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    線性摩擦焊設備液壓伺服系統的設計

    作者:漢中雙戟公司 添加時間:2014-01-15 09:46 來源:轉載于機床與液壓
    摘要:液壓式線性摩擦焊是將電液伺服控制技術運用到線性摩擦焊接領域的一種先進制造技術。分析線性摩擦焊設備的工作原理,針對系統工作狀況設計了一套液壓伺服系統,采用一個小流量的伺服閥在振動過程中實現實時位置閉環控制,振動停止后將振動缸位置精確定位是該系統的設計特點。同時針對液壓系統中關鍵元件振動伺服閥進行了大量的設計計算、對比及仿真實驗,從而選出適合該系統的伺服閥。該液壓系統的設計為線性摩擦焊設備的研制提供了參考。
     
    關鍵詞:線性摩擦焊;液壓伺服系統;位置閉環控制;

        線性摩擦焊接憑借其高效、優質的特點正逐漸引起人們的重視。尤其是在高推重比飛機發動機整體葉盤制造與維修領域,它已經成為最經濟、實用的加工 技術之一。線性摩擦焊接過程原理如圖1所示:摩擦副中的一側工件被一對往復運動機構驅動著相對于另一側被夾緊的工件表面作相對運動,并在其軸向施加壓力,隨著摩擦運動的進行,摩擦表面被清理并產生摩擦熱,界面金屬逐漸達到黏塑性狀態并產生變形,形成飛邊;同時通過施加頂鍛力,完成焊接。  
    1 液壓式線性摩擦焊技術的基本原理及現狀

        線性摩擦焊接按照產生線性往復運動的振動方式 的不同可分為3類:機械式、電磁式和液壓式,相對 應的線性摩擦焊機也就按這3種激振方式來分類。 液壓式線性摩擦焊接是將電液伺服控制技術運用到線性摩擦焊接領域的一種先進制造方法。液壓式線性摩擦焊機是利用液壓裝置產生振動實現夾具和工件的往復運動。相對于其他兩種機構,具有產生的激振力大、位移大、體積小、工件安裝調試方便、可用于各種類型的工件等優點;缺點是對液壓元件和油液清潔度要求高,易發生滲漏油現象和出現故障,對操作和維護人員的專業水平也有較高的要求。雖然液壓式線性摩擦焊接系統技術要求高,但是由于其系統綜合性能好,可提供的功率大、可焊接的工件范圍寬,且通過管道傳遞能量使設備更加緊湊,因此液壓式線性摩 擦焊機是近年來國外線性焊接發展的主要方向。

        國外學者對此項技術已經展開了大量研究,并應用到了航空制造業,成為航空發動機制造和維修的關 鍵技術。其應用不僅實現了制造空心葉片的整體葉盤,同時也大大縮短了生產周期,降低了生產成本。有關線性摩擦焊電液伺服系統技術的研究在國內剛剛起步。盡快開展線性摩擦焊接技術的基礎研究和應用必將推動我國技術裝備制造水平和航空發動機制造業快速發展,是非常必要和有實際意義的。

    2 線性摩擦焊設備技術指標

    (1)振動伺服系統 激振力:≥60×104 N;振動頻率范圍:10~125Hz;振幅:±3mm(79Hz); 振動質量(含夾具300kg):≤800kg。
    (2)頂鍛伺服系統 頂鍛力:75×104 N; 頂鍛缸最大速度:10m/min。
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