大噸位摩擦焊機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)動力學(xué)與運(yùn)動特性分析及優(yōu)化研究.pdf

1、有色金屬是國民經(jīng)濟(jì)不可或缺的重要原材料，且我國電解鋁、銅、鎳、鉛、鋅、鎂等主要有色金屬的產(chǎn)量已居世界前列，尤其是電解鋁工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)體系中占有更加重要的地位和作用，是國家重要的基礎(chǔ)性工業(yè)。作為電解鋁工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)裝置---電解鋁預(yù)焙陽極導(dǎo)電裝置專用摩擦焊機(jī)在國內(nèi)尚屬技術(shù)空白，該裝置的研制對加快行業(yè)技術(shù)改造、升級與換代，帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)，對擴(kuò)大就業(yè)，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和促進(jìn)人才培養(yǎng)方面等方面也具有重要的支撐作用。

2、r>　　本文以5000KN電解鋁預(yù)焙陽極導(dǎo)電裝置專用摩擦焊機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為研究對象，通過理論和有限元分析相結(jié)合的方法研究主導(dǎo)軌（四根導(dǎo)柱）、輔助導(dǎo)軌（兩根燕尾直線導(dǎo)軌）及夾具的動態(tài)特性，并對夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而實現(xiàn)整個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的輕量化，且消除了夾具在行進(jìn)中出現(xiàn)的爬行問題。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)以5000KN電解鋁預(yù)焙陽極導(dǎo)電裝置專用摩擦焊機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(包括主導(dǎo)軌、導(dǎo)軌和夾具)為研究對象，通過分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對整個導(dǎo)

3、向機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)分析、動態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得出輔助導(dǎo)軌和主導(dǎo)軌靜剛度、強(qiáng)度、前10階固有頻率及振型、動剛度等結(jié)果。雖滿足使用要求，但整體重量過重，造成運(yùn)行過程中出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，故需要對導(dǎo)向機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，消除爬行現(xiàn)象，降低整體重量。
　　(2)分析了爬行產(chǎn)生的原因，主要是由于夾具與主導(dǎo)軌之間的動靜摩擦因數(shù)過大和潤滑不夠引起的爬行現(xiàn)象。一方面通過減輕主導(dǎo)軌上夾具的質(zhì)量，減輕整體導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的質(zhì)量獲得合適的摩擦因數(shù)，并保證此摩擦因數(shù)能

4、最大程度的減小由電機(jī)自激振動帶來的影響。另一方面通過選擇合適的潤滑油添加劑，增大潤滑油粘度，減小導(dǎo)向機(jī)構(gòu)爬行帶來的運(yùn)動不穩(wěn)定性問題。
　　(3)著眼于前述分析中出現(xiàn)的問題，對導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。設(shè)計了兩種優(yōu)化方案，方案一采用一根主導(dǎo)軌，夾具立板采用三角形，底部一組燕尾直線導(dǎo)軌；方案二采用兩根主導(dǎo)軌，夾具立板采用梯形，底部一根輔助導(dǎo)軌。兩種方案均減輕了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的重量，同時也消除了爬行現(xiàn)象。
　　本文提出的摩擦焊機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)動態(tài)