旋转电弧传感器结构优化设计.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2014年第11期倡旋转电弧传感器结构优化设计叶艳辉,张华,覃庆文,高延峰(南昌大学机电工程学院,南昌330031)摘要:针对现有旋转电弧传感器转速高、振动大的缺点,运用三维软件和ADAMS软件建立圆锥摆式高速旋转电弧传感器虚拟样机,并对传感器进行振动分析。通过增加平衡结构来减小传感器的振动,并在ADAMS中对平衡结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后传感器的振幅是优化前的12.9%,有效地降低了旋转电弧传感器的振动,提高了焊接成形质量。关键词:

2、优化设计;旋转电弧传感器;ADAMS软件;振动分析中图分类号:TH122文献标志码:B文章编号:1671—3133(2014)11—0014—04TheoptimizationdesignofrotatingarcsensorstructureYeYanhui,ZhangHua,QinQingwen,GaoYanfeng(SchoolofMechanical&ElectricalEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China)Abstract:Becauseofthelarge

3、vibrationoftheexistingrotatingarcsensorinhighspeed,thevirtualprototypeofconicalpendulumrotatingarcsensorisestablishedusing3DsoftwareandADAMSsoftwareandthevibrationisalsoanalyzed.Thevibrationisre-ducedbyincreasingtheequilibriumstructureonthesensor,andtheparameterstudyde

4、signandoptimizationdesignoftheequi-libriumstructurearealsoperformedintheADAMSsoftware.Theresultsshowthattheamplitudeofoptimizedarcsensorisen-hancedto12.9%,sothevibrationofrotatingarcsensoriseffectivelyreducedandtheweldingqualityisalsoimproved.Keywords:optimizationdesig

5、n;rotatingarcsensor;ADAMSsoftware;vibrationanalysis焊接效率;而旋转扫描式具有旋转频率高、采样周期0引言短、控制周期短和跟踪精度高等优点,但技术较[1]旋转电弧传感器由于不受弧光、弧热、磁场和飞复杂。溅等因素的干扰,且成本低,实时性好,没有盲区,已本文所述旋转电弧传感器采用圆锥摆形式,该种成为焊缝跟踪传感中的主要传感方式。电弧传感利形式的旋转电弧传感器高速旋转时振动大,对信号采用电弧的自调节特性,通过电弧不同的扫描运动获集和焊接质量影响较大。针对上述问题,依据现有旋得焊缝坡口的几何信

6、息。目前的旋转电弧传感器主转电弧传感器的结构方案,采用虚拟样机技术,对旋要有两种形式:摆动式和旋转扫描式,其中摆动式的转电弧传感器进行振动仿真分析,根据仿真结果对机频率较低,导致控制周期较长,跟踪精度不高,影响械结构进行优化设计。倡国家863计划项目(2013AA041003);江西省科技支撑计划项目(20133BBE50030);江西省自然科学基金资助项目(20114BAB206007)作者简介:刘峰:通讯作者,博士,副教授,主要研究方向为结构分析、机力学仿真。械系统动力学仿真,发表论文二十余篇。E-mail:liufeng@ys

7、u.edu.cn王学雷:硕士研究生,主要研究方向为结构分析、机械系统动收稿日期:2014-03-1014叶艳辉,等:旋转电弧传感器结构优化设计2014年第11期1旋转电弧传感器虚拟样机设计1.1旋转电弧传感器机械结构图1所示为旋转电弧传感器机械结构图。电动机外壳体5固定在旋转电弧传感器外壳体11上,电动机转子4固定在空心轴10上,空心轴通过偏心轮6及调心球轴承7与导电杆1相连,导电杆上端通过调心球轴承2与传感器外壳体11相连。电动图2旋转电弧传感器转子部件虚拟样机模型机驱动空心轴10转动时,导电杆做圆锥摆运动,焊丝、1.导电杆2、7

8、.调心球轴承3.空心轴4.电动机外壳体冷却水管、气管、送丝软管及焊接电缆从传感器后部5.电动机转子6.平衡块8.偏心轮9.弹簧的送丝管13送入,从而将它们集成在传感器内部,使其结构更紧凑。同时,在旋转电弧传感器内设计2旋转电弧传感器振

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