基于多场耦合联合仿真稀土电解机械手的优化

摘要

针对稀土熔盐电解生产中高温熔融金属提取技术存在的问题，设计了一种提锅式机械手，运用仿真软件分析机械手提取坩埚时的受力和形变。在SolidWorks环境下构建机械手仿真模型，对通讯接口作兼容处理，导入COMSOL Multiphysics软件；依据镨钕合金生产工艺规程确定试验边界；以力矩电机驱动螺母移动的距离为控制量，在满足机械手提取坩埚的应力和形变的前提下，对机械手提取坩埚过程进行联合仿真，获取合适机械手夹持杆尺寸。仿真结果表明，当机械手夹持杆直径为22 mm，满足需用夹持力时，最大应力约为9×10～7 N·m^-2，夹持杆下部高温形变约为4.7 mm；夹持爪与坩埚接触无形变时，夹持杆与高温熔液液面接触处的形变约为5.2 mm，其中高温形变约为2.5 mm，横向力形变约为2.7 mm，夹持杆与连接杆连接处的形变约为7.75 mm，机械手设计参数满足工作要求。

关键词

稀土氧化物 / 电解还原 / 联合仿真 / 机械手 / 优化设计