刘巧燕 , 李喜田 , 高俊峰 , 闻佳 , 筑地徹浩 , 闻德生
2016, 44(5):1-4. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605001
摘要:为了使定量泵输出多级定流量、不用减压阀实现一泵多压,定量马达实现多级定转速、转矩,设计了双定子泵和多输出齿轮马达,同时提出了双定子泵对多输出齿轮马达传动系统。在规定了元件的职能符号之后,分别以双作用双定子泵与13型多输出齿轮马达为例,分析了双定子泵和多输出齿轮马达在不同工作方式下的输出特性,得出了BA型多输出齿轮马达的工作方式、双定子泵输出流量和多输出齿轮马达输出转速、转矩的一般公式。同时,探讨了排量系数对输出特性的影响。结果表明:通过改变多泵、多马达的连接方式,实现了液压传动系统多级定转速、定转矩的输出,扩大了输出的范围,为新型液压传动系统的应用提供了依据。
2016, 44(5):5-8. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605002
摘要:在高频重载电液伺服加载系统中,其安装机架的变形和振动会限制系统的频宽,尤其当进行高频简谐加载时,产生的冲击载荷使机架发生谐振,加剧了机架的变形和振动,严重时甚至破坏系统的稳定性。以采用十字形横梁为机架的单摆负载电液伺服加载系统为例,利用Abaqus软件对机架结构进行了模态及谐响应分析,通过分析机架在油缸简谐激振力作用下的谐振特性,获得机架各部分结构振动的强弱分布及抗振薄弱区位置,由此提出了提高机架刚度的抗振加固方案,将原十字形横梁改为对角结构,在抗振薄弱区增加筋板,构建三角结构。优化后的方案使机架一阶固有频率从141 Hz提高到190 Hz,满足了系统的频宽要求。
2016, 44(5):9-13. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605003
摘要:为探索主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数与立铣加工过程稳定性的关系,以主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数辨识方法和两自由度立铣加工过程动力学模型为基础,研究了主轴-刀柄,以及刀柄-刀具结合面参数等因素对稳定性Lobe图的影响。结果表明:主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面的直线刚度对稳定性Lobe图的影响最大,其他结合面参数对稳定性Lobe图均有不同程度的影响;和主轴-刀柄结合面参数相比,刀柄-刀具结合面参数尤其是转动刚度对稳定性Lobe图的影响更大。
2016, 44(5):14-18. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605004
摘要:论述了一种新型的微泵原理,该微泵将激光聚焦于管道内液体介质产生空化泡,利用空化泡生长和溃灭过程中产生的流体推进速度和推进力驱动流体运动。采用Volume Of Fluid方法模拟了管道内空化泡的动力学特性,计算了不同管径对管道内空化泡动力学特性的影响。研究结果表明:管道内空化泡在生长和溃灭过程中所产生的流速可以高速推动流体运动,随着管道的管径越小,管道内空化泡的第一次脉动周期越长,空化泡越稳定;同时,管道内空化泡生长和溃灭过程中附近流体的流速也随着管径减小而呈现增大的趋势。
2016, 44(5):19-21. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605005
摘要:液力变矩器是汽车重要的零部件,对其车间应用MES可以提高制造系统的敏捷性。液力变矩器装配制造系统是典型的离散型混流装配制造,文中在液力变矩器装配制造系统的特点和需求基础上,提出实施MES的具体步骤,构建出液力变矩器车间MES的结构,并分析构建MES的关键技术,为企业构建MES提供了思路。
2016, 44(5):22-24. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605006
摘要:为了研究静态模式下磁流变液的法向力现象,自行设计搭建了一套磁流变液法向力测试系统。该系统包括磁路部分、机械部分和数据采集部分。利用磁流变液设计的测试装置,对磁流变液法向力进行了研究。结果表明:在静态模式下,磁流变液的法向力会随着磁场的增加而增加,并逐步达到最大值,然后逐渐下降最终趋于稳定。在正应力增加的阶段,法向力和磁感应强度之间的关系可以用式FN=4 667B248进行描述。
2016, 44(5):25-27. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605007
摘要:针对工程机械用流量控制阀多采用的节流槽形式的阀口会引起压力损失,采用理论计算和CFD技术对节流槽的压力损失进行了对比分析。结果表明:流量控制阀阀芯位移一定,主泵输出流量越大,进油处以及回油处的节流压力损失越大;主泵输出的流量一定,流量控制阀阀芯位移越大,进油处以及回油处的节流压力损失越小。
2016, 44(5):28-30. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605008
摘要:结合理论分析与实验数据,提出了关于磁流变液的非线性正弦曲线粘滞环阻尼力模型,并给出了模型中参数的确定方法。该模型能较好地反映磁流变液的滞回特性,与自行设计的阻尼器的实验数据有较高的拟合精度。该力学模型方便计算与控制研究,有较高的实用价值。
2016, 44(5):31-32. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605009
摘要:建立了径向滑动轴承的数学模型,推导了径向轴承的Reynolds方程、能量方程、油膜厚度方程和黏温方程。利用Fortran语言编制了程序,计算了油膜轴承的压力分布、温度分布以及特性参数,研究了进油温度和轴颈转速对轴承特性参数的影响。结果表明:最高油膜温度、最小油膜厚度和最大油膜压力等特性参数的位置所对应的角度随转速的增加有增大的趋势,随进油口温度的增加,其位置基本不变。特性参数位置的准确计算可以为滑动轴承特征参数的精确测量提供参考。
2016, 44(5):33-37. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605010
摘要:连杆是发动机上的重要零件,其加工工艺及设备是发动机制造业发展水平的重要标志。对比传统发动机连杆制造工艺,阐述了剖分式连杆裂解的机制及过程,根据核心加工技术的不同对近年来国内外主要裂解工艺及设备进行了研究和分类,分析了包括芯轴胀式裂解、液压活塞式、水平滑块式等机械式裂解加工设备的原理及特点,并对复合铸造裂解、热处理(或冷冻)辅助裂解和疲劳拉伸裂解等新型裂解加工方法进行了合理性探讨。
2016, 44(5):38-41. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605011
摘要:根据行程相关变阻尼油压减振器的基本结构、工作原理和阀系特点,利用弹性力学的基本理论推导出了环形弹性阀片受均布载荷时的挠曲变形解析式,基于上述解析式在多领域系统仿真分析软件AMESim中建立了行程相关变阻尼油压减振器的仿真模型,并利用该仿真模型分析了减振器结构参数与阀系参数对阻尼特性的影响。结果表明:旁通节流槽等效节流面积对软特性区的拉伸阻尼力和压缩阻尼力都有影响,但对拉伸阻尼力的影响程度更为明显;复原阀等效厚度增加,减振器在软、硬特性区的拉伸阻尼力都增大,但对压缩阻尼力基本无影响;流通阀等效厚度增加,减振器在软、硬特性区的压缩阻尼力都增大,但对拉伸阻尼力基本无影响。
2016, 44(5):42-46. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605012
摘要:海洋废弃平台桩基拆除绳锯机工作前需要快速固定到桩基上,这是一个复杂的位姿调整过程,需要由夹紧装置来完成,由绳锯机夹紧液压缸同步控制,使位姿调整过程安全、稳定。分析得到了位姿调整的动力学模型;采用二级控制方法设计了控制系统,其中外环采用定量反馈控制理论,内环采用基于扰动观测的理论;进行了绳锯机位姿调整实验,结果表明:控制系统在误差范围内能够使液压缸同步,进而实现了位姿调整的工程目标,该结果为绳锯机水下高效可靠地工作打下了一定的基础。
2016, 44(5):47-50. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605013
摘要:针对小波包算法在从复杂的轧制力信号中提取轧辊偏心信号时的频率混淆问题,提出了一种小波包分解与单节点重构改进算法的偏心信号提取新方法,并将其应用到轧辊偏心的补偿中。仿真结果表明:该算法能够有效地提取并重构轧辊偏心信号模型,对轧辊偏心的控制效果明显。
2016, 44(5):51-56. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605014
摘要:针对电动汽车制动系统的真空助力系统参数进行匹配与优化,设计了匹配与计算流程,建立了制动系统的数学模型,提出了真空泵抽气速率、真空罐体积和启停真空度等真空助力系统参数的优化方法。以电动中巴为例,匹配计算制动系统所需的最小真空度及真空泵抽气速率,分析真空罐体积与抽气速率的关系;通过建模仿真,分析启停真空度与抽气速率、工作时间和能耗的相互影响。结果表明:真空罐体积为5 L、真空泵抽气速率为18 L/min、启停真空度为45~65 kPa时,真空助力系统的综合性能最优。
2016, 44(5):57-60. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605015
摘要:单囊式空气弹簧是一种承载能力及刚度均可调的强烈非线性元件,其承载特性不仅取决于内部气压,还取决于几何特性和壳体材料性质。根据其结构特点,利用旋转体容积计算公式,推导出其内部容积随压缩位移变化的数学表达式,并基于理想气体状态方程建立负载力随压缩位移变化的数学模型以及理论特性曲线。将所测得的实际负载力-压缩位移变化特性曲线与理论曲线对比,验证了两者之间的非线性关系以及变化趋势。推导出在不同初始充气压强下负载力-压缩位移计算表达式,为空气弹簧的选型和设计提供理论基础。
2016, 44(5):61-67. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605016
摘要:对应用于虚拟轴并联机床的新型少支链六自由度3PRRS并联机构进行动力学分析,利用影响系数法推导出从任务空间到关节空间的速度和加速度的映射关系,并利用虚功原理法构建了3PRRS并联机构完整的动力学模型,推导出驱动关节上驱动力的解析表达式。利用MATLAB软件对机构进行理论数值计算,运用ADAMS软件建立机构的动力学模型,进行并联机构的动力学仿真分析。结果表明:数值计算的结果与虚拟仿真分析结果是一致的,验证了机构的速度、加速度和驱动力的正确性。最后简述了所采用的控制策略,该策略能在有效载荷变化的情况下改变反馈增益,控制效果较好。
2016, 44(5):68-71. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605017
摘要:基于ABAQUS建立了YG8硬质合金刀具车削TC4钛合金的二维切削仿真模型,通过红外热成像仪测得的切削温度对仿真模型得到的切削温度进行了验证,并研究了该模型刀具前刀面切削温度与切削速度、进给量、刀具前角及刀具后角的关系,通过中心复合试验得到了切削温度关于切削速度、进给量和刀具前角的预报模型。研究表明:仿真得到的切削温度与试验得到的切削温度相差小于10%;在一定范围内,随着切削速度和进给量的增加,切削温度均增加;随着刀具前角的增加,切削温度减小;随着刀具后角的增加,切削温度变化幅度不大;切削速度对切削温度的影响最为显著。
2016, 44(5):72-75. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605018
摘要:利用数控车床和手持式红外测温仪,研究了干车削铝棒过程中车削参数对车刀刀尖温度的影响规律,通过试验得到了不同车削参数下车削温度的时间曲线以及温度均方根值随车削参数的变化曲线。研究结果表明:同一走刀的车削过程中,刀尖温度具有时变特性。随着车削的进行,刀尖温度逐渐升高,至走刀结束时,温度达到最高值;刀具温度与车床主轴转速、进给速度、车削深度成正相关关系,车削参数越大,车削温度越高;刀尖温度均方根值随主轴转速按双线性规律变化,主轴转速超过一定值后,温度均方根值急剧升高;刀尖温度均方根值随进给速度、车削深度近似按线性规律变化,进给速度对刀尖温度的影响较大,车削深度对温度的影响最小。
2016, 44(5):76-79. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605019
摘要:针对工业机器人任务空间姿态轨迹过渡问题,提出了用三次均匀样条四元数插补算法来构造姿态过渡曲线。能够根据给定的任意复杂姿态曲线和过渡点,通过反解出控制点和节点向量得到姿态过渡曲线;通过计算生成样条四元数过渡曲线曲率,进一步得证曲线具有C2连续性。结果表明:所用算法能够精确地实现工业机器人任务空间姿态平滑过渡,并通过曲率分布图验证了过渡曲线的C2连续性。
2016, 44(5):80-83. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605020
摘要:为了提高数控机床的几何精度,建立了数控机床几何误差的数学模型,选用API公司的XD5LS五维激光干涉仪,依据ISO2302:2006标准,一次测量同时得到5项几何误差,最后在实际试验中提出针对SINUMERIK 840D系统的三轴数控机床补偿方法。实验数据证明:该三轴数控机床几何误差补偿方法简单有效易实现。
2016, 44(5):84-87. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605021
摘要:在不考虑驱动电机刚度的条件下,分别在2PRR并联机构的连杆平面内的3个典型位置沿X和Z向分步加载,测量得到了在相应方向上的位移值,给出不同位置和方向上的刚度曲线, 并将所测的位移值与边界元法计算的位移解析值进行了比较。结果表明:在同一个测量点,Z向刚度明显比X向刚度大,在不同的测量点,其特定方向的刚度虽有变化,但刚度变化在同一数量级;实际测试的相对刚度值与边界元计算的理论刚度值的变化趋势一致。
2016, 44(5):88-90. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605022
摘要:提出了一种基于自激励的数控机床模态参数提取方法,利用该方法对XHK5140机床进行了实验模态分析,得到该机床的前4阶模态参数,并且将其和计算模态分析结果进行比较,验证了该方法的有效性。解决了传统模态实验设备难以激励大型数控机床的问题。
2016, 44(5):91-93. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605023
摘要:针对独立阻尼调压锥阀工况适应能力差等问题,提出一种复合阻尼调压锥阀,利用AMESim平台搭建系统仿真模型,与普通锥阀进行对比分析,并分析了复合阻尼调压锥阀减振调压的影响。结果表明:在一定结构参数条件下,复合阻尼调压锥阀具有更好的静态特性且动态特性得到优化;半锥角、孔径对复合阻尼调压锥阀减振调压能力有重要影响。
2016, 44(5):94-97. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605024
摘要:叉车举升过程中因动量改变产生的冲击是导致举升油缸故障的重要原因之一,由于举升油缸举升的质量大,举升油缸活塞与端盖碰撞时间短,碰撞过程产生的冲击力大,且举升油缸举升动作频繁,所以举升油缸在频繁的大冲击力下容易损坏。为减小油缸所受到的冲击力,通过对冲击力产生的原因分析,提出了通过旁路节流的方法减小举升油缸举升过程中因动量改变而产生的冲击力。在理论分析的基础上,通过数学建模以及AMESim仿真分析。结果表明:该方法可以减小油缸举升过程所受到的冲击力约为原系统的一半值,并可以减少能量的损失。
2016, 44(5):98-90. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605025
摘要:设计了基于控制器的多节点静力加载系统,并对液压动力系统特性进行了分析。基于模糊控制理论设计了参数自整定PID(比例-积分-微分)控制器,采用LabVIEW/AMESim对静力加载控制系统进行了联合仿真,仿真表明模糊PID控制器具有良好的抗干扰能力,改善了静力加载系统的动态响应。试验结果证明,各节点在加载过程中具有良好的协调性能,提高了加载的精度。
2016, 44(5):104-108. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605027
摘要:针对电液伺服系统非线性建模问题,研究了电液位置伺服系统神经网络辨识模型的基本结构。分析伺服系统动态模型的输入、输出关系,依据遗传算法优化神经网络权值和阈值,建立神经网络辨识模型的基本结构。利用xPC技术建立阀控缸实时电液伺服实验台,以实验台的阶跃输出信号作为改进BP神经网络系统辨识信号,以实验台正弦输出信号作为验证信号。结果表明:该神经网络辨识模型的基本结构可达到较高的辨识精度,其可信性得以验证,适用于非线性系统模型辨识。
2016, 44(5):109-111. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605028
摘要:磁流变减振器利用磁流变液体黏度连续可调特性可以实现其阻尼力连续可调,结合某越野汽车半主动悬架系统的开发,设计制造了单出杆双筒双线圈磁流变减振器,通过台架试验得出其阻尼力可控倍数达7倍左右,最后通过操纵稳定性试验研究了在不同的车速下汽车的横摆角速度、侧倾角和侧向加速度的变化情况。结果表明:各参数值下降幅值达20%左右,极大提高了汽车的操纵稳定性。
2016, 44(5):112-116. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605029
摘要:基于企业应用集成原理,提出一种产品数据管理(Product Data Management,PDM)系统与CAM系统集成的方法。利用基于MFC的UG二次开发技术,将PDM系统嵌入UG软件,实现了PDM与CAM系统之间的软件操作功能交互与数据传递,在PDM集成框架下同时进行工艺数据管理与数控工艺编程。该方法提高了企业产品信息集成管理水平,加快了产品开发效率。
2016, 44(5):117-121. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605030
摘要:蓄能系统是漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统中的储能环节。以漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统为研究对象,介绍了液压式能量系统中的蓄能系统的组成, 分析了该系统在大浪下实现稳定发电和小浪时实现0-1发电的原理,建立了预充压力、最低工作压力和最高工作压力、蓄能量几个关键设计参数之间的数学模型,通过计算实例进行数值模拟,获得了大量试验数据。试验结果表明:最高工作压力与最低工作压力在数值上差越大,蓄能系统单个循环释放出的蓄能越多,蓄能系统的成本越低;设计的预充压力安全值为最低工作压力的80%;蓄能量与最高工作压力、最低工作压力、预充压力之间存在耦合关系。
2016, 44(5):122-126. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605031
摘要:在灯具罩生产行业至今没有由专用数控系统组成的旋压机床,大部分由通用数控机床改造而成,故数控系统功能浪费、数控旋压机床成本高。因此,采用工控机、伺服驱动器和变频器等硬件设备,设计了灯具罩数控旋压机床的电气控制系统,并根据灯具罩的几何形状和旋压加工工艺,开发了灯具罩旋压轨迹控制模型,在此基础上研制了灯具罩数控旋压机床的专用数控系统。该系统只要将模具参数、加工轨迹外轮廓参数和灯具罩加工参数输入专用数控系统,就可以按照设定算法自动生成加工轨迹图,滚刀按照轨迹图自动进行旋压加工,从而实现加工过程的全自动控制。
2016, 44(5):127-130. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605032
摘要:针对现有的三次元送料机械手低速、低精度的特点,设计了基于实时以太网EtherCAT的三轴联动送料机械手。通过对其运动轨迹进行了分析,合理地规划了三次元送料机械手的运动轨迹曲线;通过优化其速度和加速度以及加加速度的特征,提高了三次元送料机械手在运动过程的动态特性;通过在控制系统采用电子凸轮技术,使伺服电机的运动能够实现所规划轨迹的点对点的精确定位。在通信方式上采用了实时以太网EtherCAT总线来实现多轴精确同步控制,采用环形双向冗余技术提高系统的稳定性和可靠性,并通过实验验证和测试分析。结果表明:该控制系统使送料机械手能够在所设计的工作空间内运行快速、平稳,达到所设计的35 次/min的抓取速率。
2016, 44(5):131-134. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605033
摘要:针对当前BCM(Body Control Module)功能测试的现状,提出了集成车身控制模块BCM在线自动测试系统。该系统采用PC+PLC控制的方式,PLC主要负责生产线及针床机构的自动运行,使用MCGS触摸屏实现人机交互功能;PC机配以PCI1753E卡,利用外部接口电路实现电平转换,通过计算机编程能实现对BCM的有效功能和无效功能的测试。该系统能替代人工操作,具有测试速度快、效率高等特点。
2016, 44(5):135-137. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605034
摘要:对液压阻尼器动态试验测控系统进行了研究;对试验台测控系统构成及原理进行了分析介绍;提出了由上下位机组成的测控系统方案;下位机以TMS320F2812为核心,控制永磁同步电机驱动液压阻尼器,上位机为工业控制计算机,采集监控液压阻尼器动态数据,采用零相位滤波器对数据进行处理。结果表明:液压阻尼器动态试验台各项指标均达到设计要求。
2016, 44(5):138-141. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605035
摘要:为实现EtherCAT以太网的高实时性和高速率,提出了一种使用德国BECKHOFF公司的从站开发板FB11110141和PIC24HJ128GP506单片机所组成的从站设计方案。微处理器与从站开发板FB11110141使用SPI通信方式,通过对主站和从站的配置,研究结果表明:系统最终运行稳定,EtherCAT能够实现通信。
2016, 44(5):142-145. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605036
摘要:设计了一种基于真空系统原理的工业机器人真空吸附夹具,用于铅锭搬运,取得了良好的效果。介绍了真空吸附夹具的结构组成。阐述了真空回路和真空发生器的工作原理及技术特点。对真空吸盘、真空发生器和电磁阀等主要组成元器件进行计算和选型,并设计了夹具支架,运用Solidworks软件对夹具支架进行了有限元分析。
2016, 44(5):146-149. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605037
摘要:针对液压泵在吸油过程中容易出现吸油不足的问题,设计了一种环形多喷嘴射流辅助吸油装置。在考虑装置尺寸要求和工况条件下,吸油装置的面积比应适当取大。建立辅助吸油装置的计算流体动力学三维模型,利用Fluent软件研究了喷嘴个数、喷嘴入射角、喉嘴距、吸入室角度、喉管长度等参数对环形多喷嘴辅助吸油装置性能的影响。结果表明:在保证喷嘴出口总截面积相同的条件下,喷嘴个数n越少越好,即n=2时效率最高;在一定范围内,喉嘴距和喷嘴入射角对效率的影响不大,入射角一般取值在20°~35°之间,喉嘴距取值接近喉管入口直径较好;吸入室角度对装置的影响很小,在计算的14°~52°时效率变化不大;环形射流装置的最优喉管长径比为2~25。
2016, 44(5):150-153. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605038
摘要:轮式装载机包含紧密耦合的液压系统和执行机构,很难在单一的软件平台中准确实现其动力学仿真。建立了装载机AMESim液压系统模型及ADAMS虚拟样机模型,利用上述两个软件进行联合仿真,使液压系统和机械系统可以实时交互作用。最后,将联合仿真结果与仅使用ADAMS进行的动力学仿真结果进行了比较,证明联合仿真结果是合理的。
2016, 44(5):154-157. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605039
摘要:基于AMESim软件分析液压挖掘机直线行走阀结构参数的改变对系统动态响应特性的影响,得出多组仿真数据和仿真曲线,通过对仿真数据、仿真曲线和试验数据进行比较分析,找出影响直线行走液压系统特性的主要参数,并验证了模型的正确性。研究结果为直线行走阀结构参数的选取和行走液压系统性能的改进提供了参考。
2016, 44(5):158-161. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605040
摘要:提出了一种新型水下仿生推进器,采用多尾鳍协调驱动方式实现了鱼类波动推进模式和水母射流推进模式的有机复合,建立了多尾鳍波动-射流推进的运动学模型,着重利用计算流体动力学方法对多尾鳍波动-射流推进运动进行了仿真分析。研究结果表明:在特定运动参数下,多尾鳍波动推进模式能提供持续均匀的推进力,游动稳定性好;而射流推进模式,能产生瞬间的大推进力,加速性能好。研究内容为进一步探索多模式推进理论提供了依据。
张洪宁 , 管志川 , 刘永旺 , 梁德阳 , 王恒 , 夏硕
2016, 44(5):162-165. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605041
摘要:井下钻柱减振增压装置是一种用于实现井底超高压射流辅助破岩的钻井工具,该装置的工作原理是利用井底钻柱振动能量,采用活塞激励的方式调制超高压射流。为研究各参数对该工具工作特性的影响规律,为其现场应用提供理论依据。基于该工具的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,对其工作特性进行了研究,以有效破岩水功率(单位时间内装置输出钻井液携带的有效破岩能量值)为优化指标,得出了钻进参数及超高压喷嘴当量直径对其工作特性的影响规律:装置输出压力的峰值随着超高压喷嘴直径的增大逐渐降低;随着钻压、转盘转速的增大而升高;当喷嘴直径为3 mm时,装置输出的有效破岩水功率最大;有效破岩水功率随着钻压、转速的增大而增大。为使单位时间内装置输出的有效破岩水力能量最高,钻进参数与超高压喷嘴直径之间存在最优参数配合。
2016, 44(5):166-170. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605042
摘要:通过将自由系统等效变换为非自由系统的思想,可以利用机构学方法实现天文运动关系的可视化表达。提出一套假想C1R2P2串联机构作为地日运动的相当系统,以5个运动副(1个圆柱副,2个转动副和2个移动副)来耦合地球对日运动。通过对黄赤交角和黄道椭圆轨道等约束条件的满足,该机构可重演地球任意点的对日运动。同时,利用DH参数法,在机构的运动空间中建立了日心和地球位点的时间-空间方程。把此方程应用到太阳定向上,推导出由时间及经纬度表出的太阳方向公式。将Michalsky算法中太阳高度角和方位角计算公式以及王炳忠太阳赤纬计算公式作为参考,给出传统太阳矢量公式。最后通过3个实例,将得出的两组太阳方向向量进行对比,并计算出对应的误差。结果表明:该机构和由机构正向运动学导出的太阳方向公式是正确的。此外,对地日运动的更高精度修正,可通过调整或增加运动副来层次化重演。该研究方法可为天文运动学研究提供一种形象手段,以更好地理解运动关系。
2016, 44(5):171-174. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605043
摘要:卸荷槽的设计是外啮合齿轮泵设计中最重要的部分之一,卸荷槽设计是否合理直接关系到齿轮泵的工作性能和使用寿命。以CBG型齿轮泵为研究对象,运用CFD技术进行流场解析,仿真研究了卸荷槽结构参数和不可控因素对困油压力的影响。结果表明:齿轮泵困油区压力影响因素较多,需要结合卸荷槽结构参数和环境性能参数综合考虑,为卸荷槽的优化设计提供参考。
2016, 44(5):175-178. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605044
摘要:为了提高柴油机高压共轨系统中喷油阀的高速响应特性,利用Ansoft有限元电磁场计算软件,对永磁式喷油阀的结构及动静态参数进行了优化。并通过与电磁式喷油阀的主要参数进行对比,验证了仿真结果的正确性。优化计算结果表明永磁式喷油阀的结构及动特性均优于电磁式喷油阀。
2016, 44(5):179-182. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605045
摘要:3D打印技术因具备可成型任意形状零件的特点,已被广泛应用于许多领域,路径规划是3D打印制造过程中的关键技术之一。不同的扫描方式对成型精度、成型件的力学性能和成型效率有很大的影响,分别从针对这3个方面的路径规划进行了分析与讨论。最后指出了3D打印路径规划的研究重点。
2016, 44(5):183-188. DOI: 10.3969/jissn1001-3881201605046
摘要:增材制造技术,也称3D打印技术,是一种采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,近20年来成为各国科学家研究的热点。随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM等技术的快速发展,增材制造技术在航空航天、汽车生产、生物制造、建筑设计等诸多工程领域得到了广泛的应用。介绍了增材制造技术的主要分类、工作原理、应用领域及其国内外研究现状,总结了各类关键技术所面临的问题,并讨论了其未来发展趋势。
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