液氣式高速棒料剪切機的動力學分析與結構優(yōu)化.pdf

1、在甘肅省科技攻關計劃資助下，開展高速剪切設備的虛擬開發(fā)研究。以高速剪切設備創(chuàng)新設計為研究對象，進行新型高速剪切設備的虛擬開發(fā)。 根據(jù)剪切技術的概念和技術特點，簡要回顧了剪切技術相關定義及運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，認為高速剪切方法應用范圍廣，發(fā)展前景廣闊。由于高速剪切要求剪切速度在5m/s以上，而且在關鍵的剪切過程中需要保持穩(wěn)定高速，以期達到理想的棒料斷面剪切質量，其動力系統(tǒng)

2、的設計是重點和難點。通過簡要分析現(xiàn)有的剪切設備和壓力機械的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了這種全新的高速棒料剪切機的設計方案——液氣式高速棒料剪切機提出的背景。 基于現(xiàn)有的設計方案——液氣式高速棒料剪切機，分析其構件設計特點。針對棒料高速剪切的特點和要求，該機采用進油打擊，氣壓回程實現(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程中為活塞上腔提供足夠的壓力，才能使活塞順利實現(xiàn)快速啟動、高速剪切的基本要求。

3、 根據(jù)液氣式高速棒料剪切機的工作性質，對動力系統(tǒng)加速階段和加壓階段的數(shù)學模型進行優(yōu)化，得到了系統(tǒng)不同階段的運動方程。運用MATLAB工具，對加速和加壓階段進行了動力系統(tǒng)分析，得到了原方案的機構設計和相關部件設計存在缺陷的結論，在此基礎上對液氣式高速棒料剪切機相關部件進行了優(yōu)化設計，完成了基于3D特征造型的主要部件的結構設計，確定了剪切過程提供動力的加速蓄能器和加壓蓄能器的選擇參數(shù)。 對優(yōu)化設計的液氣式高速棒料剪切機，分析其運動狀

4、態(tài)，得到了各個階段的力函數(shù)。編寫力函數(shù)程序，利用ADAMS對液氣式高速棒料剪切機進行動力學分析，得到了加速、加壓、緩沖和復位階段的分析結果分析結果表明：加速蓄能器能夠確保加速階段活塞的啟動，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，實現(xiàn)棒料的順利剪切；由高壓下腔和補油油腔組成的緩沖系統(tǒng)較好地實現(xiàn)了活塞緩沖；活塞低壓下腔可以很好地實現(xiàn)活塞的復位。 研究結果表明，結構優(yōu)化后的液氣式高速棒料剪切機原理正確，動力系統(tǒng)