铜包装线升降平台机—液特性研究与优化

论文摘要

本文来源于兰州理工大学和金川公司联合开发的阴极铜自动包装生产线,目前该生产线已经在金川公司成功运行,但铜包装线所使用的升降平台在工作过程中存在构件变形大、机身振动大、液压系统压力值大等缺点。本文针对这些缺点,以剪叉式液压升降平台为研究对象,对升降平台机械-液压综合系统进行静态、动态分析,并对液压缸的位置参数进行优化。本文主要进行了以下工作：首先,利用ANSYS软件对升降平台液压缸进行了静态分析,并对受载后液压油体积变化量和液压缸有效容积变化量进行计算,得到了升降平台液压系统的等效刚度。其次,在ANSYS中建立升降平台机械-液压综合系统的有限元模型,对其进行静态分析,得到了升降平台承载条件下各构件的变形云图。再次,对升降平台机械-液压综合系统的有限元模型进行动态分析。通过模态分析和谐响应分析得到了升降平台的前10阶固有频率、主振型图及谐响应曲线图；通过瞬态动力学分析,得到了受冲击载荷时升降平台的位移曲线、速度曲线、加速度曲线。最后,考虑到液压系统工作压力的大小对升降平台的综合性能有着重要影响,其值取决于升降平台上升过程中活塞的最大推力。本文利用C语言编制了优化程序,对液压缸位置参数进行了优化。优化后升降平台液压系统所需的工作压力减小了25.23%,活塞工作过程中的推力趋于平稳,这将在很大程度上改善液压升降平台的工作性能。通过本文的工作可以为后续同类设备的设计、开发提供一定的理论参考。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 升降平台简史
• 1.1.2 液压升降平台的分类及运用
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内研究现状及发展趋势
• 1.3 课题来源和意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 课题意义
• 1.4 研究内容
• 第2章 升降平台液压系统的等效刚度
• 2.1 升降平台液压系统
• 2.1.1 工作过程
• 2.1.2 压力调节
• 2.1.3 流量调节
• 2.2 液压油的粘性及压力损失
• 2.2.1 液压油的粘性
• 2.2.2 压力损失
• 2.2.3 液压升降平台阻尼系数
• 2.3 液压油的体积弹性模量
• 2.4 液压缸缸体变形
• 2.4.1 建立液压缸模型
• 2.4.2 划分网格
• 2.4.3 加载和求解
• 2.5 受压后缸体容积变化及液体体积变化
• 2.5.1 运用ANSYS进行分析
• 2.5.2 变形后缸体容积变化
• 2.5.3 受压后液体体积变化值
• 2.6 液压缸系统的等效刚度
• 2.7 本章小结
• 第3章 升降平台静力学分析
• 3.1 有限元法及有限元软件简介
• 3.1.1 有限元法介绍
• 3.1.2 ANSYS软件简介
• 3.2 液压升降平台力学分析
• 3.3 建立仿真模型
• 3.3.1 选择单元类型
• 3.3.2 定义实参数
• 3.3.3 创建有限元模型
• 3.3.4 施加载荷和求解
• 3.4 本章小结
• 第4章 模态与谐响应分析
• 4.1 模态分析
• 4.1.1 理论概述
• 4.1.2 模态提取方法简介
• 4.1.3 基本方程的建立
• 4.1.4 分析步骤
• 4.1.5 结果及分析
• 4.2 谐响应分析
• 4.2.1 理论概述
• 4.2.2 分析方法
• 4.2.3 求解
• 4.3 本章小结
• 第5章 配重工位升降平台动态特性分析
• 5.1 瞬态动力学分析概述
• 5.1.1 基本方程
• 5.1.2 求解方法
• 5.2 分析求解
• 5.2.1 对模型加载
• 5.2.2 求解和查看结果
• 5.3 本章小结
• 第6章 液压缸位置参数优化
• 6.1 升降平台机构几何关系
• 6.1.1 优化参数
• 6.1.2 约束条件
• 6.2 编制优化程序
• 6.2.1 流程图
• 6.2.2 优化程序
• 6.3 结果分析
• 6.3.1 优化分析
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 附录B 优化程序