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基于机电耦合技术对高精度齿型扁钢冲切机性能的研究

刘豪  
【摘要】:齿型扁钢主要用来制成齿型钢格板,具有较好的防滑能力,用于光滑、湿润的地方及海上采油平台等场合,随着齿型扁钢需求量越来越大,对齿型扁钢的加工也提出了更高要求。目前国内的加工方法还是以半自动化为主,经济成本较高,产品质量较低。为提高齿型扁钢的加工效率和加工质量,研发设计了一种新型的高精度齿型扁钢冲切机组,本文针对冲切机进给系统的机电耦合问题及主传动系统的机液耦合问题展开相关研究,论文主要工作如下:介绍了冲切机组的工作原理,对伺服进给系统和主传动系统的耦合问题进行了研究。对摩擦传动方式进行了理论分析,通过ADAMS动力学仿真,得到了两种辊型的摩擦传动的动态特性,分析表明齿型辊摩擦传动精度和稳定性较好。建立了冲切机伺服进给系统机电耦合模型,利用RecurDyn软件对传动系统进行了仿真,得到了扁钢速度曲线及各摩擦辊的转速曲线;利用MATLAB/Simulink对控制系统进行仿真,得到了控制系统的稳态及动态特性;通过对伺服系统进行耦合分析,得到了PID控制模块对扁钢位移误差的影响。分析了主传动系统机、液耦合原理及实现方式,并基于AMESim软件对液压系统进行了仿真,得到了离合器接合过程的摩擦力矩的变化曲线及输出轴转速的变化曲线;分析了平衡力对主传动系统性能的影响,通过对主传动系统进行动力学仿真,得到了摆杆轴受力及扭矩的变化曲线和滑块质心的位移曲线;基于联合仿真技术对主传动系统进行机、液耦合分析,得到了主传动系统在加入液压平衡力后滑块质心的位移曲线。进行了齿型扁钢冲切进给系统及主传动系统实验,实验数据与仿真结果相近,验证了仿真分析的正确性,同时对齿型扁钢生产过程中出现的问题进行了分析,并提出了解决方案,为齿型扁钢冲切机的推广应用奠定了基础。本文的研究成果为齿型扁钢冲切机的进给、传动系统的改进提供了参考依据。


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