论文部分内容阅读
垂直平移机械式硫化机是轮胎生产的重要设备,现有的垂直平移机械式硫化机在开模与合模的过程中在主导轨上运动的横梁会产生明显的运动冲击,在现有的垂直平移机械式硫化机的基础上进行运动分析和优化设计,并生产优化设计后的样机,进行试验确定运动冲击问题得到解决。首先,参考原有的带有运动冲击的垂直平移机械式硫化机总体结构,利用维软件CATIA进行三维建模和装配,并利用DMU模块对虚拟样机进行运动仿真。以横梁和墙板主导轨组成的运动副为主要研究对象,比照仿真结果中横梁速度和加速度线图,发现横梁的运动冲击出现在墙板主导轨过渡曲线上两段相切圆弧的切点处。并结合工厂车间实际经验,验证仿真结果的可靠性,同时确定这种分析运动冲击方法的可行性。分析原有垂直平移机械式硫化机在该点产生运动冲击的原因是两段过渡圆弧的曲率半径相差较大,造成在主导轨过渡曲线上运动的横梁其径向加速度变化较大,从而产生运动冲击其次,基于运动学规律设计一段由大量相切的圆弧组成的曲线簇构成的墙板主导轨过渡曲线,且圆弧半径按照余弦规律递减。基于CATIA二次开发技术设计这段过渡曲线并生成新的墙板零件模型。在原有机械式硫化机连杆,曲柄齿轮和横梁滚子等零部件尺寸不变的情况进行装配生成新的虚拟样机,并设置与原来相同的转速进行运动仿真,比照原有的横梁速度和加速度线图进行分析,横梁加速度波动的变化情况表明:新的过渡曲线G1连续,主导轨上相切圆弧间的加速度实现了平滑过渡。再次,设计一段G2连续的曲线作为墙板主导轨过渡曲线,并以与过渡曲线相切的两条直线切点的曲率作为优化目标,对墙板的尺寸进行多目标优化。确定尺寸后继续在其他零部件不变的条件下建立虚拟样机进行仿真,横梁加速度波动的变化情况表明:G2连续的墙板过渡曲线加速度波动情况远优于原结构并略优于m段过渡圆弧过渡曲线。最后,利用CAM技术生成新的墙板主导轨的数控加工程序,根据新的墙板尺寸要求进行补焊,在数控铣床上进行加工,生成新的墙板零件。在其他零部件如连杆、曲柄齿轮等尺寸不变的情况下进行装配,并使用原有的电机转速运行。计算机仿真结果和实际装配运行效果表明:使用G2连续的墙板过渡曲线的硫化机运行平稳,主导轨满足了理想无冲击过渡渐变的要求。新的墙板主导轨过渡曲线使垂直平移机械式硫化机的运动冲击问题确实得到了妥善解决。