新型无油泵交流伺服直驱液压机机身结构有限元分析优化.pdfVIP

文章编 号 ：1672—0121(2015)02—0015—05 新型无油泵 交流伺服 直驱液压机机身结构有 限元分析优化 范淑 琴 ，赵升 吨 ，李 旭 ，陈 超 ，马小伟 (西安交通大学 机械工程 学院 模具 与先进成形技术研 究所 ，陕西 西安 710049) 摘要 ：采用 ANSYS商用有 限元软件 ，对无油泵交流伺服 电机直驱式新型液压机机身结构进行 了静力分 析和模 态分析 ，根据分析结果对机身结构进行 了相应 的改进 ，并对改进后 的机身结构进行 了有 限元分析 ，结 果表 明：改进后 的机 身机械 结构静态性 能和动态性 能均得到 了改善 ，满足液压机 的设计要求。 关键词 ：机械设计 ；液压机 ；交流伺服 ；直驱 ；无油泵 ；有 限元分析 中图分类 号 ：TG315．4 文献标识码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．02．003 O 引言 大带轮 齿形带 小带轮 传 统液压机一般包括油泵及液压缸传动系统 ， 其主要缺 点是速度低 ，快 降及 回程速度 只有 100～ 200mm／s。近些年来世 界各主要工业发达 国家都在 努力提高液压机 的速度 ，以便提高生产率 。提高液压 电机 机 的工作速度 即缩短 液压机 的一个工作循环时间 ， 减O-液压机工作循环时间的关键是缩短其快速上行 和下行 的时 ]日『一【。如快速锻造液压机 ，即采用交流伺 服 电机 的液压伺服压力机 ，其速度 已高达 450mm／s。 图1 无油泵交流伺服直驱新型液压机传动系统示意图 国外 的一些高速小型液压机每分钟行程 次数可达数 精度高 ，快 降及 回程速度可达 700mm／s，满足低速锻 百 次 以上 。 冲 、高速 空程 的技术要求 ，实现 了压力机 的工作特性 如 图 1所示为一种无油泵交流伺服 电机直驱式 柔性可调 、节 能 降耗 。 新 型液压机 ，采用滚珠丝杠 的传动机构 、交流伺服 电 本文针对该无 油泵交流伺服 电机 直驱式液压 机 的伺服驱动方式 ，把螺旋压力机 的飞轮传动理论 机 ，采用 ANSYS有 限元 软件 ，首先对所设计 的液压 应用到液压机 中 ，实现滚珠丝杠旋转带动丝杠螺母 机机 身结构进 行静力学核算和相关优化分析 ，然后 高速下行运动 ，液压机滑块快速下行和 回程均靠交 进行 了有 限元静力学优化及动态特性 (模态 )分析 ， 流伺服 电机直接驱动滚珠丝杠完成 ；使用主副复合 根据分析结果对结构进行相应 的改进 。 增压缸实现低速增力压制 ，同时降低冲压驱动力 ；主 缸体与滑块一体 ，采用小活塞 以及小活塞腔 ，在快速 1 无油 泵 交流伺 服直 驱新 型 液压机 机 身结构 下行和上行 时能迅速反应充液和排液 ；采用双拉杆 机身是机床 的重要组成部分 ，它不仅是压力机 结构与主缸体活动连接 实现柔性锻压及滑块 回程 高 主要零件 的装配基体 ，而且还要承受机器 的全部2]2 速运动 。该新型液压机传动效率大大提高 ，滑块定位