航天大件旋压机张力驱动系统研究

发布时间：2017-07-25 23:00

  本文关键词：航天大件旋压机张力驱动系统研究

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【摘要】：随着航空、航天、工业等领域对旋压工艺技术要求的不断提高,迫切需要一种能够实现8米以上筒形件整体旋压成型的强力旋压机床。本文介绍了同步旋转模环旋压机床,对该旋压机床与强力旋压机床的区别进行了阐述。分析了影响旋压加工的各个关键工艺参数;对同步旋转模环旋压成型的过程进行了模拟仿真分析;设计出了一套能够实现自适应的张力驱动系统;最后对张力驱动系统进行有限元分析验证其合理性。通过分析表明,该张力驱动系统能够实现同步旋转模环旋压机床的应用要求,为同步旋转模环旋压机床张力自适应系统的实际制造提供了理论基础。本论文以同步旋压机床的张力驱动系统为主要分析对象,利用ABAQUS对同步旋转模环旋压成型过程进行了模拟;利用机械设计软件对张力驱动系统所用丝杠、油缸、导轨进了设计,设计出了张力驱动系统的二维、三维图;利用ANSYS软件对油缸底座和HSG液压油缸进行了静力学分析和模态分析。本文研究的主要内容和结果如下:(1)对同步旋转模环旋压分别在有拉力和无拉力状态下进行了模拟仿真,结果表明有拉力状态下,旋压筒形件的直线度、稳定性等成型质量更好。(2)对自适应张力驱动系统进行原理方案的分析设计,选定了滚珠丝杠配合液压油缸共同驱动的驱动方式。(3)对自适应张力驱动系统所用丝杠和油缸进行了分析和计算,最终确定了丝杠和油缸的类型和其参数。(4)对自适应张力驱动系统关键部件进行了有限元分析,验证了设计的合理性。
【关键词】：同步旋转模环旋压 自适应系统 有限元分析 丝杠 油缸
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10-12
• 1.2 强力旋压技术简介12-14
• 1.3 旋压成型工艺的国内外研究现状14-18
• 1.3.1 旋压工艺的国内研究现状14-16
• 1.3.2 旋压工艺的国外研究现状16-18
• 1.4 同步旋转模环旋压成型自适应系统分析介绍18
• 1.5 本课题来源及研究的主要内容18-20
• 1.5.1 本课题的来源18-19
• 1.5.2 本课题研究的主要内容19-20
• 2 薄壁筒形件同步旋转模环旋压成型数值模拟分析20-33
• 2.1 旋压的主要工艺参数20-22
• 2.1.1 减薄率对旋压工件质量的影响20-21
• 2.1.2 进给比的选取对质量的影响21-22
• 2.1.3 其他参数选取对质量的影响22
• 2.2 旋压的主要质量缺陷22-24
• 2.3 隆起对旋压件质量影响24-25
• 2.4 有限元模型的建立25-29
• 2.4.1 模型建立和参数设定25-27
• 2.4.2 旋压参数的选取27-29
• 2.4.3 定义接触29
• 2.5 模拟结果分析29-32
• 2.5.1 毛坯动能结果分析29-30
• 2.5.2 旋压成型过程分析30-31
• 2.5.3 有限元的分析结果展示31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 3 同步旋转模环旋压机介绍及其张力驱动系统设计33-42
• 3.1 同步旋转模环旋压机床的工作基理33
• 3.2 机身总体结构介绍33-38
• 3.2.1 同步旋转模环旋压机床介绍33-34
• 3.2.2 旋压机张力驱动系统的原理方案设计34-38
• 3.3 张力驱动系统丝杠油缸的选取38-41
• 3.3.1 张力驱动系统的丝杠选用38-40
• 3.3.2 张力驱动系统的油缸选用40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 自适应装置的分析计算42-53
• 4.1 同步驱动介绍42-44
• 4.2 滚珠丝杠的计算44-48
• 4.2.1 滚珠丝杠分析选型44-45
• 4.2.2 驱动力矩45-46
• 4.2.3 滚珠丝杠副材料的选取46-47
• 4.2.4 滚珠丝杠副传动构造与分类47
• 4.2.5 滚珠丝杠副结构47-48
• 4.3 液压油缸的计算48-52
• 4.3.1 液压传动的理论依据48-49
• 4.3.2 液压油缸关键工作参数计算49-51
• 4.3.3 油缸壁厚的计算51
• 4.3.4 液压油缸的选型51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 有限元分析53-62
• 5.1 有限元概念53-54
• 5.2 静力学分析54-57
• 5.2.1 静力学分析概述和步骤54-55
• 5.2.2 油缸底座的静力学分析55-57
• 5.3 模态分析概述和步骤57-61
• 5.3.1 模态分析理论57-58
• 5.3.2 油缸模态分析58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 6 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

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本文编号：573629