铅铸型机用扒渣机的设计及其动力学分析

作     者：肖将 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：贺地求

授予年度：2009年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：扒渣机 连杆机构 气动系统 平稳性 动力学 

摘      要：在电铅精炼生产过程中,逐模扒渣是其中的一道重要工序。目前国内外的电铅生产行业中都是采用人工方式完成这道工序。由于必须近距离接触铅液,高温环境、高劳动强度、铅蒸气以及爆模飞溅严重危害了工人的健康。为解决电铅冶炼行业的上述问题,本文以扒渣作业自动化为目标,对全自动铅锭扒渣机的开发进行了较系统的研究。 首先制定了扒渣机的总体设计方案,提出了平钢网滤捞铅渣的方案,设计了新型气动复合平面运动机构,通过单缸驱动实现捞网边缘水平扫掠液面,铲面斜入平出的方式捞取铅渣。扒渣动作的平稳与准确到位是该设备的关键技术问题,为确保机构在运动过程中铲端速度稳定,本文运用气动系统动力学和连杆机构运动学的方法建立了扒渣机气动系统和机构的动力学模型,并用MATLAB对该模型进行数值求解,然后进行扒渣运动性能试验。根据仿真和试验结果,表明气动系统机械特性软是气动扒渣机构运动性能特别是运动平稳性不佳的主要原因。针对上述问题,提出了用气液联动系统驱动的改进方案,并建立了改进后系统的动力学数学模型,经过仿真计算和试验分析,证明该方案扒渣速度平稳,特别是在低速下运动平稳速度均匀,可无级调速,能够满足实际应用要求。为确保扒渣动作准确到位,即在扒渣过程中,铲边运动轨迹逼近水平直线,铲面由斜至平平稳过渡,本文运用ADAMS软件,用其中的试验设计功能对杆件参数进行优化,得到了更为理想的机构参数。