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时间:2019-02-06
《1100kn伺服曲柄压力机动态分析与实验研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要曲柄压力机是最主要的锻压机床,也是汽车、电器机械、电子信息、仪器仪表、国防工业等制造业最重要的工艺装备之一。用交流伺服电机取代普通异步电动机,是目前成形装备领域的发展新趋势。将交流伺服驱动引入成形机械,辅以计算机控制技术,取消了飞轮、离合器、制动器等耗能部件,不但可以克服机械压力机的固有缺点,滑块特性可变,速度、力量可控;而且大大提高其工作性能、降低能耗、降低噪音、延长模具寿命、提高工作可靠性,使机械压力机具有智能化、柔性化的特点。本项目针对在制造业中广泛应用的机械压力机,应用交流同步伺服驱动技术,辅以计
2、算机控制技术,将传统匀速驱动、飞轮储能的机械压力机变成新型智能型压力机。本文主要研究内容如下:(1)进行变速驱动曲柄连杆机构的运动和动力学分析,根据设计方案及性能要求,制定了传动机构方案,对曲柄滑块机构进行受力分析,并对电机轴负载转矩和等效转动惯量进行了计算。(2)选取永磁交流伺服电机为动力,提出特殊设计和选型要求:额定扭矩、额定功率、角加速度、过载倍数等。根据最大工作负荷、传动比选择电机的最大负荷,综合考虑电机过载倍数、传动比等因素设计或选择电机。(3)以大电容为储能装置。在驱动电路中增设一组大容量电容,储
3、存制动时产生的电能;在压制时,再将电能释放出来,供电机使用。利用仿真和实验对比分析,由于储能电容的作用,减少了对电网电流的冲击。(4)控制一电机一机械系统统一建模,并建立了基于MATLAB/Si舢link的仿真模块的整个伺服曲柄压力机机电系统动态仿真模型,并根据样机参数进行了压力机运动过程的数值模拟;进行了样机运行和冲裁的实验研究。(5)按照实际工况建立冲压工艺,典型工艺有普通冲压、静音冲裁、高速薄板冲裁、分级压制、精密压印等,并对典型工艺进行数值仿真,预知各种工艺状态下的系统参数。(6)能耗和噪音测试。采用
4、自制液压负载油缸进行带负荷试验,交流伺服I广东-T业大学工学硕上学位论文压力机和普通压力机在同等条件下进行对比试验,用电度表记录实际耗电;采用普通冲裁、静音冲裁两种模式冲裁,用噪声计分别记录冲裁噪声,进行对比。研究结果表明,数值仿真和实验研究二者结果十分吻合,证实了数学仿真模型的正确性;伺服曲柄压力机采用了交流永磁同步伺服电机代替普通异步感应电机作为曲柄压力机的主传动,可以解决其工作特性不可调的缺点,从而提高了机械压力机的工作性能,拓宽了工艺适用性;交流伺服实验样机可以实现滑块任意工作曲线,实现了工作特性的柔
5、性化:采用电容器取代机械飞轮,可以起到“电子飞轮"的作用,它可以回收、存储能量,大大减少了冲压工作时瞬时峰值电流对电网的冲击,由于储能电容的作用,电网电流冲击减少了60.6%:采用自制液压负载油缸进行带负荷试验,交流伺服压力机和普通压力机在同等条件下进行对比试验,实验研究证明,连续行程伺服压力机节能60%,单次行程伺服压力机节能69%。本文通过对交流伺服曲柄压力机机电系统的数值仿真,预知各种工艺状态下的系统参数(电流、电压、速度、加速度等),可以得到任意工艺曲线下的动态电机参数变化情况,这可以为多种冲压工艺的
6、实现提供电机动态输入方面的依据,使曲柄压力机以最佳的性能适应具体工艺用途。本文的研究为伺服压力机的设计和产品开发奠定了基础。关键词成形装备;机械压力机:交流伺服电机;数值仿真Abstract暑詈鲁暑皇皇暑昌喜暑鲁鲁雹詈昌昌昔篁昌詈鲁皇昌皇詈暑喜昌皇鲁=暑喜皇=葛昌喜昌皇昌暑詈皇皇7iiImF冒号=暑暑暑昌毒暑鼍Crankpressisthemainforgingmachineandalsoisoneofthemostimportantformingequipmentsinautomobile、electric
7、almachinery、electronicinformation、instnmaentation、nationaldefenseindustryandothermanufacturing.UsingACservomotorstoreplacecommonasynchronousmotorsisthenewtrendinformingequipmentfield.IntroducingACSeI'VOdrivetoformingmachine,inadditiontocomputercontroltechno
8、logy,andcancellingtheflywheels,clutchesandbrakes.Overcominginherentdefectofmechanicalpress,thecharacteristicsofsliderCallbevaried,speedandsliderpressurecanbecontrolled.Itcallnotonlygreatlyimprovetheirp
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