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专利名称：一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量锻造力的方法，尤其是涉及一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法。
背景技术：
传统的在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法大多采用应变测量系统，利用元件的弹性变形测量螺旋压力机的锻造力。传统的测量方法具有下列缺陷需要附加的应变测量系统，不易克服锻造时偏心载荷造成的测量误差，锻造时恶劣的工作环境容易干扰测量，应变测量系统的寿命有限。

发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量方法简单、 可靠性好、使用寿命长，还能避免偏心荷所造成的测量误差的在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤1)固定连接在螺旋压力机飞轮旋转轴上的转速传感器采集飞轮角速度，并将采集的信息输送给控制计算机；2)控制计算机对信息进行处理，并将得出成形力储存在存储器中；3)控制计算机选择出最大的成形力，所述的最大的成形力即为所要测量的锻造力，并将结果显示在计算机屏幕上。所述的控制计算机对信息进行处理具体为通过公式Pi=^-B + p^ApCJ^-a^w^
hB =—Citi-^ai-PiA
2π
f h λ2J0= — m + J公式中β表示能量折减系数、C表示螺旋压力机总刚度、J0表示螺旋压力机运动系统的当量转动惯量、ti表示采集时间点、COi表示ti时刻的飞轮角速度、h表示螺杆导程、 Pi表示ti时刻的成形力、m表示作直线运动的滑块总成的质量、J表示作旋转运动的飞轮总成的转动惯量；计算得出成形力。所述的能量折减系数和螺旋压力机总刚度通过以下方法获得21)从打击能量与圆环压缩率的关系曲线中选取两点，并根据所述选取点对应的打击能量调节螺旋压力机打击能量；
22)控制螺旋压力机打击圆环，并测出打击前飞轮转速、圆环变形后的外径和高度；23)依次通过不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线、不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线以及不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线得到所述点所对应的锻造变形能和锻造力；
24)通过方程解出能量折减系数和螺旋压力机总刚度。所述的打击能量与圆环压缩率的关系曲线、不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线、不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线、不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线均为利用塑性有限元软件根据圆环所得出的曲线图。
所述的圆环为金属材料制成的圆环。
所述的选取的两点分别为圆环压缩比为50%和60%时所对应的点。 所述的、时刻的初始成形力Ptl等于0。 与现有技术相比，本发明具有以下优点
1、本发明利用螺旋压力机的力能关系进行锻造力的在线测量，无需昂贵的应变测 量系统。2、由于不再使用应变片作为检测局部弹性变形的传感元件，本发明避免了偏心载荷造成的测量误差。3、本发明能够适应锻造现场环境，测量系统的可靠性和使用寿命得到提升。


图1为本发明的流程图；图2是为63000kN螺旋压力机设计摩擦系数m = 0. 2时打击能量与圆环压缩率的关系曲线图；图3是为63000kN螺旋压力机设计不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线图；图4是为63000kN螺旋压力机设计不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线图；图5是为63000kN螺旋压力机设计不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例首先进行硬件配置将测量飞轮旋转状态的转速传感器固定连接在螺旋压力机飞轮旋转轴上，转速传感器输出飞轮转速信号至控制螺旋压力机的计算机。然后制作圆环标定件圆环标定件采用10钢，根据螺旋压力机公称压力和打击能量设计的圆环外径为210mm、内径为140mm、高度为70mm。圆环标定件数量2个。接着利用塑性有限元DEFORM软件根据圆环标定件制作下列曲线图①如图1所示的摩擦系数m = 0. 2时打击能量与圆环压缩率的关系曲线，②如图2所示的不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线，③如图3所示的不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线，④如图4所示的不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线。由于螺杆导程h = 420mm,作直线运动的滑块总成的质量m = 46000kg,作旋转运
动的飞轮总成的转动惯量J = 60557kg· m2。根据公式
权利要求
1.一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤1)固定连接在螺旋压力机飞轮旋转轴上的转速传感器采集飞轮角速度，并将采集的信息输送给控制计算机；2)控制计算机对信息进行处理，并将得出成形力储存在存储器中；3)控制计算机选择出最大的成形力，所述的最大的成形力即为所要测量的锻造力，并将结果显示在计算机屏幕上。
2.根据权利要求1所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的控制计算机对信息进行处理具体为通过公式Ρ Λ(-Β + ρ2- AfiCJ0 (Oi - ) CDi) 2π(h VJ0 =——m + J V2^r」公式中β表示能量折减系数、C表示螺旋压力机总刚度、Jtl表示螺旋压力机运动系统的当量转动惯量、、表示采集时间点、Oi表示ti时刻的飞轮角速度、h表示螺杆导程Ii表示、时刻的成形力、m表示作直线运动的滑块总成的质量、J表示作旋转运动的飞轮总成的转动惯量；计算得出成形力。
3.根据权利要求2所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的能量折减系数和螺旋压力机总刚度通过以下方法获得21)从打击能量与圆环压缩率的关系曲线中选取两点，并根据所述选取点对应的打击能量调节螺旋压力机打击能量；22)控制螺旋压力机打击圆环，并测出打击前飞轮转速、圆环变形后的外径和高度；23)依次通过不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线、不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线以及不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线得到所述点所对应的锻造变形能和锻造力；24)通过方程少。参知+基解出能量折减系数和螺旋压力机总刚度。
4.根据权利要求3所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的打击能量与圆环压缩率的关系曲线、不同摩擦系数下变形圆环外径和高度的关系曲线、不同摩擦系数下打击能量与圆环变形后高度的关系曲线、不同摩擦系数下锻造力和圆环变形后高度的关系曲线均为利用塑性有限元软件根据圆环所得出的曲线图。
5.根据权利要求4所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的圆环为金属材料制成的圆环。
6.根据权利要求3所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的选取的两点分别为圆环压缩比为50%和60%时所对应的点。
7.根据权利要求2所述的一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，其特征在于，所述的、时刻的初始成形力Ptl等于0。
全文摘要
本发明涉及一种在线测量飞轮蓄能螺旋压力机锻造力的方法，该方法包括以下步骤1)固定连接在螺旋压力机飞轮旋转轴上的转速传感器采集飞轮角速度，并将采集的信息输送给控制计算机；2)控制计算机对信息进行处理，并将得出成形力储存在存储器中；3)控制计算机选择出最大的成形力，所述的最大的成形力即为所要测量的锻造力，并将结果显示在计算机屏幕上。与现有技术相比，本发明具有测量方法简单、可靠性好、使用寿命长，还能避免偏心荷所造成的测量误差等优点。
文档编号G01L5/00GK102175377SQ20111005458
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者吴华春, 张校迅, 李名尧, 李霞, 蒋启, 龚伟兴 申请人:上海工程技术大学, 上海运良锻压机床有限公司