铝锭堆垛机翻转装置的优化设计
发布时间：2022-04-22 22:09
铝锭连续铸造机组是集机、电、光、液、气于一体的专门用于普通重熔用铝锭连续铸造的自动化生产线,该机组主要由铸造机、冷却运输机、堆垛机、成品运输机、打包机及打印机和铝液分配器以及液压与气动系统、水冷却系统和电控系统组成。为了适应市场竞争和用户的更高需求,研制开发高效铝锭连续铸造机组的任务,显得相当迫切。翻转装置是机组中铝锭堆垛的关键部件,它的性能直接影响着整机的稳定性和可靠性,关系到整机的生产效率的提升。因此,翻转装置的稳定性、可靠性是机组中急需解决的难题之一。为此本文对翻转装置进行了系统的研究,所取得的主要研究成果如下：1、本文就新型高效铝锭连铸机组中铝锭堆垛关键部件—翻转装置的动力学特性进行了研究。文中利用ANSYS有限元方法对翻转装置翻转主轴系统进行了静力学分析、动力学分析,得到了翻转主轴系统工作时传动过程较平稳,翻转开始与结束的两个极端位置有一定的冲击（较小）的结论,为进一步减小结构的冲击与振动分析,提出了四项优化建议；2、通过对齿轮转子传动轴系中基本单元的弯扭耦合分析,确定了直齿圆柱齿轮、轴系其它单元的弯扭耦合振动的传递矩阵,建立了铝锭堆垛翻转装置齿轮传动系统基于整体传递—Ric...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 铝锭堆垛机的研究状况
1.3 铝锭堆垛技术的发展趋势
1.4 新型伺服驱动铝锭堆垛翻转装置
1.5 课题的目的与主要研究内容
1.5.1 课题目的
1.5.2 课题的主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 研究模型建立的理论基础
2.1 机械结构动力学模型
2.2 转子系统
2.2.1 转子系统的建模
2.2.2 转子动力学的计算分析方法
2.2.3 齿轮耦合转子系统动力学研究概况
2.3 模态分析基础理论
2.3.1 模态分析理论
2.3.2 模态分析的应用
2.4 机械结构动态优化设计方法
2.5 本章小结
第三章 基于ANSYS伺服翻转装置主轴系统有限元分析
3.1 轴承的刚度和阻尼
3.1.1 轴承的刚度
3.1.2 轴承的阻尼
3.2 主轴的静态特性分析
3.2.1 有限元模型建立
3.2.2 单元的类型和网格划分
3.2.3 外部载荷的计算
3.2.4 静态变形
3.3 主轴动态特性的有限元分析
3.3.1 模态分析
3.3.2 瞬态动力学分析
3.4 本章小结
第四章 伺服翻转装置传动系统动力学模型的建立
4.1 整体传递—Riccati传递矩阵法
4.1.1 整体传递矩阵法
4.1.2 多转子系统的整体传递矩阵
4.1.3 整体传递—Riccati矩阵法
4.2 伺服驱动铝锭翻转装置
4.2.1 伺服驱动铝锭翻转装置结构介绍
4.2.2 铝锭翻转装置齿轮传动转子系统的弯扭耦合振动的处理方法
4.3 建立基于整体传递—Riccati矩阵法的翻转装置动力学模型
4.3.1 直齿圆柱齿轮耦合单元传递矩阵
4.3.2 齿轮传动轴系弯扭耦合基本单元的传递矩阵分析
4.4 本章小结
第五章 伺服翻转装置传动系统动态特性分析
5.1 伺服驱动翻转装置传动系统动力学模型的建立
5.2 基于整体传递—Riccati矩阵法的传动系统弯扭耦合振动计算
5.3 翻转装置传动系统考虑齿轮耦合的弯扭振动特性分析
5.4 翻转装置动态优化设计原理
5.4.1 模态柔度
5.4.2 能量分布
5.5 翻转装置传动系统动态特性分析与结构改进
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型高效全自动铝锭堆垛机的设计[J]. 冯瑞成,王鹏,芮执元,赵俊天,李鄂民. 机床与液压. 2007(03)
[2]LDJ-20新型全自动铝锭堆垛机的研制[J]. 赵俊天,芮执元,剡昌锋,韦尧兵,何贵平,陈博. 兰州理工大学学报. 2005(03)
[3]20kg铝锭连续铸造机自动堆垛系统的改进[J]. 马超. 有色设备. 2005(01)
[4]全自动铝锭堆垛机的改进[J]. 赵建军,刘连会. 甘肃冶金. 2004(03)
[5]20kg铝锭连续铸造机组技术改造[J]. 甘进军. 有色设备. 2002(04)
[6]计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法[J]. 柴山,刚宪约,姚福生,曲庆文,赵又群. 上海理工大学学报. 2002(01)
[7]传动比和功率对齿轮耦合的二平行转子──轴承系统的稳定性的影响[J]. 张锁怀,谢振宇,丘大谋. 机械设计. 1999(12)
[8]旋转轴系弯—扭振动耦合的数值分析[J]. 张勇,蒋滋康. 汽轮机技术. 1999(05)
[9]轴系弯扭耦合振动的数学模型[J]. 张勇,蒋滋康. 清华大学学报(自然科学版). 1998(08)
[10]齿轮耦合对转子-轴承系统稳定性的影响[J]. 夏伯乾,虞烈,谢友柏. 机械科学与技术. 1998(02)
本文编号：3646787
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 铝锭堆垛机的研究状况
1.3 铝锭堆垛技术的发展趋势
1.4 新型伺服驱动铝锭堆垛翻转装置
1.5 课题的目的与主要研究内容
1.5.1 课题目的
1.5.2 课题的主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 研究模型建立的理论基础
2.1 机械结构动力学模型
2.2 转子系统
2.2.1 转子系统的建模
2.2.2 转子动力学的计算分析方法
2.2.3 齿轮耦合转子系统动力学研究概况
2.3 模态分析基础理论
2.3.1 模态分析理论
2.3.2 模态分析的应用
2.4 机械结构动态优化设计方法
2.5 本章小结
第三章 基于ANSYS伺服翻转装置主轴系统有限元分析
3.1 轴承的刚度和阻尼
3.1.1 轴承的刚度
3.1.2 轴承的阻尼
3.2 主轴的静态特性分析
3.2.1 有限元模型建立
3.2.2 单元的类型和网格划分
3.2.3 外部载荷的计算
3.2.4 静态变形
3.3 主轴动态特性的有限元分析
3.3.1 模态分析
3.3.2 瞬态动力学分析
3.4 本章小结
第四章 伺服翻转装置传动系统动力学模型的建立
4.1 整体传递—Riccati传递矩阵法
4.1.1 整体传递矩阵法
4.1.2 多转子系统的整体传递矩阵
4.1.3 整体传递—Riccati矩阵法
4.2 伺服驱动铝锭翻转装置
4.2.1 伺服驱动铝锭翻转装置结构介绍
4.2.2 铝锭翻转装置齿轮传动转子系统的弯扭耦合振动的处理方法
4.3 建立基于整体传递—Riccati矩阵法的翻转装置动力学模型
4.3.1 直齿圆柱齿轮耦合单元传递矩阵
4.3.2 齿轮传动轴系弯扭耦合基本单元的传递矩阵分析
4.4 本章小结
第五章 伺服翻转装置传动系统动态特性分析
5.1 伺服驱动翻转装置传动系统动力学模型的建立
5.2 基于整体传递—Riccati矩阵法的传动系统弯扭耦合振动计算
5.3 翻转装置传动系统考虑齿轮耦合的弯扭振动特性分析
5.4 翻转装置动态优化设计原理
5.4.1 模态柔度
5.4.2 能量分布
5.5 翻转装置传动系统动态特性分析与结构改进
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型高效全自动铝锭堆垛机的设计[J]. 冯瑞成,王鹏,芮执元,赵俊天,李鄂民. 机床与液压. 2007(03)
[2]LDJ-20新型全自动铝锭堆垛机的研制[J]. 赵俊天,芮执元,剡昌锋,韦尧兵,何贵平,陈博. 兰州理工大学学报. 2005(03)
[3]20kg铝锭连续铸造机自动堆垛系统的改进[J]. 马超. 有色设备. 2005(01)
[4]全自动铝锭堆垛机的改进[J]. 赵建军,刘连会. 甘肃冶金. 2004(03)
[5]20kg铝锭连续铸造机组技术改造[J]. 甘进军. 有色设备. 2002(04)
[6]计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法[J]. 柴山,刚宪约,姚福生,曲庆文,赵又群. 上海理工大学学报. 2002(01)
[7]传动比和功率对齿轮耦合的二平行转子──轴承系统的稳定性的影响[J]. 张锁怀,谢振宇,丘大谋. 机械设计. 1999(12)
[8]旋转轴系弯—扭振动耦合的数值分析[J]. 张勇,蒋滋康. 汽轮机技术. 1999(05)
[9]轴系弯扭耦合振动的数学模型[J]. 张勇,蒋滋康. 清华大学学报(自然科学版). 1998(08)
[10]齿轮耦合对转子-轴承系统稳定性的影响[J]. 夏伯乾,虞烈,谢友柏. 机械科学与技术. 1998(02)
本文编号：3646787
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