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轉發自：工業技（jì）術

作者：徐震宇（yǔ）

（哈爾濱勞動技術學（xué）院，黑龍江 哈爾濱 150025）

摘 要 ：高（gāo）速精（jīng）衝機的速度較快且精度（dù）較高，但由於其（qí）主傳動係統發展存在一種不平衡的慣性力，進而加大（dà）整合機械的振動（dòng）。

通過對3 200 kN 機械式高（gāo）速精衝機主傳動係統的運（yùn）動學以及動態靜力學展開分析，進而得出（chū）主傳動機構激振力以及激振力矩隨時間運行所得出的規律。

與此（cǐ）同時，通過優化動平衡來對其振動進行控製，抑製了振動響（xiǎng）應。

關鍵詞 ：高速（sù）精衝機 ；主傳（chuán）動係統 ；動平衡優化 ；激振力 ；激振力矩中圖分類號：TG38 文獻標誌碼：A

引言

精衝裝（zhuāng）備的設備製造型能較高，可以選擇改變他的（de）衝（chōng）壓工藝來大幅的增強其振動性能，如果是（shì）因主傳動機（jī）構而（ér）導致的（de）震動則會（huì）大（dà）大地提（tí）高其整體性能。

做好振動控製工作，對減小（xiǎo）振動的頻率（lǜ）、增強製造精度等方麵有著（zhe）非常重要的現實意義。

主傳動機構屬於（yú）一種連杆機構，由內部構建在運動的過程中（zhōng）並不是勻速行駛的，但其在（zài）實際（jì）運動的過程必（bì）不可少的會慣性力運動，這樣（yàng）的目的是（shì）為了提高自身的運動效（xiào）效率，可以很好地向主傳動機身進行反應。

隨著我國衝壓設備的高速發展，其慣（guàn）性力也得到極大地提升，機身（shēn）的震動也更加的突出，出現這種震（zhèn）動的原因主要由於機構的慣性力和慣

溫鐵液無法直接與底部相（xiàng）接觸，且鐵液降（jiàng）溫（wēn）較大，在起初開始澆築時很（hěn）容易出現反（fǎn）噴情況。

通過上述分析，可以采用以下措施進行解決。

首（shǒu）先，對澆（jiāo）道的形狀進行（háng）改變，打破以往垂直形式，改成中空圓柱（zhù）形，並設置相（xiàng）應（yīng）的模具，利用成形機成形。

這樣做的（de）好處在於：圓（yuán）形表麵積較小且光滑（huá），能夠有效防止出現（xiàn）夾渣現象，同時在剛開始澆築時，能夠使鐵液直接（jiē）與底部接觸，減少鐵液溫度的損耗。

在澆築係統運行的過程（chéng）中，完成泡沫模型（xíng）的製作，通過調整預發泡密度的方式對表（biǎo）麵的粗糙度進行有效掌控（kòng）。

為了確保鐵液溫度不變，降低鐵（tiě）液對塗層產生的衝刷力，可根據消失膜鑄（zhù）造理（lǐ）論，在澆（jiāo）築時借（jiè）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（què）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（quē）陷的防（fáng）控

在以往（wǎng）經驗的基礎上對振動頻率進行調整，利用三維振實台，將加速度控製（zhì）在 1 g~2 g，對於不同鑄件來說，可（kě）以（yǐ）對振實（shí）時間與頻率進行調整，如若振實（shí）的時間不足、頻率較低，則（zé）會影（yǐng）響最終的振實效果；如若振實時間較長、頻率較（jiào）高，則會使型砂自身變得鬆散。

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（zhèn）幅為 1 mm~1.5 mm，操作方式為首（shǒu）先將底砂加入其中，振實以後再埋砂，分兩次（cì）對泡沫模樣填砂。對於不易進砂之處（chù），可加入人工力量作為（wéi）輔助，將型砂填滿（mǎn）、振（zhèn）實，確保每個死角位置都能（néng）夠有充足的砂。

另外，也（yě）可以采用樹脂砂預埋填實法，使泡沫模型中不（bú）易進砂的性力（lì）矩引起（qǐ）的，大大（dà）降低（dī）了傳（chuán）動機構的加工精度，加劇了設備構件出現（xiàn）破壞的現象，會大大縮短使用的壽命。

不利於延（yán）長使用時間。因此，應做好（hǎo）進行動（dòng）平衡優化工作進而更（gèng）好的降低激（jī）振力以（yǐ）及激（jī）振力矩。

200 kN 高速精（jīng）衝（chōng）機主傳動（dòng）係統

機構分析

該研究所對此設計研製了一個壓力為3 200 kN設機械（xiè）式高速精衝機。

此精（jīng）衝機的滑塊行程為 70 mm，衝裁板的厚度為 10 mm。

機構的構成要素主要包括機架、曲柄、連杆以及滑塊。

曲柄（bǐng）的主要作用是對整（zhěng）個（gè）連杆（gǎn）起到一個帶（dài）動作用，進位置變得更加緊實。

在第一（yī）次填砂時，應保持砂（shā）的（de）高度與（yǔ）箱體持平，在（zài）第二次填砂時，要起到覆砂的（de）作用，確保充足的吃砂（shā）量，采用（yòng）此種方式能夠使鐵包砂（shā）缺陷問題得到有效的解決，目前在飛輪（lún）鑄件生產過程中，由於該缺陷導致的廢品率已經被（bèi）控製在 1 %~2 %。

 結論

綜（zōng）上所述，通過本（běn）文（wén）的研究能（néng）夠得出（chū），在鑄造工業中對飛輪鑄件進行生產時，由於其（qí）壁厚較薄、內腔較大（dà），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（chēng）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，在澆築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；

對於鐵包砂缺（quē）陷，通過調整振（zhèn）實參數、人工輔助埋砂等方式能夠使模樣中各個（gè）角（jiǎo）落都（dōu）得到充足的砂，從而使鐵（tiě）包（bāo）砂缺陷得到良好的彌補和解決，鑄件的合理（lǐ）率與成品率得到顯著提升。

圖 1 優化前（qián）後的激振力和激振力矩對（duì）比圖

而更好（hǎo）地推動滑塊的（de）往複運動。

此機構能夠很好地減輕電機力（lì）矩，對提高自身的運動性（xìng）能有著重要的作（zuò）用，為（wéi）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（xī），能夠找出激振（zhèn）力以及激振力矩實際變化情況。

動態靜力學分（fèn）析（xī）

在進行動態靜力學分析（xī）的過（guò）程中，應與一定的運動規劃相結合，與主（zhǔ）傳動機構的運動水平相結合，當這 2 個原動件均能夠（gòu）平穩運行時，構件均（jun1）呈現剛體，可以（yǐ）不對構件的（de）摩擦以及間隙進行計算（suàn）。

由於重力是靜態力（lì），因此，即便不計較重力也依然可以（yǐ）得出不同構件（jiàn）的受力情況。

動平衡綜合優化

導（dǎo）致壓力機（jī）振動的因素有兩大方麵：

一是在展開衝壓（yā）的時滑塊同模具接觸的過程中（zhōng）的彈性力使得機構出（chū）現（xiàn）振動現象；

二是由於主傳動機構的慣性處於一（yī）種不平（píng）衡（héng）狀態（tài）下（xià）所導致的整機振動。而那些高精度（dù）的衝機，因為其有著較高的抗衝壓工藝，並且三向應力的存在能夠迅速地釋放衝壓過程中的彈性力（lì），如此一來（lái）則會大大降低其震動性，並在實（shí）現振（zhèn）動控製時，由於某些固定因素所造成的振動是無法進行有效控製的，出現（xiàn）這種現象可以選擇降低傳動機（jī）構的不平衡慣性（xìng）力，進而更好地實現對震動的控製作用。

機構的（de）動平衡可以劃分為綜合平衡、整體平衡和部分平衡，由於主（zhǔ）傳動機構滑塊移動（dòng）副的存在，很多時候振擺力矩不能（néng）夠很好地平衡，因此要想保證其穩定性（xìng）就應不斷地提（tí）高其質量的配置，這種方式也（yě）必然會提高機構的複雜性，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（gōng）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（gōng）作：

1）假定原動件在運行的過程（chéng）中始終處於一種勻速（sù）轉動的狀（zhuàng）態；

2）將主傳動的所有構造均處於一種剛性狀態，並且保證質心同連杆連接點