基于ADAMS锻造操作机钳杆机构的优化设计

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1、第33卷第3期V01．33No．3锻左．技#FORGING＆STAMPINGTECHNOLOGY2008年6月Jum2008基于ADAMS锻造操作机钳杆机构的优化设计刘海柱，雷秀，李扬，尹瑞峰(内蒙古工业大学机械学院，内蒙古呼和浩特010051)摘要：通过对锻造操作机钳杆机构工作原理的分析，确定了设计变量、约束条件并建立了目标函数，同时也确定了以夹紧力最大为主要设计目标的数学模型。将所确定的设计变量、目标函数转化为ADAMS函数语言，并对该机构进行了参数化设计以及优化计算，找到了影响夹紧力的主要因素，得出了在夹紧力最大为2．2044e+005

2、N时，机构杠杆大臂长度L=1．8762m、小臂长度1=0．6616m，得到了钳杆优化过程夹紧力变化曲线，对ADAMS优化功能的一些问题做了介绍。关键词：锻造操作机；钳杆机构；优化设计中图分类号：TG315文献标识码：A文章编号：1000-3940(2008)03-0106-03OptimizationdesignofmanipulatorclampbasedonADAMSLIUHai-zhu，LEIXiu，LIYang，YINRui-feng(SchoolofMechanics，InnerMongoliaUniversityofTechnol

3、ogy，Huhhot010051，China)Abstract：Byanalyzingtheoperatingclampprincipleofforgingmanipulator，thedesignvariables，theobjectiverune—tion，andtheconstraintconditionswereconstructed，andatthesametime，themaximalclampingforcewasdesignedasthemathematicalmodelofmaindesignobjectiveByusing

4、ADAMS。thedesignvariableandtheobjectivefunctionweretransformedintotheADAMSfunctionlanguage，sOmeparameterswereoptimizedandthedataofclampmechfl—nismwasobtained．Itisconcludedthatwhenthemaximalclampingforceis2．2044e+005N。thelengthofthebiggerariD．isL=1．8762mandthesmallerariD．is1=

5、0．6616m。optimizationcurveofclampinoptimizingprocessisobtained．SomefunctionalmattersofADAMSoptimizationwereintroduced．Keywords：forgingmanipulator；clampmechanism；optimizationdesign1引言锻造操作机是大吨位锻压机械的重要配套设备之一，而钳杆夹紧机构是锻造操作机的主要机构之一。目前，国内所需锻造操作机要求有较高的性能和科学的结构。因此，本文在对锻造操作机钳杆夹紧机构的工作原

6、理和设计要求进行分析的基础上，建立了钳杆机构参数优化设计的数学模型，采用ADAMS仿真软件对机构进行参数化设计，并对参数进行了优化计算，通过优化确立了影响钳杆机构夹紧力的主要因素，得到了优化结果。2钳杆夹紧机构的工作原理和主要技术要求2．1工作原理图1所示为钳杆夹紧机构的结构示意图。钳杆机构的工作原理是在液压系统控制下液压缸活塞向收稿日期：2007-07-10；修订日期：2007-09-08作者简介：刘海柱(1979一)，男，硕士研究生电子信箱：liuhaizhul09@sohmcorn左缩回，通过连接轴拉动杠杆式钳头闭合，从而夹紧坯料。为了

7、保证机构坯料不能滑落，希望工作过程夹紧力尽量大。2．2主要技术要求最大夹持物重为50t，钳口可夹持坯料最大尺寸为600I-n121，活塞行程为300,---500rPATl。2．3钳杆夹紧机构的设计按上述要求用图解法设计钳杆夹紧机构，如图2所示。3优化设计3．1设计变量的确定首先建立整个机构的直角坐标系，坐标原点取在DE的中点0。决定机构尺寸的各杆长度及角度列为设计变量，在ADAMS软件中建模，选取了9个参数作为设计变量Z(i=1，2，⋯⋯，9)。令Z1一lAB—Z，Z2=L彤=L，Zs=Lm=Z1，Z4=口，z5一卢，Z6一y，Z7=a，Z

8、8=a1，Z9=h。因此，该设计变量的向量Z可表示为：[z1z2⋯Z9]T一[zL⋯^]T1载甏浸熟剐剽劐划黝兰第3期刘海柱等：基于ADAMS锻造操作机钳杆机构的优