为了解决某型1200 t液压拉拔机主机框架材料成本高的问题,以拉拔机主机框架为研究对象,根据其结构特点,运用多目标遗传算法(MOGA)对其进行轻量化设计。利用Workbench对主机框架整体进行静力学结构分析,分析主机框架的最大等效应力。基于以上分析,在满足主机框架强度的情况下,对关键设计尺寸进行优化取值,选择一组最优设计点,并对优化后的主机框架重新进行静力学分析。结果表明:优化后的主机框架最大等效应力为191.86 MPa,可以满足实际使用工况要求,质量减少了39.6%,有效地减少了主机框架质量、降低了材料成本。

为解决同一系列不同宽度板材切断时需用多副切断刀具的问题,研究了一种可适应多种宽度板材切断的分体式剪切装置,解决传统剪切模式带来的刀具多、刀具更换频繁的问题。采用理论设计计算与试验相结合的方法,对分体式剪切系统进行了研究,建立了分体式剪切装置的三维模型,分析计算了重要结构件的强度和刚度。根据剪刀的功能及动作要求,设计了相应的高低压液压系统及电气保护装置。在制造的试验机上,测试了系统的各项功能动作指标及生产效率,检测了剪刀的剪切质量。测试结果表明:分体式剪切系统实现了一副剪刀切断多种宽度板材的功能,其生产效率和剪切质量达到了设计要求。

为了满足产品快速变形设计的需求,结合现有的设计方法,提出基于Solid Works部件参数化设计方法,并阐述了其设计过程及技术方法,并以曲柄压力机齿轮传动机构为实例,运用部件参数化设计方法,结合二次开发技术,对主要环节进行了研究,包括参数化部件模板的建立、参数的分类和方程式的添加。在Solid Works平台下建立了齿轮传动机构的参数化模板,将设计信息集成到部件模型中,使其能够根据设计需要进行变化与更新。通过这种方法实现了功能结构的快速设计,达到了缩短设计周期、提高工作效率的目的。

为了探索工艺参数对管材液压成形工艺的影响,研究了比例加载。通过理论计算和仿真结合的方法,对TP2铜管进行了管材液压成形,并且对比分析了试验与仿真环境下胀形区的轴向轮廓,以相对误差小于10%作为判断准则,对模型进行验证。通过改变液压力与轴向进给量,观察并分析了环向与轴向流动应力分量的变化,最后采用K-means聚类算法进行优化,实现了比例加载,并得到了该加载路径,其在胀形过程中的应力分量比值R=2.233,误差范围为:-1.46%≤E;≤1.6%。结果表明,K-means聚类算法优化后的流动应力分量比值的波动范围明显减小,说明该算法可以优化加载路径。

针对薄煤层液压支架上大型、薄壁、高落差、高减重孔类柱窝锻件在锻造成形中易产生错移、球窝面及窝口变形、拔模后截距大、截面积突变明显、成形载荷大、模具寿命低的问题,提出一种新的锻造成形方式。通过采用曲面分模、模具型腔倾斜放置、渐变拔模、减少模具闭合高度等方法,实现了此类型柱窝的锻造成形及顺利出模。结果表明,通过对模具结构、模具材料、热处理硬度的合理设计,可以达到提高锻件质量、减小机械加工余量、减少打击次数、缩短打击时间、提高生产效率、降低生产成本的目的。通过长时间对大型模锻件成形工艺的研究,总结出锻造行业国家标准中没有的大型锻件的工艺参数。

为了提高数控转台液压伺服双马达系统的同步控制精度,设计了一种改进PSO算法和共反馈同步误差校正控制方案。共反馈同步误差校正控制方案利用主反馈误差来实现对跟踪误差的控制,并通过同步误差完成马达控制系统的反馈补偿,以达到更高的同步控制精度并提升运动性能。通过仿真分析得到:采用改进的复合控制方式获得了最小系统超调和稳态误差,并且能够在最短时间内实现位置响应稳态。利用改进PSO算法调试同步误差校正通道的PID超调量为2.385,调节时间为0.872 s,稳态误差为5.822×10^(-3),ITAE为0.6235,表现出优秀的控制性能。通过对比发现,综合运用共反馈同步误差校正并改进PSO算法进行控制时,明显降低了系统超调与波动性,确保了系统静态与动态性能均符合数控转台的控制要求。

重型锻造液压机传统运维多采用定期检查和事后故障维修的方式,已不能满足新一代锻压装备的智能化、信息化需求。针对该问题,提出了基于设备层、采集层、传输层、数据层、服务层、展现层6层运维系统架构的远程运维设计思路,并针对运维平台的网络拓扑、软硬件部署、数据管理、网关连接与网页呈现等关键技术进行了研究,实现了对不同型号的锻造液压机进行统一管理运维的功能,指导了重型锻造液压机远程运维平台的建议促进了重型锻造液压机运维方式向数字化、智能化方向发展。

以某公司初步设计的一款30 MN三梁四柱式双动拉伸液压机为研究对象,此液压机为一款新型液压机。采用有限元方法对液压机整体机架进行结构分析与模态分析,获得上梁、滑块、底座及立柱4个主要部件的变形和应力情况,对液压机进行初步校核,并获得其前6阶固有频率。结果表明:上梁的最大静挠度不符合工程要求,通过对上梁结构优化,使其接近工程要求;滑块与底座的最大静挠度符合工程要求,所以在保证滑块与底座符合工程要求的基础上,进一步对滑块和底座进行轻量化设计,达到减重的目的,为最终30 MN三梁四柱式双动拉伸液压机的设计和制造提供了一定的理论参考。

针对重型锻造液压机故障诊断难度较大,以及传统诊断方式费时费力、排查周期较长、只能定性分析、故障原因诊断不准确的问题,提出了一种基于制造知识的重型锻造液压机状态分析与故障诊断方法,给出了故障诊断流程和分析方法选取方式。并以滑块无法回程故障为例,说明了故障树测试步骤,以及在故障树的引导下,故障原因的检查过程。最终,将重型锻造液压机的故障树等级分为4级,并给出了每一等级的危害以及处理方式和方法,实现了重型锻造液压机远程运维中故障的快速识别与诊断分析。

以双缸液压同步控制系统的同步运动控制为研究对象研究该系统在线性均变的斜坡偏载力、非线性变化的指数偏载力两种典型负载力以及载荷幅度大的非线性正弦偏载力和线性三角全波负载力两种复杂变化的偏载力作用下的系统动态特性通过机理建模的方法建立了双缸液压同步控制系统的整体数学模型基于Matlab/Simulink软件环境搭建了完整的双缸液压同步控制系统仿真模型设置了模型中的主要参数对该系统在几种典型负载力以及复杂负载力下的变化进行了仿真研究并得到了不同负载力下双缸液压同步控制系统的动态特性为液压同步控制系统控制性能的改善提供借鉴。