锻压设备多连杆传动机构可靠性分析与设计

以双动压力机传动机构为对象,开展该机构运动学分析,基于滑块位移波动量对运动可靠性展开理论分析与实例论证,针对机构参数对连杆机构压力机性能的影响开展可靠性分析和稳健性设计。在分析和设计过程中,阐述了连杆机构的目标函数和约束条件。建立了以目标函数作为机构滑块位移波动最小值的可靠性和稳健性设计模型。通过数值计算实例可知,稳健性设计比确定性设计更能有效的控制连杆机构输出位移波动量的平均值和标准方差,减少不确定性因素对连杆机构输出位移波动量的干扰,极大地提高运动机构的可靠性和稳健性。     

曲柄滑块机构运动精度的概率分析与计算

利用矩阵分析理论建立了曲柄滑块机构精度分析的一般模型,利用状态函数建立了曲柄滑块机构运动精度的概率分析模型,以对心曲柄滑块机构为具体对象,建立了曲柄滑块机构运动输出精度模型及其概率分析计算模型。算例分析表明:在给定的设计精度下,对心曲柄滑块机构在不同的运动状态有着不同的运动误差和不同的运动可靠度。模型可以定量地给出曲柄滑块机构在不同运动状态下的失效概率,对曲柄滑块机构的设计与制造具有应用价值。     

平面连杆机构运动可靠性等效正态设计法

通过运动学分析,建立了平面连杆机构运动的矩阵分析模型;利用可靠性分析中的极限状态函数将机构的运动输出与机构运动的设计精度联系起来,建立了平面连杆机构的运动可靠性模型;利用可靠性分析中的等效思想,解决了状态函数包含非正态随机变量时可靠性指标的计算问题,并给出了常见分布函数参数的等效计算公式;利用迭代方法解决了在非线性状态函数非正态随机变量下可靠性指标的高精度求解问题.算例表明,基于等效正态设计的迭代求解方法可以很好地处理各种不同分布的非线性问题,足以满足机构运动可靠性分析的需要.     

概率密度演化方法在机构运动精度可靠性中的应用研究

以工程中实际应用的某压力机平面多连杆机构为例,分析了其运动方程,得到了其运动精度可靠性分析的功能随机过程。采用极值变换理论,构造了机构运动精度极值概率演化的虚拟随机过程。利用概率密度演化方法求解得到了响应极值的概率密度函数,概率密度演化方法可直观地反映机构运动精度响应量与输入随机变量的概率演变、转化关系,并可方便地求解出机构运动精度可靠度。最后,结合计算结果分析了概率密度演化方法在机构运动精度可靠性分析中应用的优越性和可能存在的问题。     

球面四杆函数生成机构优化设计

为了提升连杆机构设计质量和机构运动性能,对球面四杆函数生成机构展开运动学分析,在考虑不确定因素影响下运用一次二阶矩法建立球面四杆函数生成机构运动精度可靠性模型,同时建立了以连杆机构函数输出运动误差的最大值、函数输出运动精度失效概率和函数输出误差均值与标准差平均值之和为目标函数的3种优化模型,并通过实例数值仿真对3种优化模型进行对比分析.     

高速精密冲床可靠性的Monte Carlo模拟与试验验证

下死点动态精度是评价压力机性能的重要指标之一,决定着冲压件的冲压质量。在瞬时可靠度理论的基础上建立了高速冲床运动精度可靠性的计算模型,并用瞬时状态矩阵对Monte Carlo模拟方法进行改进和简化。基于改进后的Monte Carlo模拟方法分析了JF75G-300高速冲床在不同速度下制造误差、弹性变形和运动副间隙对运动精度可靠性的影响。仿真结果表明:不同速度下的位移误差均服从正态分布,且随着速度的提高位移误差的波动量增大,运动精度的瞬时可靠性明显降低。通过测量JF75G-300高速冲床不同速度下的下死点动态精度,验证了速度变化对冲床运动精度可靠性影响的模拟结果。以上模拟方法可在设计阶段对冲床的下死点动态精度进行预测,为加工精度、杆件刚度及装配精度的选择和优化提供理论基础。     

基于广义速度的平面连杆机构动力学分析向量键合图法

为提高平面连杆机构动力学分析的效率及可靠性,提出了基于广义速度的向量键合图法。通过机构运动分析,建立机构速度向量、容性场速度向量、惯性场速度向量、阻性场速度向量及源场速度向量与机构广义速度向量的关系矩阵。在此基础上,建立了基于广义速度的平面连杆机构向量键合图模型。应用相应的算法,实现了平面六连杆压力机机构动力学自动建模、计算及分析,揭示了脉冲载荷对机构驱动力矩的影响,验证了所述方法的有效性及可靠性。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计问题。首先,结合机构精确度理论和可靠性理论,提出任意分布参数平面机构运动精度可靠性评估方法。然后,引入灵敏度设计理论,推导出任意分布参数平面机构运动精度可靠性灵敏度设计方法。最后,以平面四杆机构为例,详细阐述了设计参数的改变对平面连杆机构运动精度可靠性的影响,为平面连杆机构的运动精度可靠性设计和可靠性维护提供了理论依据。     

含间隙连杆机构精度概率分析模型

利用矩阵和随机过程理论，建立了舍间隙连杆机构运动精度概率模型，该模型对舍间隙机构可靠性的分析与综合具有重要的指导意义。     

弹性连杆机构的渐变动力学及可靠性灵敏度

为了进行弹性连杆机构的动力学和可靠性灵敏度研究,这里以梁单元为基础,利用广义坐标和Lagrange方程得到单元运动微分方程。通过坐标转换及协调矩阵,单元运动微分方程可组集成为系统微分方程,得到动力学模型,据此分析得到系统固有频率和机构上任意时刻的最大动应力。在此基础上,建立Kriging近似替代模型,并在杆件参数具有随机性的前提下,计算动应力及机构的可靠性灵敏度。以平面弹性连杆机构为例建立近似替代模型,这里计算其动力学特性及可靠性灵敏度,分析可知近似模型具有良好的拟合度,较大程度上提高计算效率。     

平面连杆机构运动误差及可靠性分析

为获得考虑运动副间隙和杆长误差的平面连杆机构运动规律，采用复数矢量法，推导出运动误差计算公式，在此基础上建立了曲柄滑块机构运动精度可靠性分析模型，编制了相应的计算机软件，并计算出算例机构位置参数和输出运动误差的方差和可靠度。     

含间隙高速压力机机构的动态误差传递规律研究

采用无质量杆模型代替间隙,建立了高速压力机机构的连续接触模型;结合动力学普遍方程求得机构的动力学运动微分方程,给出了运动输出参数表达式,建立了机构动态误差模型;通过计算机动态仿真,分析了间隙大小对机构动态误差的影响.为合理确定间隙误差和客观地评价机构运动精度提供了一种分析方法,具有一定的工程实用价值.     

共轭凸轮打纬机构运动精度分析

为了解决国产织机可靠性、稳定性较差,织机速度、运动精度有待进一步提高等问题,借鉴摆动凸轮机构误差分析方法,将凸轮机构反转原理、有效长度理论、转换机构法等多种误差分析技术应用到织机运动精度分析中。开展了剑杆织机共轭凸轮打纬机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙误差及凸轮副磨损误差3种情况下的打纬摇轴摆角误差计算方法的研究,建立了各摆角误差与凸轮转角之间的关系,运用Maple数值分析计算软件对打纬机构的运动精度进行了数学建模及分析计算。研究结果表明,在所考虑的3种主要误差中,共轭凸轮打纬机构的运动精度受凸轮副磨损误差的影响最大,应采取措施控制凸轮副磨损误差。并且该研究对无梭织机的改造和高速剑杆织机的设计应用具有理论指导作用和实用价值。     

Phase-Division-Based Dynamic Optimization of Linkages for Drawing Servo Presses

Existing linkage-optimization methods are designed for mechanical presses; few can be directly used for servo presses, so development of the servo press is limited. Based on the complementarity of linkage optimization and motion planning, a phase-division-based linkage-optimization model for a drawing servo press is established. Considering the motion-planning principles of a drawing servo press, and taking account of work rating and efficiency, the constraints of the optimization model are constructed. Linkage is optimized in two modes: use of either constant eccentric speed or constant slide speed in the work segments. The performances of optimized linkages are compared with those of a mature linkage SL4-2000A, which is optimized by a traditional method. The results show that the work rating of a drawing servo press equipped with linkages optimized by this new method improved and the root-mean-square torque of the servo motors is reduced by more than 10%. This research provides a promising method for designing energy-saving drawing servo presses with high work ratings.     

基于Simulink的压床六杆机构动力学分析及仿真

以压床六杆机构为研究对象,利用Simulink建立了动力学仿真模型,设置初始参数后进行了仿真,得到仿真结果。该方法把用户从烦琐的数学计算中解放出来,提高了求解速度,保证了求解精度。     

自由锻造液压机控制策略

自由锻造液压机工作压力高、换向频繁,须要对大运动惯量部件进行平稳和精确控制,难度很大,现有控制方法无法很好地解决这一难题。通过研究自由锻造液压机工作特性,提出一种应用于自由锻造液压机的预测型多模式模糊控制策略。对液压机的不同区段分别进行模糊速度、位置和Bang-Bang控制,获得较高的快速性、平稳性和定位精度;使用预测算法,解决液压系统执行机构存在的动作滞后和惯性对控制特性与控制精度的影响。应用预测型多模式模糊控制策略,以减少液压机动作滞后的影响,使自由锻造液压机活动横梁的控制精度达到±1 mm,最高锻造次数达到120次/min,系统的液压冲击和主机振动也得到有效控制。     

模式选择阀门可调机构运动仿真分析

利用几何方法建立了基于曲柄滑块构型的模式选择阀门可调机构的滑块位移输入与阀门角度输出的关系,并对其进行了运动分析及精度分析。应用多体动力学仿真软件ADAMS建立了模式选择阀门可调机构的仿真模型,对其进行了刚体仿真,仿真结果与理论分析结果几乎一致,互相验证了数学模型与仿真模型的正确性。另外,当联动环为柔性时对其可调机构进行了柔性体仿真,分析了联动环在不同刚性下对各阀门输出同步性的影响,仿真结果表明,提高联动环的刚性能够提高各阀门输出的同步性。     

RELIABILITY-BASED DESIGN AND ANALYSIS ON HYDRAULIC SYSTEM FOR SYNTHETIC RUBBER PRESS

To overcome the design limitations of traditional hydraulic control system for synthetic rubber press and such faults as high fault rate, low reliability, high energy-consuming and which always led to shutting down of post-treatment product line for synthetic rubber, brand-new hydraulic system combining with PC control and two-way cartridge valves for the press is developed, whose reliability is analyzed, reliability model of the hydraulic system for the press is established by analyzing processing steps, and reliability simulation of each step and the whole system is carried out by software MATLAB, which is verified through reliability test. The fixed time test has proved not that theory analysis is sound, but the system has characteristics of reasonable design and high reliability, and can lower the required power supply and operational energy cost.     

液压弹簧操动机构缓冲结构的仿真研究

液压弹簧操动机构是高压断路器的重要组成部分,决定了断路器的分合速度和工作稳定性,而缓冲结构在操动机构动作过程中起着不可或缺的作用。为研究和优化800 kV超高压断路器的缓冲结构,对其进行理论分析,利用SolidWorks和ADAMS软件建立内阶梯形缓冲结构的数学模型,建立基于AMESim和ADAMS软件的联合仿真模型,并对分闸缓冲进行试验测试。通过仿真分析和试验研究,得到缓冲结构的动态缓冲油压及流体特性,对五级阶梯形缓冲结构进行优化改进,进一步提高了液压弹簧操动机构的可靠性和适用性。