φ660新型全自动钢管倒棱机自动送料机构的优化设计

发布时间：2017-03-23 09:18

  本文关键词：φ660新型全自动钢管倒棱机自动送料机构的优化设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全自动钢管端面铣头倒棱机是钢管生产线上的重要精加工设备。本课题针对大口径、厚壁钢管的新型倒棱机的自动送料机构进行优化设计。研究的主要内容是:采用ADAMS进行动力学仿真分析与机构优化设计,利用ANSYS进行结构优化设计。本课题继承并且完善了天津市科技支撑计划重点项目——全自动钢管端面铣头倒棱机的研究成果。同时,将科研成果转化为实际的产品,满足了市场对新产品的使用要求,降低了成本,降低了能耗。本文对φ660新型钢管倒棱机的液压推进式送料机构进行设计及优化,主要是基于ADAMS动力学仿真分析的优化设计,得出机构整体最优尺寸和液压缸的最佳安装位置,以及基于ANSYS有限元仿真分析的参数化设计及优化设计,得出关键杆件满足实际需要的最佳结构尺寸。通过ADAMS的仿真分析与优化设计,使送料机构升降部分液压缸平均推进力与最大推进力分别减少了41.8%和74.4%;平移部分液压缸平均推进力与最大推进力分别减少了79.4%和95.4%。通过ANSYS的参数化建模和优化设计,送料机构两关键承载杆件的重量分别减轻了49.65%和40.36%。通过优化设计后,送料机构相比初始设计模型具有如下优点:1、根据优化结果,可以指导新产品的安装;2、降低了能耗,也使液压原件的选型更经济实用;3、减少了关键零件的重量,节约了材料,降低了生产成本;4、为其他形式的送料机构及多杆机构由经验设计转向理论设计提供了参考依据。
【关键词】：钢管倒棱机 送料机构 仿真分析 参数化设计 优化设计
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH237
【目录】：

• 中文摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及来源9-10
• 1.1.1 钢管生产发展现状及趋势9-10
• 1.1.2 课题来源10
• 1.2 钢管制造过程和钢管端面铣头倒棱的意义10-11
• 1.2.1 钢管的制造过程10-11
• 1.2.2 钢管端面铣头倒棱的意义11
• 1.3 钢管铣头倒棱技术的研究现状与发展方向11-12
• 1.3.1 钢管铣头倒棱技术的研究现状11-12
• 1.3.2 钢管铣头倒棱技术的发展方向12
• 1.4 课题的研究意义及主要内容12-13
• 1.4.1 本课题研究的意义12
• 1.4.2 本课题的研究内容12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 钢管铣头倒棱机自动送料机构的结构形式14-21
• 2.1 传统送料机构的结构形式14-15
• 2.1.1 传统步进梁输送机构14-15
• 2.1.2 传统多杆传动式送料机构15
• 2.2 新型大口径，厚壁钢管倒棱机自动送料机构15-19
• 2.2.1 新型送料机构的结构特点15-16
• 2.2.2 新型送料机构的工作原理16-19
• 2.3 新型送料机构的数据计算19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 基于ADAMS动力学分析的自动送料机构的优化设计21-31
• 3.1 概述21-23
• 3.1.1 虚拟产品开发与虚拟样机技术21
• 3.1.2 机械系统动力学分析、仿真及优化分析21-22
• 3.1.3 数字化功能样机软件系统—ADAMS22-23
• 3.2 送料机构基于动力学分析的优化设计23-30
• 3.2.1 优化目标23-25
• 3.2.2 参数化建模25-28
• 3.2.3 确定优化参数28
• 3.2.4 确定优化参数取值范围28
• 3.2.5 优化计算和分析28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 基于ANSYS有限元分析的自动送料机构的优化设计31-50
• 4.1 引言31-32
• 4.1.1 有限元分析及ANSYS-APDL简介31
• 4.1.2 基于APDL的优化设计介绍31-32
• 4.2 送料机构摆臂的优化设计32-40
• 4.2.1 优化目标32
• 4.2.2 参数化建模32-38
• 4.2.3 结果分析38
• 4.2.4 优化设计38-40
• 4.3 送料机构摆杆1的优化设计40-49
• 4.3.1 优化目标40
• 4.3.2 参数化建模40-47
• 4.3.3 结果分析47-48
• 4.3.4 优化设计48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 结论与展望50-51
• 参考文献51-53
• 发表论文和科研情况说明53-54
• 致谢54-55
• 附录1 ADAMS优化分析数据55-58
• 附录2 送料机构摆臂基于APDL的建模及优化命令流58-75
• 附录3 送料机构摆杆基于APDL的建模及优化命令流75-86
• 附录4 ANSYS优化结果数据86-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘任;张玉华;;新型大直径厚壁钢管铣头倒棱机结构设计[J];焊管;2013年01期

2 江永静,成海涛;我国无缝钢管生产现状、差距及发展建议[J];中国冶金;2004年11期

3 张玉华,柴晓艳,刘福生,周鸿翻;φ325全自动数控飞锯机的传动系统[J];重型机械;2003年02期

4 马闯;吴洪涛;谷珂;;基于ADAMS的夹紧机构优化设计[J];机械制造与自动化;2006年04期

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本文编号：263427