專利名稱：一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量鍛造力的方法，尤其是涉及一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法大多采用應(yīng)變測量系統(tǒng)，利用元件的彈性變形測量螺旋壓力機的鍛造力。傳統(tǒng)的測量方法具有下列缺陷需要附加的應(yīng)變測量系統(tǒng)，不易克服鍛造時偏心載荷造成的測量誤差，鍛造時惡劣的工作環(huán)境容易干擾測量，應(yīng)變測量系統(tǒng)的壽命有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測量方法簡單、 可靠性好、使用壽命長，還能避免偏心荷所造成的測量誤差的在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)固定連接在螺旋壓力機飛輪旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集飛輪角速度，并將采集的信息輸送給控制計算機；2)控制計算機對信息進(jìn)行處理，并將得出成形力儲存在存儲器中；3)控制計算機選擇出最大的成形力，所述的最大的成形力即為所要測量的鍛造力，并將結(jié)果顯示在計算機屏幕上。所述的控制計算機對信息進(jìn)行處理具體為通過公式Pi=^-B + p^ApCJ^-a^w^
hB =—Citi-^ai-PiA
2π
f h λ2J0= — m + J公式中β表示能量折減系數(shù)、C表示螺旋壓力機總剛度、J0表示螺旋壓力機運動系統(tǒng)的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量、ti表示采集時間點、COi表示ti時刻的飛輪角速度、h表示螺桿導(dǎo)程、 Pi表示ti時刻的成形力、m表示作直線運動的滑塊總成的質(zhì)量、J表示作旋轉(zhuǎn)運動的飛輪總成的轉(zhuǎn)動慣量；計算得出成形力。所述的能量折減系數(shù)和螺旋壓力機總剛度通過以下方法獲得21)從打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線中選取兩點，并根據(jù)所述選取點對應(yīng)的打擊能量調(diào)節(jié)螺旋壓力機打擊能量；
22)控制螺旋壓力機打擊圓環(huán)，并測出打擊前飛輪轉(zhuǎn)速、圓環(huán)變形后的外徑和高度；23)依次通過不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線以及不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線得到所述點所對應(yīng)的鍛造變形能和鍛造力；
24)通過方程解出能量折減系數(shù)和螺旋壓力機總剛度。所述的打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線均為利用塑性有限元軟件根據(jù)圓環(huán)所得出的曲線圖。
所述的圓環(huán)為金屬材料制成的圓環(huán)。
所述的選取的兩點分別為圓環(huán)壓縮比為50%和60%時所對應(yīng)的點。 所述的、時刻的初始成形力Ptl等于0。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、本發(fā)明利用螺旋壓力機的力能關(guān)系進(jìn)行鍛造力的在線測量，無需昂貴的應(yīng)變測 量系統(tǒng)。2、由于不再使用應(yīng)變片作為檢測局部彈性變形的傳感元件，本發(fā)明避免了偏心載荷造成的測量誤差。3、本發(fā)明能夠適應(yīng)鍛造現(xiàn)場環(huán)境，測量系統(tǒng)的可靠性和使用壽命得到提升。


圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2是為63000kN螺旋壓力機設(shè)計摩擦系數(shù)m = 0. 2時打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線圖；圖3是為63000kN螺旋壓力機設(shè)計不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線圖；圖4是為63000kN螺旋壓力機設(shè)計不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線圖；圖5是為63000kN螺旋壓力機設(shè)計不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例首先進(jìn)行硬件配置將測量飛輪旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)速傳感器固定連接在螺旋壓力機飛輪旋轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)速傳感器輸出飛輪轉(zhuǎn)速信號至控制螺旋壓力機的計算機。然后制作圓環(huán)標(biāo)定件圓環(huán)標(biāo)定件采用10鋼，根據(jù)螺旋壓力機公稱壓力和打擊能量設(shè)計的圓環(huán)外徑為210mm、內(nèi)徑為140mm、高度為70mm。圓環(huán)標(biāo)定件數(shù)量2個。接著利用塑性有限元DEFORM軟件根據(jù)圓環(huán)標(biāo)定件制作下列曲線圖①如圖1所示的摩擦系數(shù)m = 0. 2時打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線，②如圖2所示的不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線，③如圖3所示的不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線，④如圖4所示的不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線。由于螺桿導(dǎo)程h = 420mm,作直線運動的滑塊總成的質(zhì)量m = 46000kg,作旋轉(zhuǎn)運
動的飛輪總成的轉(zhuǎn)動慣量J = 60557kg· m2。根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)固定連接在螺旋壓力機飛輪旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集飛輪角速度，并將采集的信息輸送給控制計算機；2)控制計算機對信息進(jìn)行處理，并將得出成形力儲存在存儲器中；3)控制計算機選擇出最大的成形力，所述的最大的成形力即為所要測量的鍛造力，并將結(jié)果顯示在計算機屏幕上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的控制計算機對信息進(jìn)行處理具體為通過公式Ρ Λ(-Β + ρ2- AfiCJ0 (Oi - ) CDi) 2π(h VJ0 =——m + J V2^r」公式中β表示能量折減系數(shù)、C表示螺旋壓力機總剛度、Jtl表示螺旋壓力機運動系統(tǒng)的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量、、表示采集時間點、Oi表示ti時刻的飛輪角速度、h表示螺桿導(dǎo)程Ii表示、時刻的成形力、m表示作直線運動的滑塊總成的質(zhì)量、J表示作旋轉(zhuǎn)運動的飛輪總成的轉(zhuǎn)動慣量；計算得出成形力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的能量折減系數(shù)和螺旋壓力機總剛度通過以下方法獲得21)從打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線中選取兩點，并根據(jù)所述選取點對應(yīng)的打擊能量調(diào)節(jié)螺旋壓力機打擊能量；22)控制螺旋壓力機打擊圓環(huán)，并測出打擊前飛輪轉(zhuǎn)速、圓環(huán)變形后的外徑和高度；23)依次通過不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線以及不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線得到所述點所對應(yīng)的鍛造變形能和鍛造力；24)通過方程少。參知+基解出能量折減系數(shù)和螺旋壓力機總剛度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的打擊能量與圓環(huán)壓縮率的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下變形圓環(huán)外徑和高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下打擊能量與圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線、不同摩擦系數(shù)下鍛造力和圓環(huán)變形后高度的關(guān)系曲線均為利用塑性有限元軟件根據(jù)圓環(huán)所得出的曲線圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的圓環(huán)為金屬材料制成的圓環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的選取的兩點分別為圓環(huán)壓縮比為50%和60%時所對應(yīng)的點。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，其特征在于，所述的、時刻的初始成形力Ptl等于0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在線測量飛輪蓄能螺旋壓力機鍛造力的方法，該方法包括以下步驟1)固定連接在螺旋壓力機飛輪旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集飛輪角速度，并將采集的信息輸送給控制計算機；2)控制計算機對信息進(jìn)行處理，并將得出成形力儲存在存儲器中；3)控制計算機選擇出最大的成形力，所述的最大的成形力即為所要測量的鍛造力，并將結(jié)果顯示在計算機屏幕上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有測量方法簡單、可靠性好、使用壽命長，還能避免偏心荷所造成的測量誤差等優(yōu)點。
文檔編號G01L5/00GK102175377SQ20111005458
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者吳華春, 張校迅, 李名堯, 李霞, 蔣啟, 龔偉興 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué), 上海運良鍛壓機床有限公司