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轉發自：工業技術

作者：徐震宇（哈爾濱勞動

技術學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

主傳動機構屬于一種連桿機構，由內部構建在運動的過程中并不是勻速行駛的，但其在實際運動的過程必不可少的會慣性力運動，這樣的目的是為了提高自身的運動效效率，可以很好地向主傳動機身進行反應。

隨著我國沖壓設備的高速發展，其慣性力也得到極大地提升，機身的震動也更加的突出，出現這種震動的原因主要由于機構的慣性力和慣

溫鐵液無法直接與底部相接觸，且鐵液降溫較大，在起初開始澆筑時很容易出現反噴情況。

通過上述分析，可以采用以下措施進行解決。

首先，對澆道的形狀進行改變，打破以往垂直形式，改成中空圓柱形，并設置相應的模具，利用成形機成形。

這樣做的好處在于：圓形表面積較小且光滑，能夠有效防止出現夾渣現象，同時在剛開始澆筑時，能夠使鐵液直接與底部接觸，減少鐵液溫度的損耗。

在澆筑系統運行的過程中，完成泡沫模型的制作，通過調整預發泡密度的方式對表面的粗糙度進行有效掌控。

為了確保鐵液溫度不變，降低鐵液對涂層產生的沖刷力，可根據消失膜鑄造理論，在澆筑時借助高溫鐵液將 EPS 泡沫氣化處理，以此來減少對鐵液溫度造成的損失。

另外，在確保強度不變的基礎上，盡可能地減少 EPS 泡沫的使用量。

鐵包砂缺陷的防控

在以往經驗的基礎上對振動頻率進行調整，利用三維振實臺，將加速度控制在 1 g~2 g，對于不同鑄件來說，可以對振實時間與頻率進行調整，如若振實的時間不足、頻率較低，則會影響最終的振實效果；如若振實時間較長、頻率較高，則會使型砂自身變得松散。

通過大量實驗研究能夠得出，最佳振實時間為 20 s，頻率在 45 Hz~50 Hz，振幅為 1 mm~1.5 mm，操作方式為首先將底砂加入其中，振實以后再埋砂，分兩次對泡沫模樣填砂。對于不易進砂之處，可加入人工力量作為輔助，將型砂填滿、振實，確保每個死角位置都能夠有充足的砂。

另外，也可以采用樹脂砂預埋填實法，使泡沫模型中不易進砂的性力矩引起的，大大降低了傳動機構的加工精度，加劇了設備構件出現破壞的現象，會大大縮短使用的壽命。

不利于延長使用時間。因此，應做好進行動平衡優化工作進而更好的降低激振力以及激振力矩。

200 kN 高速精沖機主傳動系統

機構分析

該研究所對此設計研制了一個壓力為3 200 kN設機械式高速精沖機。

此精沖機的滑塊行程為 70 mm，沖裁板的厚度為 10 mm。

機構的構成要素主要包括機架、曲柄、連桿以及滑塊。

曲柄的主要作用是對整個連桿起到一個帶動作用，進位置變得更加緊實。

在第一次填砂時，應保持砂的高度與箱體持平，在第二次填砂時，要起到覆砂的作用，確保充足的吃砂量，采用此種方式能夠使鐵包砂缺陷問題得到有效的解決，目前在飛輪鑄件生產過程中，由于該缺陷導致的廢品率已經被控制在 1 %~2 %。

 結論

綜上所述，通過本文的研究能夠得出，在鑄造工業中對飛輪鑄件進行生產時，由于其壁厚較薄、內腔較大，一旦在操作中方式不當很可能出現夾渣、變形、鐵包砂等缺陷問題。通過許多研究證明，采用支撐筋的方式能夠有效克服變形缺陷；

采用密度在 26 g/L~28 g/L 的預發泡，在澆筑中將直澆道轉變為圓柱形澆道，使鐵液的溫度損耗降到最低，使夾渣問題得到有效緩解；

對于鐵包砂缺陷，通過調整振實參數、人工輔助埋砂等方式能夠使模樣中各個角落都得到充足的砂，從而使鐵包砂缺陷得到良好的彌補和解決，鑄件的合理率與成品率得到顯著提升。

圖 1 優化前后的激振力和激振力矩對比圖

而更好地推動滑塊的往復運動。

此機構能夠很好地減輕電機力矩，對提高自身的運動性能有著重要的作用，為了提高對機構的研究，對機構展開了運動學以及動態靜力學分析，能夠找出激振力以及激振力矩實際變化情況。

動態靜力學分析

在進行動態靜力學分析的過程中，應與一定的運動規劃相結合，與主傳動機構的運動水平相結合，當這 2 個原動件均能夠平穩運行時，構件均呈現剛體，可以不對構件的摩擦以及間隙進行計算。

由于重力是靜態力，因此，即便不計較重力也依然可以得出不同構件的受力情況。

動平衡綜合優化

導致壓力機振動的因素有兩大方面：

一是在展開沖壓的時滑塊同模具接觸的過程中的彈性力使得機構出現振動現象；

二是由于主傳動機構的慣性處于一種不平衡狀態下所導致的整機振動。而那些高精度的沖機，因為其有著較高的抗沖壓工藝，并且三向應力的存在能夠迅速地釋放沖壓過程中的彈性力，如此一來則會大大降低其震動性，并在實現振動控制時，由于某些固定因素所造成的振動是無法進行有效控制的，出現這種現象可以選擇降低傳動機構的不平衡慣性力，進而更好地實現對震動的控制作用。

機構的動平衡可以劃分為綜合平衡、整體平衡和部分平衡，由于主傳動機構滑塊移動副的存在，很多時候振擺力矩不能夠很好地平衡，因此要想保證其穩定性就應不斷地提高其質量的配置，這種方式也必然會提高機構的復雜性，降低其使用的時間

因此，通過優化動平衡來減輕激振力有著非常顯著的效果，但值得注意的是在降低的過程中應做好優化平衡工作，盡量降低激振力以及激振力矩。

為了降低數學模型的難度，應做好優化假設工作：

1）假定原動件在運行的過程中始終處于一種勻速轉動的狀態；

2）將主傳動的所有構造均處于一種剛性狀態，并且保證質心同連桿連接點都處于一種連線重合的狀態；

3）構件與構件間之間不用詳細地計算出間隙的距離；

4）不用刻意關注啟停機和沖壓作用下導致機身出現振動現象；

5）不必過度極段運動構

數學模型

設計變量

機構在展開實踐的過程中，應完全確認后機構的形式，才能進行優化動平衡的工作，其簡化模型也會決定主傳動機構的實際質量和運動構件的質量等，但在假設的過程中質心同連桿的連接點明顯重合，對此，應通過不同的運動構件質量及距離來當作其設計的實際變量。

 目標函數

通過上述分析我們可以看出，激振力同激振力矩在機架帶動下進而更好地作用于機身之中，進而能夠更好地實現對整機的振動的調整工作，要想改變整機自帶的振動性能，在進行動平衡優化時，最直接的方法就是減輕激振力和激振力矩，這樣就能改變其振動性能。

優化結果對比分析

從圖 1 我們不難看出，一些原始的結構設計方法在開展動平衡優化時，其質量合理均勻地分布能夠更好地實現對激振力的調整工作，整機激振力（水平方向內）FX 最大值下降了近 20 %，周期絕對值下降了近 22 %；激振力（豎直方向）

FY 最大值下降了 2 %，每周期絕對值下降了 3 %。

從優化后的最終結果我們不難看出，開展動平衡優化能夠最大限度地減輕激振力和激振力矩，還可以降低不平衡慣性力而引發的振動效應。

結語

綜上所述，要想提高設備的使用時間，就應避免高速精沖機所帶來的劇烈振動，其大幅度的振動性能不利于提高加工的精度，因此，要想發現機械式高速精沖機出現振動的重要因素，應做好平衡優化的工作。

該文針對 3 200 kN 機械式高速精沖機，對其主傳動系統展開了運動學分析以及靜態動力學分析，得出了激振力和激振力矩會因時間等因素的改變而導致最終結果的改變的結論，要想避免結果出現改變就應不斷提高主傳動機構的質量，進而抑制整機出現振動現象。

優化后的激振力值也有了顯著地降低，并且，還可以對初始激振力矩合理有效地控制，提高了因不平衡慣性力所導致的振動現象。

參考文獻

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