安全阀校验机械臂关键部件的设计及有限元分析.pdfVIP

学兔兔 安 全 阀校 验 机械 臂 关 键 部 件 的设 计 及 有 限元 分 析 口 王海龙 口 朱海清 江南大学 机械工程学院 江苏无锡 214122 摘 要 ：采用SolidWorks对安全 阀校验用机械臂卡钳机构和底座进行实体建模 ．运用 ANSYS Workbench完成对底座和卡钳机构中的承重部件——手臂的有限元静态分析 。通过分析数据的可靠性 来对其结构进行优化，验证 了机械臂 自身结构的可靠性，满足了精度要求，为机械臂的样机制作提供 了 理论依据 。 关键词 ：安全阀 手臂 实体建模 有限元静态分析 中图分类号：TH122；TP241．3 文献标志码：A 文章编号：1000—4998f2016)03—0037—03 安全 阀校 验 机械 臂是 一种用 于将 不 同 口径 、不 同 由度来 确 定其 空 间 的位置 ．确定 了卡钳机 构 的空 间位 质 量 的安全 阀 自动提 升并 定位 到校验 工 位上 的机械 装 置后 ，再 需 要 两个 自由度 来 确定 卡 钳机 构 的姿 态 ，这 5 置 ，它 结 构 紧凑 ，操 作 使 用 方 便 ，能大 幅度提 高 安全 阀 个 自由度 就可 以确 保 安全 阀校验用 机 械臂 完成 搬 运任 校 验 的工作 效率 。降低操 作人 员 的劳 动强度 。卡 钳机 构 务 。图 2为机械 臂 的原理 方案 图 。采用 这种 方 案 ，不但 是 卡 紧不 同 口径 安全 阀颈部 的抓 取部 件 ，是 该 机械 臂 可 以提高机械 臂 的工 作效率 ，还 可 以尽 可能地 增 大其 的关 键 部 件 之 一 ，两 个 手 臂 是 卡 钳 机 构 中 的承 重 部 相 对工 作 空间 。 件— — 也 是 关 键 零 件 。笔 者 采 用 有 限元 y／-析 软 件 安 全 阀校 验机 械 臂 三 维 实 体模 型如 图 3所 示 ，卡 ANSYSWorkbench对安 全 阀校验 ,qt机 械 臂 的手 臂和 底 钳 机构 是末 端 的执 行部 件 。可 以精 确地 夹起 安全 阀 ；连 座 进 行 静力 学 分析 [1-2]．直 观 展现 其 结 构 的应 力 场 和位 接 装置 的一端 连接 升 降油 缸 ，另一 端 与横 梁 的一端 相 移 场 ，并完 成对 手臂 的优 化设 计 。 连 ；通过 调 整油 缸 行程 ，可 以控 制卡 钳 机构 的高 度 。机 械 臂横 梁 的摆 动 、卡 钳机 构夹 紧安 全 阀 的动作 以及 卡 1 总体设计方案及结构 钳 机构 的升降均通 过 油缸来 实现 ．通 过合 适 的转 角 以 针 对 现 阶段 安全 阀校 验 站普 遍存 在 的安 全 阀校 验 及 位移 信 号测 量反 馈装 置 ，实现机 械 臂各 个运 动部件 时 的搬 运方 式 ．研 发 一种 搬运 大 中 口径 安全 阀 的专 用 的动作 。 机 械臂 。在 安全 阀校 验 时 ，机 械臂 完成 抓取 、提 升 、定位 1．1 卡钳机 构 几何模 型建 -O,r 等作 业 ，其 中机械 臂 能够 准 确抓 取安 全 阀 的公 称直 径 首 先利 用 SolidWorks。建立 卡钳 机 构 的三维模 型 ． 为 65-400mm。图 1所 示为 常见 的弹簧 式安全 阀 。 如 倒角 、倒 圆这些 对 于卡 钳机 构整 体 性能 影 响不 大 的 对 于特 定 范 围 内不 同位 置 的安全 阀 ，卡 钳机 构想 特 征 ，在 进 行有 限元 分析 的过 程 中可 以忽 略 ]。笔 者 要 准确 地抓 取并 夹 紧 安全 阀 ．需 要具 有 灵活 的 空 间协 所 研 究 的安 全 阀校 验 用 机 械 臂 卡 钳 机 构 主 要 包 括 油 调性 ，卡钳