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全电动精密注射机耦合电机驱动合模系统的研究

作　者: 边旭东
导　师: 伍先安
学　校: 北京化工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 全电动注射机耦合电机驱动合模系统运动学性能动力学性能
分类号: TQ320.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 31次
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内容摘要

本论文基于AE80系列全电动注塑机与液压驱动双曲肘斜排列七支点合模机构的机型参数,在全电动注射机耦合电机驱动五杆合模机构的设计基础上,设计出新型混合驱动七杆合模机构,并运用ADAMS软件创建混合驱动七杆合模机构的虚拟样机模型,在一定的速度驱动下,完成对动模板开合模速度稳定性能的分析,并对动模板、拉杆与杆件进行刚柔耦合分析,研究注射成型周期内三个构件柔性体运动学与动力学性能。为了对合模机构的运动学与动力学性能进行更加全面的分析,论文运用MATLAB软件对混合驱动七杆合模机构的行程比及力放大比进行分析并优化。对混合驱动七杆合模机构的虚拟样机研究结果表明,设置一定的常规电机与伺服电机驱动函数,在2.2s的注射成型周期内,动模板的速度曲线接近正弦曲线,开模速度增幅平稳,有效地控制了因开模速度过大引起的制品裂纹与翘曲变形,合模初始速度平稳,验证了七杆机构速度补偿性强、惯性冲击小的优势。对动模板柔性体分析结果显示,由于合模初始阶段存在一定的惯性冲击,实际合模速度增幅在初始阶段较为缓慢,到达动模板移模的最大速度也相应延迟0.13s,但其最大速度却有一定程度的增加。拉杆的柔性体分析结果显示,拉杆两端是应力集中部位,应作为疲劳寿命分析的重点。杆件的柔性体分析结果表明,杆件的铰接处是应力集中部位,后杆与前杆在锁模阶段受力较大,是疲劳寿命分析的重要构件。研究结果表明,混合驱动七杆合模机构动模板开合模平稳,保证了制品的质量,移模最大速度也有了较大提升。机构行程比优于五杆机构,平均移模速度有了较大幅度增加,提高了成型加工的效率,减少了机构尺寸。机构力放大比优于五杆机构,能够提供更高强度的锁模力。新型七杆合模机构符合混合驱动常规电机提供大锁模力,伺服电机主要负责速度补偿输出的特点,其较大的力放大比特性满足了全电动注塑机大型化的发展趋势。机构注射成型周期更短,机构尺寸也较五杆机构有所缩减,达到了节材节能、降低成本的目标。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-17
第一章绪论  17-27
  1.1 课题来源及背景  17-18
    1.1.1 课题来源  17
    1.1.2 课题背景及研究意义  17-18
  1.2 耦合电机驱动的历史、现状和前沿发展情况  18-24
    1.2.1 国内外研究现状  18-21
    1.2.2 耦合电机可控系统的发展方向  21-22
    1.2.3 耦合驱动系统的机动性研究  22
    1.2.4 耦合驱动可调控系统操作空间的探究  22-23
    1.2.5 耦合电机驱动控制系统运动学性能的探究  23
    1.2.6 耦合电机驱动可调控系统动力学探索  23-24
  1.3 注射机耦合驱动肘杆机构的发展成果  24
  1.4 研究目标与思路  24-25
  1.5 论文的主要研究内容  25-27
第二章传统合模机构与全电动注射机混合驱动合模机构简介  27-41
  2.1 引言  27
  2.2 二板式合模机构  27-30
    2.2.1 二式合模机构特点  27-28
    2.2.2 二板式合模机构类型  28-29
    2.2.3 二板式合模系统注射机的优势  29-30
    2.2.4 二板合模系统注射机的劣势  30
  2.3 液压-曲肘式合模机构  30-33
    2.3.1 液压-单曲肘式合模装置  30-31
    2.3.2 液压-双曲肘式合模装置  31-33
  2.4 无拉杆式合模机构  33
  2.5 全液压与全电动式合模系统  33-38
    2.5.1 全液压合模机构的机构特性  33-36
    2.5.2 全电动合模机构的机构简介  36-37
    2.5.3 全液压与全电动合模系统的对比  37-38
    2.5.4 全电动注塑机的发展前景  38
  2.6 有全电动耦合电机驱动合模系统工作机理与特点  38-41
第三章全电动耦合电机驱动合模系统模拟研究  41-77
  3.1 引言  41-42
  3.2 ADAMS软件简介  42
  3.3 已有全电动注射机耦合电机驱动合模系统虚拟样机研究  42-52
    3.3.1 虚拟样机模型建立  42-47
    3.3.2 已有耦合电机驱动虚拟样机模型运动学性能分析  47-51
    3.3.3 已有耦合电机驱动虚拟样机模型动力学性能分析  51-52
    3.3.4 出现的不足和优化方向  52
  3.4 新型全电动耦合电机驱动合模系统设计机理及特性  52-57
    3.4.1 新型全电动耦合电机合模系统详解  53-54
    3.4.2 新型全电动耦合电机驱动合模系统工作原理  54-55
    3.4.3 新型全电动混合驱动合模机构设计原理  55-57
  3.5 新型全电动注射机耦合电机驱动合模系统虚拟样机研究  57-66
    3.5.1 创建新型虚拟样机模型  57-60
    3.5.2 新型耦合电机驱动虚拟样机模型运动学性能分析  60-64
    3.5.3 新型耦合电机驱动虚拟样机模型动力学性能分析  64-65
    3.5.4 新型肘杆合模机构的优势  65-66
  3.6 新型全电动注射机耦合电机驱动合模系统刚柔耦合分析  66-75
    3.6.1 引言  66
    3.6.2 新型耦合电机驱动合模系统动模板柔性体研究  66-69
    3.6.3 耦合电机驱动合模机构拉杆与肘杆的柔性体研究  69-75
  3.7 本章小结  75-77
第四章基于MATLAB的耦合电机驱动肘杆系统性能分析  77-95
  4.1 引言  77
  4.2 MATLAB软件介绍  77-78
  4.3 已有全电动注射机耦合电机驱动合模系统在MATLAB中的研究  78-85
    4.3.1 已有全电动注射机耦合电机驱动式合模系统行程比优化分析  78-81
    4.3.2 已有全电动注射机耦合电机驱动合模系统力放大比优化分析  81-83
    4.3.3 已有全电动注射机耦合电机驱动合模系统统一目标函数的探究  83-85
  4.4 新型全电动注射机耦合电机驱动合模系统在MATLAB中的优化分析  85-93
    4.4.1 新型全电动注射机混合驱动合模系统行程比优化研究  85-88
    4.4.2 新型全电动注射机耦合电机驱动合模系统力放大比优化研究  88-91
    4.4.3 新型全电动注射机耦合电机驱动合模系统统一目标函数的优化分析  91-93
  4.5 本章小结  93-95
第五章总结和展望  95-99
  5.1 总结  95-97
  5.2 展望  97-99
参考文献  99-103
致谢  103-105
研究成果及发表的学术论文  105-107
作者和导师简介  107

全电动精密注射机耦合电机驱动合模系统的研究

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