李濤

摘 要：隨著我國機械加工生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，機械零部件結(jié)構(gòu)發(fā)展轉(zhuǎn)變，旨在滿足生產(chǎn)加工切實需求。本文通過對伺服壓力機滑塊結(jié)構(gòu)輕量化設計進行分析，以期為推動伺服壓力機結(jié)構(gòu)優(yōu)化良性發(fā)展，提供行之有效的理論參考依據(jù)。

關鍵詞：伺服壓力機；滑塊結(jié)構(gòu)；輕量化；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.054

伺服壓力機是當前機械制造業(yè)中應用較為廣泛的機械結(jié)構(gòu)，其中滑塊結(jié)構(gòu)在伺服壓力機中較為重要，關乎其運行穩(wěn)定性及設備使用壽命，然而在設計滑塊結(jié)構(gòu)過程中，卻存在現(xiàn)實問題影響設計成效，使該結(jié)構(gòu)輕量化目標無法達成，影響機械加工綜合成效?；诖?，為了使私服壓力基運行更為科學有效，分析滑塊結(jié)構(gòu)輕量化設計方略顯得尤為重要。

1 伺服壓力機滑塊結(jié)構(gòu)鏤空設計

為使伺服壓力機運行更加穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)設計更富成效，技術(shù)人員需想辦法優(yōu)化滑塊結(jié)構(gòu)，降低該結(jié)構(gòu)對伺服壓力機結(jié)構(gòu)的重力，使機器結(jié)構(gòu)運行更為穩(wěn)定，提高機器運行速率?；诖耍欧毫C滑塊應采用鏤空設計，旨在降低滑塊結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，同時不影響其剛度與穩(wěn)定程度，具體設計方略可從以下幾個方面進行分析：一是設計滑塊結(jié)構(gòu)鏤空模型。伺服壓力機由若干滑塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)鏤空設計需具有針對性，滿足不同滑塊結(jié)構(gòu)設計需求，達成輕量化設計目標，為此需先采用測量法獲取各個滑塊設計參數(shù)，以滑塊高度、鋼板厚度、正立面鋼板厚度、底板寬度、底板長度、底板厚度、額定載荷、支點間距等參數(shù)為基礎，展開結(jié)構(gòu)輕量化設計模型創(chuàng)設工作，滿足設計需求[1]。在優(yōu)化鏤空結(jié)構(gòu)過程中，可采用更換元素法，不斷調(diào)整各方約束條件，直至達成輕量化設計目標，凸顯鏤空模型設計綜合成效；二是合理選擇優(yōu)化方法。在當前機械加工制造能力不斷提升的態(tài)勢下，可用于滑塊結(jié)構(gòu)輕量化設計的方法有遺傳算法、罰函數(shù)法等，旨在使結(jié)構(gòu)設計更具科學性，達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)目的。為使鏤空設計更為合理，技術(shù)人員需結(jié)合實際需求科學選擇計算方式，實現(xiàn)優(yōu)化設計參數(shù)目標。例如，在設計結(jié)構(gòu)相對復雜滑塊時，遺傳算法中的早熟現(xiàn)象將顯現(xiàn)出來，同時出現(xiàn)群體有限、算法欺騙等不足之處，影響參數(shù)計算合理性，為此設計人員應選擇罰函數(shù)法，對鏤空設計結(jié)構(gòu)參數(shù)進行運算，選取最優(yōu)解集，使鏤空設計輕量化目標得以達成；三是設計優(yōu)化目標。利用約束條件相互制衡的特點，設定優(yōu)化目標，調(diào)整鏤空結(jié)構(gòu)，使鏤空結(jié)構(gòu)內(nèi)支點、彎度、軸距、底板結(jié)構(gòu)等均得達成輕量化設計目的；四是驗證并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。鏤空結(jié)構(gòu)設計完成后，需采用實驗法得出結(jié)論，與以往設計結(jié)果進行對比總結(jié)輕量化設計經(jīng)驗，同時對實驗中顯現(xiàn)出來的不足之處進行調(diào)整，優(yōu)化設計方略，實現(xiàn)輕量化設計目標[2]。

2 伺服壓力機滑塊桁架結(jié)構(gòu)設計

通過對伺服壓力機滑塊鏤空結(jié)構(gòu)設計方略進分析可知，結(jié)構(gòu)設計需具有針對性，繼而滿足機械運作需求，降低結(jié)構(gòu)重量對機械設備的消極影響。桁架是伺服壓力機滑塊結(jié)構(gòu)設計重要環(huán)節(jié)，為此技術(shù)人員應秉持實事求是原則，從私服壓力機運行切實需求著手，待鏤空結(jié)構(gòu)設計結(jié)束后，思考桁架結(jié)構(gòu)設計方略，并運用相關理論支持該設計結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)設計分析可從以下幾個環(huán)節(jié)著手：第一，制定桁架結(jié)構(gòu)設計模型。為了使伺服壓力機滑塊結(jié)構(gòu)輕量化設計目標得以有效落實，需先規(guī)劃設計桁架結(jié)構(gòu)設計模型，將該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、剛度大、質(zhì)量輕的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，鉸接點和桿件是構(gòu)成桁架主要結(jié)構(gòu)，主要以W型、三角形及N型為主，結(jié)合滑塊結(jié)構(gòu)受力要求科學選擇結(jié)構(gòu)類型，使其受力性能更為穩(wěn)定。在設計模型過程中采用有限元法對滑塊撓度進行計算，確保桁架設計參數(shù)科學合理；第二，分析桁架結(jié)構(gòu)滑塊模型。為使設計有據(jù)可依且具體客觀，借助ABAQUS軟件分析技術(shù)，將在有限元加持下設計好的模型參數(shù)導入該軟件中進行網(wǎng)格分析，得出網(wǎng)格單元，依據(jù)鏤空結(jié)構(gòu)設計時所用載荷形式、邊界條件，確保桁架設計與滑塊結(jié)構(gòu)輕量化設計目標相符，達成相關設計目標。在桁架結(jié)構(gòu)設計模型加持下展開分析后可知，相較于以往結(jié)構(gòu)設計形式，該方式設計結(jié)果顯示滑塊底面撓度較小，以桁架結(jié)構(gòu)為基礎設計而成的滑塊跨越橫度更大，可滿足結(jié)構(gòu)輕量化設計要求，對伺服壓力機綜合制動情況不產(chǎn)生消極影響，同時可降低結(jié)構(gòu)形變發(fā)生幾率，凸顯設計合理性[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，伺服壓力機在當今制造產(chǎn)業(yè)中較為常見，該機械設備運行情況對相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為重要，基于此為了使伺服壓力機運行更為穩(wěn)定、節(jié)約能耗、延長使用壽命，設計人員需迎合伺服機完善切實需求，做好滑塊結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作，使其更具輕量化，為此設計人員需采用鏤空結(jié)構(gòu)，達成輕量化設計目標，加之桁架結(jié)構(gòu)設計，確保輕量化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，使伺服壓力機綜合使用成效得以提升。

參考文獻：

[1]葉華偉，莫健華.伺服壓力機滑塊結(jié)構(gòu)的輕量化設計探索[J].鍛壓技術(shù)，2016（02）：103-108.

[2]項余建，湯世松，許楠等.雙點伺服壓力機主傳動系統(tǒng)設計與分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2017（02）：15-18.

[3]李超，蔣立宇，杜蔚.對稱肘桿伺服壓力機運動控制器研究[J].機械研究與應用，2017（05）：22-29.