快锻压机远程智能故障诊断技术研究

为解决快锻压机液压系统故障诊断时效率低、准确率低等问题,将远程智能故障诊断技术应用于快锻压机运行管理中。通过对近年来不同型号快锻压机液压系统故障类型及出现频次进行统计、分析,总结出快锻压机常见故障类型及故障部位。从基于滑动窗口的实时故障预测模型和诊断流程出发,分析系统开发目标,确定系统功能、系统开发架构及环境配置,建立了远程智能故障诊断系统框架,实现故障精准定位并做出有效处理,保证故障诊断的效率和准确率。

快锻压机比例变量泵供液系统的稳压策略

快速锻造液压机组主要用于钢锭的开坯和自由锻件的压力加工,是锻造生产的重要设备之一,其液压系统具有负载干扰大、运动惯量大、系统冲击大等特点。快锻压机采用比例变量泵时,在实际应用中压机工作时主泵会存在瞬时变量的工况,此时供液系统压力出现不稳定的情况,对主泵造成破坏,且影响系统平稳运行。为稳定供液系统压力,本研究采用仿真和试验相结合的方法,提出稳压策略。结果表明稳压阀采用先导比例控制,在变量泵摆角瞬时增大时,稳压阀提前关闭,在变量泵摆角瞬时减小时,稳压阀提前打开,并通过批运行确定出供液系统压力波动最小、稳压效果最好时的稳压阀提前关闭时间为0.26 s,提前打开时间为0.17 s。采用该策略,可有效减小供液压力波动范围46.4%以上,为快锻压机液压系统及控制策略开发提供依据。

基于小波变换的快锻压机液压故障远程诊断技术

由于远程诊断快锻压机液压故障的过程中,提取的快锻压机液压故障特征不准确,致使诊断效果不佳,诊断效率较低,为此,提出基于小波变换的快锻压机液压故障远程诊断技术。在横梁参数设置下,计算快锻压机液压边界和动力载荷,根据快锻压机的动能和势能,构建快锻压机液压动力作用的单元位移函数,分析故障模式下的快锻压机液压动力学,根据分析结果,按照小波包分解重构标准,计算变换阈值指标的取值范围,当频带边界角频率满足变换阈值取值条件时,可精准提取快锻压机液压故障特征,并以此为基础,借助压力测试值、振动测试值,计算液压过流面积区域内残差值指标的具体数值,并根据计算的残差值指标对快锻压机液压故障进行远程诊断。实验结果表明,可在阀芯研磨直径达到0.3 mm之前,完成对快锻压机液压故障行为的诊断,诊断效果与实际故障结果一致,并且诊断效率较高。

某型快锻压机Vg500泵头卸载单向阀阀瓣断裂问题分析

针对某型快锻压机Vg500泵头外购的卸载单向阀的阀瓣在运行中出现的断裂问题,先依据卸载回路原理,利用AMESim仿真计算,结合液压测试仪在现场测试获取的运行曲线,排除卸载单向阀阀瓣断裂是卸载回路超出元件规定压力所致;再应用断口学知识,从疲劳断裂考虑,提出引起阀瓣断裂问题的原因是由于单向阀阀瓣的材料不能满足卸载回路频繁启闭的需要。

大型快锻压机活动横梁轻量化设计研究

快锻液压机活动部分重量对控制精度及能耗影响较大,是主机中的关键零部件。目前的活动横梁存在质量较大、刚度不匹配等问题。因此,本文以大型快锻压机的活动横梁为切入点,应用拓扑优化、响应面分析等技术,建立以刚度为约束,质量最小为目标的有限元模型,求得活动横梁的拓扑优化结果及内部筋板的最优尺寸,之后进行模型重构,并对优化后的结构刚度进行验证分析。优化后的活动横梁减重比为4.3%,受力最大变形降低率为19.4%,同时活动横梁的前六阶固有频率均有所提升。优化后活动横梁质量减小,刚度略有提升,节约材料成本约20万元,并提升了压机的控制精度及锻造频次。

基于AMESim的快锻压机泄压特性仿真分析

基于AMESim建立了快锻压机液压系统中比例节流阀和泄压回路的仿真模型,仿真分析了不同控制信号、不同幅值以及不同临界压力条件下的主缸泄压特性,得出正弦信号能获得较斜坡信号好的泄压平稳性,正弦信号加阶跃信号能有效提高泄压快速性。

31.5MN快锻压机液压系统快锻回路仿真

31.5MN快锻压机设计锻造控制精度、锻造频次较高,但是压机滑块质量大,在工作时滑块的动作速度很快,控制阀块必须进行快速且频繁的切换,这些特点会造成压机的稳定性差、控制精度低。为了解决这些矛盾,本文从快锻压机的特性出发,建立了系统各部分的数学模型,用MATLAB/SimulinkL软件进行了仿真,验证了设计的系统达到了要求。

快锻压机主泵供液系统仿真分析

快速锻造液压机是锻造生产的重要设备之一。结合实际应用,针对快锻压机工作时主泵变量出现瞬时压力突降造成主泵停止工作的现象,运用AMESim液压系统仿真技术,着重分析出现该现象的原因。结果表明:提高持压阀响应速度、增加供液泵流量或增大主泵投泵间隔时间可以减小压力突降幅度,避免主泵因为进口压力过低而停止工作。为快锻压机液压系统设计提供依据,以实现对快锻压机主泵供液系统的快速、精确和稳定控制。

研究蓄能器对快锻压机卸载管冲击的影响

快锻压机的卸载冲击是长久以来一直存在的问题,由于压机锻压工件后,一方面油缸处于高压状态,另一方面锻件及设备的机械结构的弹性形变储存一定能量。而回程需要释放这些能量,快锻压机设置了卸载阀,通过卸载阀及其管道释放能量,卸载管道不可避免形成压力冲击。管道压力冲击导致卸载管震动,增加设备噪音,加大管道压力损耗,降低使用寿命,降低系统可靠性稳定性等,影响快锻压机的整机性能。该文以20MN快锻压机为研究对象,通过AMESim仿真软件建模分析,研究蓄能器用于快锻压机卸管道的影响,为降低快锻压机卸载冲击提供一种新的方式及理论支持。

快锻压机移动工作台支架预紧结构分析计算

提出了一种快锻压机移动工作台左右支架预紧结构所需最小预紧力和联接螺栓最小直径的计算方法,并建立有限元模型进行分析,对计算结果进行验证,形成了针对该预紧结构的设计计算思路。

基于上传动快锻压机主缸法兰过渡处最优形线的研究

根据上传动液压缸缸体法兰过渡处容易出现应力集中的情况进行了研究,对给定的缸体参数化模型采用有限元分析方法进行了应力分析,得到壁厚与法兰过渡部位的应力状况,通过对多种法兰过渡圆角半径的对比,最终给出了改进后的法兰最优圆弧半径大小,有效地提高了油缸的使用寿命。

上传动快锻压机活动横梁结构拓扑优化分析

利用SolidThinking Inspire拓扑优化分析软件,对45 MN快锻压机活动横梁进行结构优化。建立活动横梁的优化分析模型,以活动横梁整体刚度最大为优化目标,利用先进的OptiStruct优化求解器进行优化求解,得到活动横梁质量降低65%的最优设计方案,并对最优设计方案进行3D模型再造及设计强度分析,验证活动横梁拓扑优化分析结果的可靠性。

快锻压机上横梁拓扑优化设计

选择大型快锻压机的上横梁为研究对象,以其柔度最小为优化目标,静态特性及可制造性为约束条件,进行拓扑优化分析。再根据上横梁的装配要求及拓扑优化结果进行三维模型重建,并对重建的模型进行有限元仿真分析,得到最优的能用于实际生产的上横梁模型。通过优化分析,上横梁较原模型减重6.3%,达到了轻量化设计的目的,节约了经济成本,可为之后产品的优化升级提供参考。

基于无线远程传输的快锻压机故障诊断系统的设计与实现

针对工业现场大型设备在不具备有线网络环境及现场故障不能远程诊断等情况,利用远程数据传输终端DTU设备及移动GPRS流量SIM卡搭建无线通信环境,实现现场数据的远程传输。基于King SCADA组态软件和SQL Server数据库作为开发平台的故障诊断系统,包括现场设备的动画模拟、数据的采集分析与展示、故障算法分析库建设等。最后通过现场50MN快锻压机设备做实验,并由实验结果表明,系统能够远程诊断现场故障、模拟设备现场作业工艺流程及数据的分析与展示,可应用于实际工业现场。

快锻压机锻造频次仿真与试验研究

快速锻造液压机是锻造生产的重要设备之一,其特性主要体现在快锻阶段,频次是其主要指标。本文基于Amesim软件从液压系统着手对20MN快锻压机快锻频次进行分析研究。快锻采用蓄能器回程,快锻下行和回程的速度依靠主缸的卸载比例阀进行调节,通过搭建蓄能器回程快锻液压系统仿真模型,对比分析蓄能器连通阀采用比例插装阀和开关阀时的压机频次,得出蓄能器连通阀采用比例插装阀时压机频次可提升11.9%,并通过了试验验证,为快锻压机的设计发展提供依据。

蓄能器对快锻压机主泵泵头卸荷冲击的影响研究

快锻压机在自动锻造工件时,快锻频次约八十次,相应地工作缸的压力每分钟上压、卸压约八十次,主泵泵头卸荷阀按锻造频次开关,保证压机锻打的频次和压力。针对主泵泵头在高频次的卸荷上压过程中卸荷冲击严重,导致卸荷管路有较大的冲击和震动,增加设备噪音,增加系统泄漏,降低系统可靠性等问题,以10 MN快锻压机为研究对象,提出在泵头卸荷阀后加设蓄能器和单向阀的方法,基于AMESim仿真平台建模分析,研究蓄能器参数对快锻压机主泵泵头卸荷冲击的影响,为降低快锻压机主泵泵头卸荷冲击寻求理论支持及最佳工程解决方案。

基于AMESim对快锻压机充液卸载系统的稳定性分析

针对快锻压机在整个锻压过程中主、侧缸同时加压和回程时,主、侧缸运行不同步导致活动横梁颤振或倾斜等运行不稳定的情况。该文通过快锻压机充液卸载系统在AMESim下建模,分析影响不稳定原因并提出在快锻压机充液卸载系统增加连通阀方法,对快锻压机充液卸载系统进行了改进,结果表明了带连通阀的充液卸载系统稳定性与快速性更好。

快锻压机液压管道焊接工艺处理

液压管道焊接工艺处理品质直接影响液压系统油液清洁度,油液的清洁度影响着液压系统的正常平稳运行。文中主要针对快锻压机液压系统管道焊接的工艺要求,如下料工序、管道焊接、酸洗处理等方面做了论述,以便为现场安装操作人员参考使用。

下拉式快锻压机工作缸缸体的参数化设计研究

以ANSYS软件提供的零阶方法为优化算法,用VB语言编制基于ANSYS的有限元和优化计算程序。采用四边形单元自动划分网格并利用ANSYS软件实现有限元前、后处理的可视化。通过优化实现合理匹配工作缸的主要几何参数,使工作缸满足强度要求的同时减轻重量;利用VB通过API函数将优化结果递交SolidWorks进行3D建模和生成工程图,并将该方法应用到系列下拉式快锻压机工作缸缸体的参数化设计中。

快锻压机液压系统参数化设计

参数化设计是快锻压机液压系统技术发展的趋势之一,针对目前快锻压机设计时存在设计参数计算复杂、液压系统元件选型繁琐、产品成形后在实际应用中遇到问题不易解决等难点,利用VB. NET作为开发环境,采用AMESim与VB. NET联合仿真技术,设计开发快锻压机液压系统的计算、选型、仿真软件,可快捷、准确地计算出不同吨位快锻压机液压系统参数,并进行液压元件选型与系统仿真。通过分析仿真结果,可确定压机机组参数和元件选型的合理性,最后以报表的形式导出设计参数、元件型号以及仿真曲线,实现了快锻压机液压系统参数化设计,并将成为液压系统设计人员的有利工具。