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钢丝绳圆环加工装置及钢丝绳隔振器刚度特性研究

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1 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究目的和内容

2 钢丝绳圆环截断与焊接方法分析

2.1 引言

2.2 钢丝绳隔振器性能及其应用

2.3 圆环钢丝绳隔振器结构

2.4 钢丝绳对接需解决的问题

2.5 钢丝绳圆环手工焊接方法

2.6 钢丝绳焊接工艺的选择

2.7 小结

3 钢丝绳圆环自动焊接装置机构设计

3.1 引言

3.2 自动焊接装置机构机构简图设计

3.3 焊接装置零件与装配设计

3.4 工作过程模拟

3.5 小结

4 两种钢丝绳隔振器的试验特性对比

4.1 引言

4.2 试验目的

4.3 试验设备参数

4.4 试验操作程序

4.5 试验结果分析

4.6 小结

5 圆环钢丝绳隔振器刚度特性分析

5.1 引言

5.2 圆环钢丝绳隔振器平均刚度理论分析

5.3 钢丝绳弯曲有限元分析

5.4 理论计算、有限元分析、试验结果对比

5.5 焊接装置电机型号驱动部分的选择

5.6 小结

6 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 创新点

6.3 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文和专利目录

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目

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摘要

随着科学技术的发展,振动问题越来越受到人们的关注。钢丝绳隔振器作为一种常用的隔振装置,已经被广泛使用。它具有刚度非线性、工作温度范围广、耐油污耐粉尘、体积小等众多优点。传统的钢丝绳隔振器中,钢丝绳作为隔振元件螺旋绕制在隔振器中,装配需使用专用机床,加工成本高,钢丝绳空间曲线复杂,刚度计算困难。我们团队在此基础上进行改进,发明了一新型的钢丝绳隔振器,采用独立的钢丝绳圆环代替整根螺旋形钢丝绳作为隔振元件,称为圆环钢丝绳隔振器。该结构装配和维护维修更加简单,各个钢丝绳圆环相互独立、受力情况相同。因此完善钢丝绳圆环的加工工艺和研究钢丝绳圆环的受力变形变得十分有意义。
  本研究主要内容包括:①确定焊接钢丝绳圆环采用熔断和闪光对焊的加工方法。分析钢丝绳圆环加工过程中需要注意的问题,对比目前已有的钢丝绳截断与对接方法,选择交流电加热熔断作为截断方法,闪光对焊作为焊接方法更加适合钢丝绳圆环的加工。②设计钢丝绳圆环焊接装置。分析钢丝绳圆环焊接的送料、截断、弯曲、焊接和落料等过程的工艺特点,确定以机械手的形式完成焊接工作,对结构简图中的构件进行细化并确定装配方式。通过设计装配的三维模型对钢丝绳圆环加工过程从送料到落料的过程进行模拟,验证可行性。③对比螺旋钢丝绳隔振器与圆环钢丝绳隔振器的力学性能优劣。焊接钢丝绳圆环并制作圆环钢丝绳隔振器,与相同装配尺寸的螺旋钢丝绳隔振器分别进行对比试验,分析两种不同结构钢丝绳隔振器的优劣,发现圆环钢丝绳隔振器每个周期之间和不同频率之间的力学性能更加稳定。④求解圆环钢丝绳隔振器的平均刚度。利用理论力学、材料力学等理论,求解圆环钢丝绳隔振器在受力过程中钢丝绳圆环的变形情况、圆环钢丝绳隔振器的平均刚度。利用试验、有限元分析等方法,进一步验证计算方法的正确性,分析计算结果的误差范围。证明钢丝绳隔振器的非线性刚度的原因之一是钢丝绳在被压缩或拉伸过程中的曲线变化引起,钢丝绳隔振器的刚度和钢丝绳直径的四次方成正比。

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