２０１ ３年第２９期 Ｔ工 （总第２７２期） 技术交流 ￣ｃｂｎｉｅａ｛Ｅｘｃｈａｎｇｅ 中阖高新技术企址 ｌ ｅ＊｝■＾ＨＩＧ＃ｔ￡ｃ＃Ｅ Ｅｔ，Ｉｔｌｔ； ＮＯ．２９．２０１ ３ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．２７２） 基于ＡＤＡＭＳ的精压机工作机构的运动分析 廖前行 （广西职业技术学院机械系，广西南宁５３０２２６） 摘要：文章所述研究结合精压机的工作特征，对如何借助ＡＤＡＭｓ软件工具进行精压机工作机构的建模与运动学 仿真进行了分析和讨论。随后，将仿真结果与理论进行对比，以此证实仿真的准确性和有效性。实践结果表 明，该方法有利于设计周期和设计经费的压缩，具有广阔的发展前景和较高的工程实用价值。 关键词：ＡＤＡＭＳ；精压机；工作机构；运动分析 中图分类号：ＴＧ３０５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２ ３７４（２０１ ３）２９—００５４—０３ ｌ概述 作为少、无切削工艺的一类，精压工艺包括体积、平 面精压两种类型。平面精压能够使冲压件、锻件的表面精 也就是说，保压时间的延长会在一定程度上导致压力机效 率降低的问题。从连杆受力改善的角度来看，连杆承受压 力的形式无疑是有益的，但是在这种结构下，连杆的长度 度得到提升，并使其高度尺寸更为精确；体积精压则可以 使冲压件、锻件获得较高的表面精度和更为精确的重量。 精度高、工件变形量小是精压工艺的两大特点，所以在进 行精压机的设计工作时，应注意确保刚度的合理性，并让 工作速度趋于平缓，同时使工件加压时间得到相应的延 相对较短，连杆系数约为１／３，所以无论是工作滑块的速度 变化还是曲轴的扭矩都必然得到相当程度的提升。因此， 选择连杆在工作状态下承受压力、单次形成通过两次下死 点的类型能够获得更好的效果，详见图１： 长，所配备的装模高度调整设备也要更为可靠。其原因在 于，更小的滑块行程不仅同样可以满足精压机精压工件的 需求，而且还能够大幅减少能耗，有利于生产成本的进一 步下降。为了使设计成果在尺寸与形式方面都更为合理， 实验研究是必不可少的内容，而对于仿真分析模型的实验 分析，则可以为不同工况的分析以及改型设计提供更多的 依据，并且有效减少物理实验所需费用和复杂计算的工作 量。所以，对于后续物理模型的设计工作而言，实现一种 基于仿真的数字模型，无论是对于工作效率的提升还是经 费的节约，都将发挥出积极的推动作用。正是基于仿真分 析模型的这些优点，我们借助ＡＤＡＭＳ软件进行关于精压机工 作结构运动的仿真分析，以期为今后相关研究及实践活动 的开展提供一定的参考和借鉴。 图１精压机曲柄肘杆机构示意图 ２．２建立模型 ＡＤＡＭＳ虚拟样机分析软件集可视化、求解、建模技术 ２精压机工作结构运动的仿真模型构建 ２．１ 精压机工作机构的选择 为了最大程度降低精压工艺的工作行程以及精压机工 作机构对于弹性变形的要求，我们选择了曲柄肘杆，其特 点是滑块的形成较小，由两肘杆承受绝大部分的工作变形 力，连杆的受力因此得到显著的下降，同时，肘杆的长度 也可以得到有效控制。 曲柄肘杆机构按照运动、受力情况的差异，可以分为 于一体，是当前世界范围内使用最为广泛也是最著名的机 械系统仿真分析软件，它通过力库、约束库、零件库以及 交互式图形环境等让机械系统转变为全部参数化的模型， 而多刚体系统动力学理论中拉格朗日方程的运用则让求解 器对于系统动力学方程的构建成为了可能，通过运动学、 动力学、静力学等方面的分析，最终完成对所虚拟机械系 统的位移、加速度、速度、反作用力曲线等测试结果的输 出。无论是机械系统的峰值载荷、性能与运动范围的预 测，还是碰撞检测工作，我们都可以借助ＡＤＡＳＭ软件的仿真 能力对结果加以预测。 单次行程通过一次、两次下死点以及连杆在工作状态下 承受压力、拉力这四种基本类型。其中，单次行程通过两 次下死点的类型可以让工件受压时间更长，使其更容易成 型。不过，压力机的工作效率在下死点附近时相对较低， 软件的基本模块主要包括用户界面（ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ）、 处理器（ＡＤＡＭｓ／Ｓｏｌｖｅｒ）以及后处理三个部分，其中，用 会得出与该值相对应的ｓ的值，随后，再借助包括求导在内 的一系列计算，就可以得出滑块的速度和加速度。若结果 表明滑块的这些参数未能达到设计要求，工作人员就需要 对相关条件进行重新调整，并再次计算滑块在调整后的运 动特性。 户界面模块的作用是通过所提供的对话环境方便用户进行 各种操作。同时，该模块也具备在正式分析前对相关数据 进行预处理、设置虚拟样机的分析参数，提供与其他应用 程序的接口等功能。 通过ＡＤＡＭｓ软件，我们可以直接实现对简单几何模型的 建模，如果模型相对复杂，则可通过其他的三维建模软件 先进行预处理，再将其导入ＡＤＡＭＳ以施加各类作用和约束 力。结合本次研究所涉及模型的实际情况，我们直接通过 ＡＤＡＭＳ软件建模，详见图２： Ｏ孰 ＯＡｔ氛‘０．８ Ｏ １．２ 蔓｜闻《ｓ》 图３精压机滑块运动的位移曲线 ＾ｌｖ群蛙醇鏊 ｊｃ息￡ 越鼬攥孵 ＾ 翟 氍塑霎图２精压机工作机构模型示意图 ３针对精压机工作机构的运动分析 结合图１，我们将曲柄ＯＡ设为Ｒ，将连杆＾Ｊ３设为Ｌ，肘杆 ＢＣ＝ＢＤ设为１。图中实线所示为曲柄转角为ａ时的位置。若 Ｂｃ、ＢＤ处在同一条直线上，那么滑块到达下死点Ｄ０。而当 曲柄转为Ｑ角时，滑块贝 到达Ｄ点，此时的位移Ｓ＝ＤＯＤ。由 图我们可以得出县Ｂ。＿ 。 在△ＢＢ’Ｓ当中，ＣＢ’ ＣＢｃｏｓ＝ｌｃｏｓ 。由于肘杆 ＢＣ＝ＢＤ，所以善＝，一ｌｃｏｓＶ，即： Ｓ＝２，（１－ｃｏｓｖ） （１） 由△ ＡＡ， 可以得出： Ｂ。＝Ｌ２ （２） 图４精压机滑块运动的速度曲线 Ａ１Ｂ＝ＡＡ’一ＢｌＢ’＝Ｒｓｉｎａ－ｌ（１－ｃｏｓｖ） ＢＢ’ Ａ＇＝ｌｓｉｎｖ＋ｏ＋Ｒｃｏｓｃｔ （３） （４） 我们将式（３）、式（４）代入式（２），可以得出式 （５），即： （１ｓｉｎｖ＋ａ＋Ｒｃｏｓａ） ＋（Ｒｓｉｎａ．１＋ｌｃｏｓ￣） ＝Ｌ （５） 随后， 我们设 ＋ＲＣＯＳｏ￣＝Ｘ， Ｒｓｉｎａ．，＝Ｙ， 墨： ２， ：！：Ｚ，那么，式（５）就可以得到简化成为式 （６）： ｚ＝ｘｓｉｎｇ／＋Ｙｃｏｓ （６） 将ｓｉｎ ＝ －ｃｏｓ 代入式（６）： ｚ ＋ｙｃｏｓ ＣＯＳ ＺＹ＋ Ｘ￣—． （７） 图５精压机滑块运动的加速度曲线 由于、ｌ，＜９０ ，所以取正值，在将式（７）代入到式 （１）后可得式（８），即： １． 铲） （８） ＡＤＡＭＳ软件可以免去因反复调整设计参数而带来的大量 计算任务，设计人员只需要对仿真模型的特定参数进行修 正，计算机就会通过软件的运动仿真功能，完成对不同工况 ５５ 在公式中，Ｃｔ的值未知，当我们赋予其不同值时，就 ２０１ ３年第２９期 （总第２７２期） 中阖高新竣尜念业 Ｉ ｃＨｉ¨＾¨Ｉ ４ ￡ｃ ｔ Ｈ ｒ Ｐ Ｒｌ｛ｔ； ＮＯ．２９．２０１ ３ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．２７２） 南上座泵站厂房改建工程施工组织与管理探析 郑小龙 （陕西华兴建筑工程有限公司，陕西成阳７１２０００） 摘要：宝鸡峡南上座泵站改建工程，地处坑道， 场地狭窄，施工困难多。建设、施工单位严格遵循建设规 范，全面加强施工工艺、质量、安全监督管理， 实现了工程优良和安全生产目标，为同类工程提供了有益 借鉴。 关键词：泵站厂房改建；施工原则；工艺质量；安全管理 中图分类号：ＴＶ６４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２ ３７４（２０１ ３）２９—００５６—０２ １工程概况 宝鸡峡南上座泵站位于陕西省乾县王村镇境内，属宝 鸡峡塬上总干渠北昌泵站二级抽水站。该泵站建在约２０ｍ深 的大坑内，南面敞开为输水渠道。厂房为Ｔ型建筑，分为主 厂房和副厂房。主厂房长３９．６ｍ，宽９ｍ，高７．６ｍ，Ｆ、Ｄ轴 间隔６．５ｍ，有砼牛腿柱，牛腿上安装吊车梁。外墙为３７０ 班室有木龙骨五合板面层吊顶，地面铺设小磨石，外墙为 钢门窗，内墙安一木门，主副厂房连接处用铝合金玻璃隔 断。主副厂房基础均为砼条型基础，外粉为水涮石，内粉 为石灰砂浆涮１０６涂料。厂房改建工程总投资８１．４５万元， 于２００４年８月竣工交付使用，至今无质量问题。 ２施工原则 因泵站机组施工中暂不拆除，灌区抗旱期间还要使 用，在施工过程中务必注意保护仪表盘、屏设备、线路等 设施，防止出现损坏，必要时搭棚将重要、易损部位罩住 予以保护。 、 墙，有三道圈梁，砼挑檐超出墙面８００～１２００ｍｍ，屋盖为预 应力工字型自防水屋盖，门、窗为钢质结构。副厂房靠在 主厂房西边，长２５．５７ｍ，宽７．３４ｍ，高５ｍ，３７０＃￣墙，２４０ 内墙。墙间均有构造柱，墙顶有一道圈梁，挑檐超出墙面 ８００ｍｍ，屋面为预应力空心板，二毡三油防水。中控室及值 因条件限制，拆除以人工为主，以简单抱杆配倒链进 和条件下精压机工作机构运动特征的计算和反馈，使设计人 员能够更加快速和方便地对自己的设计成果进行检验，更好 地实现确保设计成果科学性和合理性的工作目标。 在本次研究中，我们对相关参数进行了如下选择： Ｒ＝Ｉ ７０ｍｍ，Ｑ－－１ １３０ｍｍ，Ｌ＝１２９７ｍｍ，ｌ：６００ｍｍ。在输入数据 后，软件就会自动进行针对精压机工作机构运动的仿真分 测更加简捷，分析结果也更为准确，这样一来，设计人员 就得以借助仿真实验的结果在更短的时间内完成对产品设 计进行针对性的修正，从而大幅缩短了产品设计周期，减 少了设计开发的经费要求，也从侧面向我们展现了该方法 广阔的发展前景以及巨大的工程实用价值。ｏ 析，并最终将系统不同构件的位置、速度、加速度与时间 函数的关系反映出来。由于构件的受力变形是分析工作可 以忽略的内容，因此建模与几何参数选择的准确性就成为 了决定仿真精度的重要指标。图３、图４、图５分别为精压机 滑块运动的位移、速度与加速度曲线。 参考文献 【ｌ】赵玉成，马斌强，等．基于ＡＤＡＭＳ的导杆串联滑 块机构的仿真设计『Ｊ］．河南农业大学学报，２０１３，４７ （３）：３０１—３０５． ［２］李小宁，戚伟岸，等．基于ＡＤＡＭＳ的砂轮磨齿机加 ４结语 在采用常规方法开展的精压机设计工作中，设计人员 不得不通过手工的方式对设计参数进行反复的修改以便 最终获得令人满意的设计成果，这种做法不仅会导致重复 工作的大量进行，而且也不利于设计结果精确性的有效保 工过程的动力学分析及仿真【Ｊ】．机械制造与自动化， ２０１３，４２（３）：１０４．１０６． ［３】谢康林，李浙昆．基于ＡＤＡＭＳ的双臂曲柄徭杆式 翻板机的仿真设计［Ｊ】．新技术新３－艺，２０１ ３， （６）：９４．９６． ［４】 梁永江．基于ＡＤＡＭＳ的四连杆飞剪机剪切机构仿真 障。在本次研究中，我们对于精压机工作机构的设计借助 了ＡＤＡＭＳ软件的建模与仿真分析等功能，并通过理论分析 分析［Ｊ］．装备制造技术，２０１３，（５）：６１．６３． 作者简介：廖前行（１９６７－），广西宾阳人，广西职 业技术学院机械系高级技师，工程师，研究方向：机械设 计制造及自动化。 与仿真结果之间的对比来验证仿真分析的准确性。结果表 明，与制造物理样机的方式相比，通过ＡＤＡＭＳ软件的建模与 仿真分析功能，可以使精压机工作机构设计成果的性能检