转动副摩擦对巨型重载夹持机构承载能力影响研究

• 作 者: 聂荣光
• 机 构: 中南大学
• 出 处: 中南大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 锻造机械 夹持机构 承载能力 转动副摩擦 力学模型

目前，关于锻造机械夹持系统力学方面的研究较多，由于夹持系统往往包含了较多的转动副，这些转动副摩擦对夹持系统的承载能力具有较大的影响，尤其在巨型重载锻造机械夹持系统中这种影响更不容忽视。然而从已有的参考文献来看，转动副摩擦对夹持机构承载能力影响方面的研究较少。因此，本文运用理论分析和模拟仿真的方法，就转动副摩擦导致机构承载能力发生变化的问题进行深入研究。为了对承载能力的变化进行量化分析，文章提出反作用力响应盲区的概念。应用关联约束法建立了夹持机构力学模型，求解出夹持机构的反作用力响应盲区，对机构的承载能力进行量化，得出理论运算结果。
考虑到转动副当量摩擦系数的取值，本文进行了滑动轴承转动副边界摩擦实验，验证了当量摩擦系数设置的合理性。为了对理论结果进行验证，在实体样机还未完工的情况下，本文采用基于Adams虚拟样机建模的方法，对夹持机构的承载能力进行了仿真运算，结果发现仿真结果与理论结果基本吻合。为了更贴近真实的情况，本文进行了Adams柔性体建模，使机构发生实际情况中的弹性变形，对柔性机构进行仿真，结果仍然与理论结果相吻合，这证明了机构理论力学建模的正确性。
确定力学模型之后，文章对机构进一步分析，基于反作用力响应盲区对两种典型夹持机构的承载能力进行分析比较，结果表明在夹持小直径锻件的情况下，压杆式夹持机构具有更高的承载能力，为夹持机构方案选择和优化改造提供了理论基础。