构,它能够为机械手争取更多的时间来进行自动生产,并且能够提高拉伸件的质量,加长磨具的使用周期。多连杆压力机具有构造简洁、高效率以及控制板料的压紧、延伸的功能,在双动压力机上能够慢进快回,极大地弥补了传统压力机的不足之处。但是传动装置的改进依然是机械式压力机设计中的一大技术难关。

  在多连杆传动机构的设计上会遇到动力学的逆问题,对此要采取一定的应对措施。首先,把机械系统以图形的形式变现出来,根据力学模型来列出运动微分方程并求解,具体问题具体分析,最终得出结果。在模拟的机械动力学中,几乎不存在弹性变形、运动副中间隙以及摩擦,把机械系统完全置于理想的状态,之后根据自由度来决定动力学分析法。

  人们惯用的机构设计方法都是传统的图解法,但这种方法具有高度非线性,所以运算起来很难,同时也会导致设计误差和设计的低效率化。所以必须运用计算机这一助手来共同完成设计,但是由于机构组成形式复杂多样,因此目前还没有一套软件能够适用于各个机械机构的设计领域。

  4.结语

  对于多连杆机械式压力机的动力学分析目前还处于学习的阶段,能否突破传统的多连杆机构设计是取得机械事业进步的重大问题,在发展多连杆机械机构设计的过程中,必定会凭借计算机等微软产品来减少设计阻力,简化分析动力学的运算程序,同时虚拟的机械运动机构也会促进机械事业的发展。随着社会的不断进步,越来越多的科学技术将会陆续出现,合理利用科学技术不仅可以提高工作效率和工作质量,而且还能够解决机械式压力机设计中所遇到的难以攻克的技术问题。而机械式压力机的动力学研究,必定能够促进社会冲压生产的进步,创造更多的经济效益和社会效益。

  参考文献

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  [3]陈岳云,郭为忠.多连杆压力机发展现状及传动链构型的创新设计研究[J].机械设计与研究,2007,23(增刊):67 70.

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