铜包装线升降台载荷特性及动态力学性能研究

发布时间：2019-10-25 14:09

【摘要】：阴极铜板自动包装生产线项目是我校针对目前阴极铜板包装作业技术及装备落后的现状,综合应用机械、电子、液压、精密计量、计算机控制等不同学科理论研制完成的全自动包装生产线。升降台是主要的升降运输设备之一,其结构形式和液压系统的布置方式及控制形式直接影响到升降平台的工作性能和使用寿命。在实际的应用中,由于生产现场的空间大小和受力特点,必须对固定液压升降台进行有针对性的设计。在铜自动包装生产线中,上料、配重和整形三个工位用到的固定液压升降平台,主要用于实现将铜板撑起脱离输送链,来实现上料、称重和整形的目的。因此,本课题旨在通过对升降台承载条件下的静、动态力学性能研究,发现其薄弱环节,并进行优化改进。本文主要进行了以下工作: (1)根据升降台的结构及工作原理,将升降台等效为一个正置的曲柄滑块机构。建立了升降台的机构运动简图、等效力学模型并进行了数学分析;利用三维CAD软件PRO/E,建立了升降台的三维实体模型; (2)将在PRO/E中建立的三维实体模型导入有限元分析软件ANSYS中,忽略系统的非刚性连接,对升降台进行有限元静力学分析,得到升降台举升到最高点时升降台等效位移、等效应力最大,提取了该条件下的等效位移、等效应力云图; (3)利用PRO/E软件对建立的三维实体模型进行运动学分析,得到工作过程中垂直方向最大加速度为1.2mm/s~2。垂直方向的惯性力相对于铜板本身的重力可忽略不计,故对升降台进行动力学分析时惯性力可不予考虑; (4)对升降台的有限元模型进行动态分析。通过模态分析得到升降台的前10阶固有频率、主振型图,通过谐响应分析得到了X、Y、Z方向的谐响应曲线图。 (5)对生产线配重工位升降台在承受冲击载荷作用力下进行分析。利用有限元软件ANSYS对配重工位中升降台加减铜片承受的载荷分析,得到升降台受到冲击载荷中升降台的位移曲线; (6)通过静力学分析和动态分析的数据,可以看出还有一定的优化空间。在有限元分析软件ANSYS中建立升降台的参数化模型,运用ANSYS参数化设计语言,采用一阶法,以升降台底座的各钢板壁厚和升降平台的厚度为优化对象,以升降台的变形量为优化目标进行优化。
【图文】：

等效力学模型,传动机构,滑块

10图 2.2 传动机构等效力学模型当曲柄绕固定点 O 以角速度ω旋转时，，由连杆带动滑块 P 在水平槽内做往直线运动。取 O 点为坐标原点，OP 方向为 x 轴正方向，P 在 x 轴上的坐标为 x，那么用 x 表示滑块的位移。利用三角关系，立即得到：x=r cosθ + θ222l rsin（2.1）θ = ωt（2.2）dtddtdddxdtdx θωθθ= =（2.3）

升降台,运动简图

10图 2.1 升降台运动简图2.1.3 升降台等效数学模型升降台是由液压缸驱动举升臂来实现运动的[27]，在进行分析时可以将升降台简化成一个曲柄滑块机构。如下图 2.2 所示：图 2.2 传动机构等效力学模型当曲柄绕固定点 O 以角速度ω旋转时，由连杆带动滑块 P 在水平槽内做往复直线运动。取 O 点为坐标原点，OP 方向为 x 轴正方向，P 在 x 轴上的坐标为 x，那么可用 x 表示滑块的位移。利用三角关系，立即得到：x=r cosθ + θ222l rsin（2
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH211.6

【引证文献】