如所周知，重力澆鑄巴氏合金易出現(xiàn)很多缺陷，而離心澆鑄能從根本上保證澆鑄層的致密性，消除巴氏合金澆鑄出現(xiàn)的裂紋、夾渣、氣孔及脫殼等質(zhì)量缺陷，并且增加其與基體的結(jié)合牢固度，因而在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

大型電機(jī)行業(yè)所需軸瓦皆為小批量生產(chǎn)，由于種類多，尺寸、重量差異大，增加了軸瓦掛巴氏合金的技術(shù)難度。對于尺寸較大軸瓦基體，其合金澆鑄難度首先是克服工件因質(zhì)量分布不均或裝夾偏心造成受離心力作用導(dǎo)致工件飛出引發(fā)的傷害。于此，建立虛擬樣機(jī)預(yù)先對離心澆鑄裝置進(jìn)行動力學(xué)仿真，測量澆鑄裝置在高速旋轉(zhuǎn)時各部件所受之約束反力。

筆者先于proe中進(jìn)行三維建模，而后導(dǎo)入機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件Adams中進(jìn)行運(yùn)動仿真，測量得到相關(guān)力學(xué)性能曲線相圖，為澆鑄方案的可行性提供理論數(shù)值依據(jù)。

一、離心澆鑄裝置的三維建模

圖1所示離心澆鑄裝置的三維簡易模型，其中1—底板，2—工件，3—上壓板，4—緊固螺栓(三處均布)。同時，在上壓板處開有巴氏合金澆鑄口。值得強(qiáng)調(diào)的是，考慮實(shí)際狀況工件、相關(guān)部件的質(zhì)量分布不均勻以及裝夾偏置，筆者預(yù)設(shè)工件偏心距e=15mm。

圖1 離心澆鑄裝置三維數(shù)字化模型

二、離心澆鑄裝置動力學(xué)模型

Adams軟件中建立動力學(xué)模型，添加各部件之間約束，以預(yù)緊彈簧替代緊固螺栓，添加驅(qū)動力矩，設(shè)定轉(zhuǎn)速200r/min，即1200度/秒。至此，離心澆鑄裝置動力學(xué)仿真模型建立完成。

圖2 離心澆鑄裝置動力學(xué)模型

三、運(yùn)動仿真及結(jié)果

運(yùn)行。(建議在wifi環(huán)境下觀看)

 

取仿真時間t=1s，測量澆鑄裝置轉(zhuǎn)動副處受力和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)矩，分別如圖3、圖4所示。

圖3 轉(zhuǎn)動副約束反力

    圖4 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)矩

據(jù)此，可對離心澆鑄裝置其運(yùn)轉(zhuǎn)有理論數(shù)值上的認(rèn)識。