[發明專利]一種確定環軋抱輥機構運動空間極限角度的方法

有效

• 申請號: 201710284830.5
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107133396B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 郭良剛;王藝凡;馬良;詹梅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種確定環軋抱輥機構運動空間極限角度的方法，首先獲取抱輥機構的結構參數，其次確定液壓缸活塞桿的極限長度以及抱輥機構運動空間的最大與最小極限角度，進而獲得抱輥機構的運動空間極限角度。在該過程中，用抱輥機構所能達到的最大極限角度θ_max和最小極限角度θ_min構成的運動空間極限角度范圍[θ_min,θ_max]表示抱輥機構的運動空間極限角度。本發明為抱輥機構的結構參數設計與智能環軋設備的研制奠定基礎。

技術領域

本發明屬于環件輾軋成形加工領域，具體涉及一種確定抱輥機構運動空間極限角度的方法。

背景技術

環件輾軋是一種重要的零件成形先進技術，抱輥機構在環軋過程中起著保證穩定性及環件圓度的重要作用。因此，抱輥機構的合理設計是關鍵技術內容。Jenkouk等(Jenkouk V,Hirt G,Franzke M,et al.Finite element analysis of the ring rollingprocess with integrated closed-loop control[J].CIRP Annals-ManufacturingTechnology,2012,61(1):267-270.)提出了一種抱輥機構用于環件輾軋成形，但抱輥機構結構參數的設計仍依賴于經驗和試錯方法，導致抱輥機構的設計缺乏科學依據。

發明內容

為克服現有技術中存在的抱輥機構結構參數的設計依賴于經驗和試錯方法的不足，本發明提出了一種確定環軋抱輥機構運動空間極限角度的方法。

本發明的具體過程是：

步驟1，獲取抱輥機構的結構參數：

所述抱輥機構的結構參數包括連桿固定鉸點C的坐標點(x_C,z_C)、液壓缸固定鉸點H的坐標點(x_H,z_H)、桿件CD與桿件BC間的夾角θ₁、桿件BC與桿件AB間的夾角θ₂、桿件AB的長度l₁、桿件BC的長度l₂、桿件CD的長度l₃、液壓缸活塞桿DQ的長度l₄、液壓缸固定鉸點H到液壓缸邊緣的水平安裝距離l₅、液壓缸固定鉸點H到液壓缸上表面的垂直安裝距離l₆、液壓缸固定鉸點H到液壓缸軸線的垂直距離l₇和液壓缸沿活塞桿運動方向的長度l₈。所述的A點為抱輥中心，D點為活動鉸點。所述的桿件CD、桿件BC和桿件AB均為連桿ABCD的桿件。

步驟2，確定液壓缸活塞桿的極限長度l₀：

當活塞桿DQ的Q點運動到液壓缸的G點時，活塞桿DQ與桿件CD成為一條直線，此時所對應的活塞桿長度稱之為活塞桿的極限長度l₀。

式中，x_H是液壓缸固定鉸點H在坐標系中x軸的位置；x_C是連桿固定鉸點C在坐標系中x軸的位置；z_H是液壓缸固定鉸點H在坐標系中z軸的位置；z_C是連桿固定鉸點C在坐標系中z軸的位置。

當l₀≥l₄時，活塞桿DQ與桿件CD成為一條直線；當l₀l₄時，活塞桿DQ的Q點運動到液壓缸的G點位置。

步驟3，確定抱輥機構運動空間的最大極限角度θ_max：

根據活塞桿極限長度l₀與活塞桿長度l₄間的大小關系，確定抱輥機構運動空間的最大極限角度θ_max；分為兩種情況：