伺服壓力機滑塊結構的輕量化設計分析

李濤

摘 要：隨著我國機械加工生產技術不斷發展，機械零部件結構發展轉變，旨在滿足生產加工切實需求。本文通過對伺服壓力機滑塊結構輕量化設計進行分析，以期為推動伺服壓力機結構優化良性發展，提供行之有效的理論參考依據。

關鍵詞：伺服壓力機；滑塊結構；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中應用較為廣泛的機械結構，其中滑塊結構在伺服壓力機中較為重要，關乎其運行穩定性及設備使用壽命，然而在設計滑塊結構過程中，卻存在現實問題影響設計成效，使該結構輕量化目標無法達成，影響機械加工綜合成效。基于此，為了使私服壓力基運行更為科學有效，分析滑塊結構輕量化設計方略顯得尤為重要。

1 伺服壓力機滑塊結構鏤空設計

為使伺服壓力機運行更加穩定，結構設計更富成效，技術人員需想辦法優化滑塊結構，降低該結構對伺服壓力機結構的重力，使機器結構運行更為穩定，提高機器運行速率。基于此，伺服壓力機滑塊應采用鏤空設計，旨在降低滑塊結構整體質量，同時不影響其剛度與穩定程度，具體設計方略可從以下幾個方面進行分析：一是設計滑塊結構鏤空模型。伺服壓力機由若干滑塊結構構成，其結構鏤空設計需具有針對性，滿足不同滑塊結構設計需求，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，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、支點間距等參數為基礎，展開結構輕量化設計模型創設工作，滿足設計需求[1]。在優化鏤空結構過程中，可采用更換元素法，不斷調整各方約束條件，直至達成輕量化設計目標，凸顯鏤空模型設計綜合成效；二是合理選擇優化方法。在當前機械加工制造能力不斷提升的態勢下，可用于滑塊結構輕量化設計的方法有遺傳算法、罰函數法等，旨在使結構設計更具科學性，達到優化結構目的。為使鏤空設計更為合理，技術人員需結合實際需求科學選擇計算方式，實現優化設計參數目標。例如，在設計結構相對復雜滑塊時，遺傳算法中的早熟現象將顯現出來，同時出現群體有限、算法欺騙等不足之處，影響參數計算合理性，為此設計人員應選擇罰函數法，對鏤空設計結構參數進行運算，選取最優解集，使鏤空設計輕量化目標得以達成；三是設計優化目標。利用約束條件相互制衡的特點，設定優化目標，調整鏤空結構，使鏤空結構內支點、彎度、軸距、底板結構等均得達成輕量化設計目的；四是驗證并優化結構。鏤空結構設計完成后，需采用實驗法得出結論，與以往設計結果進行對比總結輕量化設計經驗，同時對實驗中顯現出來的不足之處進行調整，優化設計方略，實現輕量化設計目標[2]。

2 伺服壓力機滑塊桁架結構設計

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

3 結束語

綜上所述，伺服壓力機在當今制造產業中較為常見，該機械設備運行情況對相關產業發展較為重要，基于此為了使伺服壓力機運行更為穩定、節約能耗、延長使用壽命，設計人員需迎合伺服機完善切實需求，做好滑塊結構設計優化工作，使其更具輕量化，為此設計人員需采用鏤空結構，達成輕量化設計目標，加之桁架結構設計，確保輕量化結構穩定、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.伺服壓力機滑塊結構的輕量化設計探索[J].鍛壓技術，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設計與分析[J].鍛壓裝備與制造技術，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.