軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置運(yùn)動(dòng)仿真研究

1、軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置運(yùn)動(dòng)仿真研究摘要本文對(duì)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真分析， 應(yīng)用nx ug8.0剛體動(dòng)力學(xué)分析方法，校驗(yàn)了軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置 在某一壓力下是否可以將650軋機(jī)拉回或推起，其結(jié)構(gòu)在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否發(fā)生干涉或存在死點(diǎn)、是否安全可靠。關(guān)鍵詞ug軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置運(yùn)動(dòng)仿真中圖分類(lèi)號(hào)：tp391.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)： 1009-914x (2014) 07-0312-01引言在鋼材生產(chǎn)線上布置有用于粗軋、中軋、預(yù)精軋和精軋 的軋機(jī)，軋機(jī)使用一定時(shí)間后，軋棍磨損嚴(yán)重，不能保證鋼 材質(zhì)量，需要更換新的軋規(guī)；同時(shí)，在精軋區(qū)，軋制不同型 號(hào)的鋼材，也需要更換相應(yīng)規(guī)格輻槽的軋規(guī)。在鋼材生產(chǎn)線 上布置的用于粗軋

2、、中軋、預(yù)精軋和精軋的軋機(jī)，均有立式 軋棍和水平式軋棍兩種形式。水平式軋輻軋機(jī)和精軋區(qū)立式 軋楹軋機(jī)均可以直接更換軋楹；粗軋區(qū)、中軋區(qū)立式軋輻軋 機(jī)更換軋規(guī)時(shí)，只有通過(guò)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置才能實(shí)現(xiàn)。粗軋區(qū)、 中軋區(qū)立式軋棍軋機(jī)更換軋棍的原理是：先使用軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝 置將立式軋機(jī)翻轉(zhuǎn)90度，使軋棍成水平方式放置；其次更 換軋棍；再使用軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置將軋機(jī)反轉(zhuǎn)90度，使軋機(jī)恢 復(fù)成立式軋規(guī)形式。粗軋區(qū)、中軋區(qū)立式軋規(guī)軋機(jī)，設(shè)備較大，軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝 置在翻轉(zhuǎn)軋機(jī)時(shí)，要求其結(jié)構(gòu)安全可靠，運(yùn)行平穩(wěn)。本文利 用ug nx8. 0運(yùn)動(dòng)仿真模塊，對(duì)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真 分析，驗(yàn)證其在某一壓力下是否能拉回、推起650軋機(jī)，

3、其運(yùn)動(dòng)過(guò)程是否安全平穩(wěn)，在工作過(guò)程中其結(jié)構(gòu)是否存在干 涉或死點(diǎn)。1建模并裝配軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置主要由底座、翻轉(zhuǎn)架和液壓缸組成，屬于 平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，軋機(jī)安裝在翻轉(zhuǎn)架上，如圖1所示。在軋機(jī) 翻轉(zhuǎn)裝置工作過(guò)程中，其底座固定不動(dòng)，其液壓缸缸體通過(guò) 銷(xiāo)軸聯(lián)接在底座上，其液壓缸活塞桿通過(guò)銷(xiāo)軸聯(lián)接在翻轉(zhuǎn)架 上，當(dāng)液壓缸缸體與活塞桿之間不斷做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，軋機(jī)隨 翻轉(zhuǎn)架同步做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置二維圖，利用ug nx8.0對(duì)其各部件 進(jìn)行建模，并對(duì)其進(jìn)行裝配；同時(shí)對(duì)650軋機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)化建 模，并將其與軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置裝配在一起，其三維裝配模型如 圖2所示。2. 分析過(guò)程及結(jié)果2. 1定義連桿進(jìn)入ug nx8. 0運(yùn)動(dòng)

4、仿真環(huán)境，新建動(dòng)力學(xué)仿真 motion。根據(jù)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置工作時(shí)各部件運(yùn)動(dòng)情況，將軋 機(jī)與翻轉(zhuǎn)架定義成一個(gè)自由連桿l001_zhuan,將液壓缸活塞 桿和缸體分別定義成自由連桿l002_huosai和l003_gangti, 將其底座定義成固定連桿l004_zuo (定義固定連桿的同時(shí)， 也被定義成了固定副)。2.2定義運(yùn)動(dòng)副根據(jù)各連桿之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，將液壓缸活塞桿連桿 l002_huosai和缸體連桿l003_gangti之間定義成滑動(dòng)副， 將液壓缸缸體連桿l003_gangti與底座連桿l004_zuo之間、 液壓缸活塞桿連桿l002_huosai與翻轉(zhuǎn)架連桿l001_zhuan 之間、翻轉(zhuǎn)

5、架連桿l001_zhuan和底座連桿l004_zuo之間定 義成旋轉(zhuǎn)副。2.3定義連接器將翻轉(zhuǎn)架與底座之間、液壓缸缸體與活塞桿定義3d接 觸。定義一阻尼器，將其附著到滑動(dòng)副上。2.4定義驅(qū)動(dòng)在液壓缸活塞桿連桿l002_huosai上定義矢量力，矢量 力的大小f (t)用運(yùn)動(dòng)函數(shù)step ( x, 0,471000,5,471000) +step ( x, 5,471000,5.5,0) +step ( x,5.5,0, 6.5,0) +step ( x, 6.5,0,7,-471000)+step ( x, 7,-471000,22,-471000) 表示，矢量力的方向沿液壓缸活塞桿端面法向方

6、向指向缸體。2. 5定義求解方案并求解新建運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)解算方案solution，給定分析時(shí) 間和步數(shù)，指定重力方向，并對(duì)其進(jìn)行求解。2. 6分析結(jié)果對(duì)解算方案求解后生成運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)，并對(duì)各運(yùn)動(dòng)連桿 l001_zhuan、l002_huosai 和 l003_gangti 的運(yùn)動(dòng)角速度變 化情況進(jìn)行作圖，如圖3所示。由軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)和 圖3可知：軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置在471kn大小的力的作用下，可以 將650軋機(jī)拉回并推起；軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置各連桿的運(yùn)動(dòng)情況 與預(yù)設(shè)的矢量力函數(shù)相一致，翻轉(zhuǎn)過(guò)程中沒(méi)有死點(diǎn)，運(yùn)行較 平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)安全可靠。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)的播放得知：軋機(jī)在動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)到258步 左右時(shí)，液壓缸活塞桿和缸體與底座之間的間隙最小，如圖 4、圖5示所示。由圖可知，此時(shí)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置的在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中，各部件之間沒(méi)有發(fā)生干涉。3. 結(jié)論本文利用ug nx8. 0對(duì)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析, 驗(yàn)證了軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置在471kn的力的作用下，可以將650 軋機(jī)拉回或推起；軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置工作過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生干涉, 沒(méi)有出現(xiàn)死點(diǎn)，結(jié)構(gòu)安全可靠，運(yùn)行較平穩(wěn)。本文利用ug nx8. 0對(duì)軋機(jī)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析, 為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造節(jié)約了成本和時(shí)間，提高了產(chǎn)品的效益。參考文獻(xiàn)1振文偉，吳克堅(jiān)機(jī)械原理m.北京：高等教育出 版社，1997.2朱崇