2018, 46(13):1-5. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.001
摘要:转子类零件平衡校正通常是先经动平衡检测后,再在转子重心区域去重校正。由于传统钻削或铣削机械去重质量难以精确控制,致使转子平衡精度低、生产效率低。为了解决以上技术难点,基于预制平衡孔思路提出了一次增重精密平衡校正新方法。即在转子设计制造过程中,在转子上先提前设置N个圆周均布平衡孔;经转子动平衡测试后,确定其中两个平衡孔为配重孔;再利用平面平衡力系方程,计算出两个配重物质量;最后利用天平精密称取配重物,分别组装到两个配重孔中即可。该方法只需精密称量一次增重组装即完成转子精密平衡校正,不需要再进行钻削或铣削去重,易于实现量化生产。经超硬磨料高速砂轮平衡校正试验测试,证明其平衡校正效果明显。
2018, 46(13):6-10. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.002
摘要:机床整机刚度的优化分配可以提高机床性能和降低成本。以某精密数控车床为例,结合多体系统理论和齐次坐标变换原理,建立了机床整机刚度与部件刚度之间的映射关系模型。利用该模型,定量计算各部件刚度对机床整机刚度的影响程度。以此为依据,选择最有效的优化部件及其刚度方向。最后,以成本最低为优化目标,采用遗传算法,完成机床主要部件刚度的优化分配。这种方法能够提高机床刚度控制的效率和效果。
2018, 46(13):17-20. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.005
摘要:下金刚石绳锯机是一种柔性切割工具,其安全、环保,近年来发展非常迅速。绳锯机切割过程中的振动不仅会影响切割效率,而且会降低其使用寿命,进而会影响水下作业施工。文中简要介绍了绳锯机构成,分析了其切割系统的动力学特性,建立了动力学方程,求解方程从而获得以串珠绳锯张力变化描述的纵向振动特性。并进一步分析了串珠绳横向振动特性,结合绳锯机切割系统的实际参数,进行了仿真及试验研究。结果表明:纵向和横向振动会发生一定的耦合,当实际切割频率接近系统的共振频率时,串珠绳锯会发生较大的振动,引发一系列不良的后果,必须通过调节参数,避免这种现象的发生。
2018, 46(13):21-24. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.006
摘要:介绍了减振器能量耗散特性工作原理,并提出了示功总能量、示功能量比以及示功饱满度3个减振器能量耗散性能评价指标;基于LabVIEW平台实现减振器能量特性曲线编程,通过对减振器施加不同激励速度,得到减振器能量特性曲线图,并利用提出的减振器能量耗散评价指标对其能量特性进行分析。结果表明:减振器开阀和畸变影响减振器能量曲线梯度,能量耗散性能评价指标可对减振器能量特性进行评价。
2018, 46(13):25-27. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.007
摘要:微量润滑(MQL,Minimum Quantity Lubrication)加工作为绿色切削技术,其应用逐渐广泛。相对于外置式MQL,内置式MQL具有渗透性好、切屑影响小、效率高等特点。为了寻求出内置式MQL的喷射特性对加工的影响规律,开发了车削内置式MQL系统,设计了四因素三水平的正交实验。以切削力和表面粗糙度为评价指标,切削液流量、空气流量、可生物降解润滑油及切削速度为变量,沿后刀面喷射,进行了车削GCr15轴承钢的正交实验,分析了喷射参数对加工的影响规律,并得到了优化的喷射参数,对机械加工工程应用具有参考意义。
2018, 46(13):28-32. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.008
摘要:针对高速机械主轴动不平衡、振动等原因对主轴加工精度造成破坏等问题,采用影响系数法对主轴进行在线动平衡。搭建实验平台,应用电磁驱动式平衡装置,通过机械主轴在不同工作转速下的动平衡效果,找到了主轴共振转速,主轴经过临界转速进入了柔性工作状态,采用了双面影响系数法在线动平衡方法,通过水平和垂直方向同时检测主轴振动,客观表达主轴振动状态。实验结果表明:双面影响系数法平衡精度明显高于单面影响系数法,主轴振幅降低显著,平衡效率提高。影响系数法在线动平衡实验为高速机械主轴在线动平衡调控提供了依据。
2018, 46(13):33-36. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.009
摘要:针对重载深井工况提升钢丝绳更换时所存在的安全性问题,基于“管线成型”机制提出了一种提升钢丝绳链式连续更换装置,建立了装置的三维实体模型,并进行了动力学仿真分析。仿真结果表明:提升钢丝绳更换时,提升钢丝绳振动幅度与换绳速度成正比,而与链节距不变时的链轮齿数成反比。但锁绳机构的设置一定程度上降低了链式传动多边形效应的影响,不同运行工况下换绳装置均运行平稳且冲击小。最后根据仿真结论制作样机并进行了试验研究,试验结果和仿真结果一致,验证了该换绳装置在不同载荷工况下均能达到运行冲击小、效率高、安全性高的效果。
2018, 46(13):37-41. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.010
摘要:针对柱面压印字符与背景区域同色、且字符位于曲面上、成像质量差的情况,采用一种局部灰度区间最大化的缩放变换方法来凸显字符区域。提出一种先筛选字符区域后进行形态学优化的字符分割方法,能达到优化字符轮廓的效果;并且克服了传统方法直接用形态学优化造成的干扰区域粘连字符的弊病。最后创建训练文件对BP神经网络进行训练,对识别结果进行显示。实验结果表明:柱面压印字符识别算法高效稳定,字符识别正确率高,能够满足工业实际需求。
2018, 46(13):42-45. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.011
摘要:基于不同电极材料的加工特性,采用空心柱状石墨电极对特硬超强难切削材料——镍基高温合金GH4169进行高速电弧放电加工。实验表明:在气液混合介质下(气体03 MPa,液体01 MPa),电压为25 V,占空比为50%,频率为500 Hz时,空心柱状石墨电极能够达到相对最优的材料去除率和表面质量,且电极损耗相对较小。同时为了避免加工中出现短路现象,基于高速数据采集系统,以PCI1716数据采集卡为硬件平台,借助于Advantech 32位DLL驱动程序接口,采用Borland Delphi 70 Pascal语言进行硬件驱动和控制,实现短电弧加工中电流信号的实时监控。
2018, 46(13):50-54. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.013
摘要:随着数字液压技术的发展,对高速开关阀的性能有了更高的要求,高速开关阀阀芯力学特性决定了其整体性能。建立了某高速开关阀的CFD模型。针对不同工作压差、不同工作温度、不同底座孔径、不同底座角度以及不同开口度的某高速开关阀内部流场速度场进行了分析。分析不同工况下某高速开关阀阀芯液压力影响因素,进一步研究了阀口开度、阀口形状、阀口压差、油液温度对该阀芯液压力的影响规律,为高速开关阀设计提供了理论基础。
2018, 46(13):55-58. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.014
摘要:采用D703F高速电火花小孔加工机床在高Nb-TiAl合金(Ti-44Al-85Nb-02Mo-02B)板材上加工直径为1 mm小孔,运用田口试验法研究电火花加工参数(电流、脉宽和冲液压力)对加工速度和加工质量的影响,并对试验结果进行方差分析和灰关联度分析。结果表明:电流为10 A、脉宽为32 μs、冲液压力为3 MPa时加工速度和孔径精度较高,对实现高Nb-TiAl合金的高效率、精密加工具有一定的实用价值。
2018, 46(13):58-71. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.017
摘要:节能将是工业发展的必然趋势,针对鞋模注塑机工作循环中能耗大的特点,提出一种新型鞋模注塑机液压系统。重点阐述了新型鞋模注塑机的节能改造和基于CPAC(Computer Programmable Automation Controller)注塑机控制系统的开发。新型注塑机采用的是直驱式电液伺服系统,通过伺服电机来动态调节定量泵的转速,实现压力和流量两者都是闭环控制,从而达到节能的目的。控制系统采用以HMI为人机交互界面、固高GUC系列通用一体化控制器为控制核心,利用ST语言和梯形图(LD)两种语言开发了开放式模块化注塑机控制系统。
2018, 46(13):63-67. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.016
摘要:先进通信网络及基础通信设备是实现智能制造的核心技术。在分析典型工业现场总线等通信系统问题的基础上,提出了FMS移动通信网络需求;在业务负载、节点规模及移动速度等FMS约束条件及OPNET仿真环境下,基于分组传送率、路由开销和平均端到端延迟等指标对3种典型自组网路由协议进行了性能对比分析;基于嵌入式硬件平台及专用路由操作系统搭建了FMS无线通信网络,验证了FMS无线自组网性能及实际应用效果。文中路由协议性能分析是FMS应用及自组网优化的基础工作,其结果对FMS及智能制造通信系统设计具有普遍借鉴意义。
2018, 46(13):72-74. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.018
摘要:开发了一种能够自动冲孔、卸料、收集的纸张冲孔机。通过分析纸制品冲孔的特点,设计了适用于纸张加工的冲孔模具和卸料机构;基于冲孔机机械结构和气动系统控制原理的研究,采用双延时继电器自动控制冲孔和卸料过程。实际应用结果表明:该冲孔机成功地解决了纸张冲孔时易发生的纸张与冲头无法分离的问题,有效地提高了冲孔精度、质量和生产效率,能够满足纸制品制造行业的需要,具有较高的实际应用价值。
2018, 46(13):80-83. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.020
摘要:当前,在各大高校的数控技术教学过程中,都或多或少存在教学实践条件不足的现状,针对当前问题,提出将嵌入式技术与数控技术相结合,采用ARM微处理器加专用运动控制芯片的方案,设计开发了集G代码存储与加工、脱机仿真与在线控制等功能于一体的桌面雕刻机系统。在硬件层面,该雕刻机系统的功能融合与结构分离,保证了运动控制系统的可靠性与可重构性;在软件层面,采用模块化和多任务编程模式,确保运动控制器的功能性和可扩展性。实践证明:该桌面雕刻系统方案可行,运行稳定,价格低廉,具有一定的参考意义。
2018, 46(13):88-92. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.022
摘要:为了适应现代化快速生产的需求和提高光伏玻璃基片分拣的效率,针对传统分拣设备自动化程度低、成本高及规划路径复杂等不足,设计了一种自动化程度较高且动作简单的光伏电池基片分拣线,对分拣线的翻转机构进行了优化设计;选用三菱PLC作为控制器,通过三菱PLC的基本模块和特殊模块控制变频器、电磁阀和伺服系统等;并根据控制要求设计了电路图。光伏玻璃分拣设备在生产实践中取得了良好的控制效果,提高了光伏玻璃分拣效率,达到了企业的生产要求。
2018, 46(13):93-97. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.023
摘要:以离散型制造企业某公司凿岩机回转机构生产过程为研究对象,运用价值流图技术对其生产过程进行优化研究。通过对当前车间现场管理、生产流程分析进行现场数据采集,绘制当前价值流图,利用该图根据浪费理论和方法研究找出生产过程中不产生增值的活动,运用工业工程基本方法提出适应企业生产实际的改善措施,绘制出改善后的价值流图。通过车间布局、人员调整,达到减少在制品库存、缩短交货周期、提高员工士气及加工效率的目的,使企业获得最大的经济效益。
2018, 46(13):98-100. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.024
摘要:为了进一步提升喷墨印刷设备的性能,对供墨系统进行了研究。在分析供墨系统功能需求的基础上,提出了供〖JP2〗墨系统墨路、液路、气路的设计方案,从硬件和软件角度详细讨论了该恒温恒压、具备清洗、点墨等附加功能的机电气液一体化的供墨系统,并通过实验验证该系统的有效性。目前该系统已经在喷墨数字印刷设备上投入使用,取到了满意的效果。
2018, 46(13):101-103. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.025
摘要:液力缓速器体积小、安装方便,在车辆中的使用越来越广泛。针对AT500自动变速箱内部集成的液力缓速器,对其制动力控制阀进行优化设计。采用流体仿真软件Flow Simulation,对控制阀内部流场进行仿真,通过改变阀芯台肩处的过渡结构,显著减小控制阀阀芯移动时产生的液动力,使得阀芯在一定先导控制压力下,能够稳定停止在任意过渡位置,为制动力的精确控制提供了条件。
2018, 46(13):104-106. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.026
摘要:针对现有预制混凝土构件(Precast Construct,以下简称PC)生产线中外墙板瓷砖铺贴效率较低的问题,首次采用并联机器人实现PC生产线中外墙板瓷砖自动铺贴工序。通过分析瓷砖自动铺贴工艺,提出了该工序自动化设备解决方案,通过机器人抓取瓷砖实验和瓷砖黏结试验,获取铺贴瓷砖的效率、定位精度及黏结强度数据,论证了该方案的可行性。
2018, 46(13):107-109. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.027
摘要:在工业生产中,机械手能够代替人手完成分拣、搬运、装卸等工作,不但减轻了工人的劳动强度,还提高了企业的自动化水平和生产效率。设计了基于PLC控制器的气动机械手,包括方案设计、气动系统设计、控制系统设计和程序设计,以PLC为控制核心,利用气压传动技术驱动机械手臂完成抓取和放置零件的动作,利用电机驱动机械手完成搬运的动作。通过样机的试制和系统的调试运行,表明气动机械手的设计方案是可行的,控制系统是稳定可靠的。
2018, 46(13):116-120. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.029
摘要:以钻铤钻杆数控管螺纹车床为研究对象,通过Pro/E软件建立床身的三维实体模型,利用有限元分析软件Ansys进行动力学分析,在计算了床身的固有频率和能量分布的基础上,提出了依据变异系数来判断能量分布的均匀程度,并结合振型分析,寻找床身的薄弱环节,为机床加工的稳定性奠定了基础。
2018, 46(13):121-124. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.030
摘要:针对角接触球轴承在实际运行工况下的接触特性,以7008C型号轴承为研究对象,利用ANSYS Workbench有限元分析软件,对其滚动体与滚道接触部分的网格进行局部细化,将分析结果与Hertz理论解相对比,验证有限元方法的适用性。并分析了滚道硬化对接触应力的影响,分析结果显示滚道硬化能够提升等效应力和最大接触应力,但是提升效果并不明显,而且随着硬化深度的增加,应力的增大逐渐减缓。
2018, 46(13):130-133. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.032
摘要:为提高气体静压止推轴承的静态特性,针对所提出的微孔节流气体静压止推轴承,采用基于有限体积法的CFD软件Fluent进行三维建模仿真,分析了供气孔数目n、量纲一的供气孔分布半径M、供气孔直径d对轴承静态特性的影响规律。按照最大刚度原则,得到如下结论:供气孔数目n在180附近、量纲一的供气孔分布半径M约为0.7、供气孔直径d取最大值0.1 mm时, 微孔节流气体静压止推轴承的静态特性最佳。
2018, 46(13):134-137. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.033
摘要:液压阀内油液流速过高,会使油温升高过快并且会产生噪声。为减小多路换向阀阀内油液回流时的速度,建立了阀内部流场三维模型,采用通用 CFD 软件 Fluent 对阀流道部分进行分析,并进行了三维数值模拟,通过改变流道局部和整体的结构形状,得到此时速度流场的状态。所进行的研究工作对于系统建模分析和提高阀性能的研究提供了依据。
2018, 46(13):138-143. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.034
摘要:根据A10VNO型斜盘式轴向柱塞泵的工作原理,在AMESim中建立柱塞泵仿真模型,对其输出流量脉动特性进行了仿真分析,主要分析了原动机转速、斜盘倾角、柱塞直径以及配流盘结构对轴向柱塞泵流量脉动的影响,研究结果表明:配流盘结构和斜盘倾角、原动机转速对柱塞泵流量脉动具有重要的影响,为有效减小柱塞泵产生的流量脉动以及降低配流过程中产生的噪声,应该适当减小柱塞泵配流盘的闭死角和错配角开度,并要控制斜盘倾角、原动机转速在一定的范围内。
2018, 46(13):144-147. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.035
摘要:提出了一种采用空气悬架的无杆飞机牵引车模型,利用Solidworks建立了空气悬架无杆飞机牵引车整车和波音737-800飞机的虚拟样机模型,并导入ADAMS中添加了相应的轮胎和路面模型。基于ADAMS对无杆飞机牵引车进行了操纵稳定性仿真,得到了该车在装备空气弹簧悬架和钢板弹簧悬架两种情况下车轮定位参数的变化规律,并进行了对比分析,仿真结果证明了空气弹簧悬架在操纵性能上的优越性,通过对无杆飞机牵引系统进行平顺性仿真,得到了飞机前轮质心处的总加权加速度均方根值,该值符合相关标准要求,证明了空气悬架无杆飞机牵引车满足了牵引平顺性的要求。
2018, 46(13):148-151. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.036
摘要:为了获取电梯用液压缓冲器复位弹簧刚度、缓冲质量、下落速度对缓冲特性的影响规律,应用质量守恒方程和能量守恒方程建立了缓冲器液压阻力数学模型,采用数值分析的方法对不同复位弹簧刚度、不同缓冲质量、不同下落速度工况下的缓冲特性进行了分析。结果表明: 复位弹簧刚度对缓冲性能有一定影响但优化的空间并不大;在重载工况下,该液压缓冲器满足性能要求,在轻载工况下,缓冲行程较短但缓冲减速度较大;随着下落速度的增大,缓冲过程平均减速度、最大减速度、缓冲行程均随之增大。
2018, 46(13):152-155. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.037
摘要:利用ADAMS建立滚珠丝杠副的接触碰撞模型,以期达到对滚珠丝杠副的动力学进行分析和研究。首先利用Solidworks建立滚珠丝杠副的三维模型,将三维模型导入ADAMS环境下定义为接触碰撞模型,然后对模型进行仿真计算,在完成滚珠运动轨迹仿真的基础上,讨论了转速和轴向载荷对滚珠撞击返向器的影响。将讨论分析的结论与实验测量结果进行对比,验证了此仿真分析的准确性。为今后对滚珠丝杠副动力学分析及振动与噪声的研究提供了新的有效方法,具有较好的应用价值。
2018, 46(13):156-159. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.038
摘要:针对风电轴承故障时的振动信号为低频信号,并且出现不平稳、非线性等特点,一般很难检验出来,所以提出了一种新的轴承故障诊断方法:首先提出了基于相关系数与峭度相结合的EEMD降噪方法,对轴承振动加速度信号进行去噪,然后对降噪后的信号再次进行EEMD分解并与倒频谱相结合,对振动信号进行处理。此方案不仅提高了振动信号的信噪比,而且抑制了在经验模态分解中的模式混叠现象,提高了故障诊断的准确性,充分显示了其应用在风电轴承故障诊断系统中的可行性。
2018, 46(13):160-162. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.039
摘要:将许用挠度看作模糊变量,将载荷、材料参数、几何尺寸等不确定因素视为随机变量,提出了考虑模糊失效准则的机床主轴刚度靠性分析模型。给出了机床主轴模糊失效的几何意义,推导了其隶属度函数。利用GaussHermite积分,建立了机床主轴模糊可靠性的数值计算方法。数值算例表明,该方法不仅有效地减少了计算量,精度高,而且与实际情况更接近,计算结果更为保守。
2018, 46(13):163-167. DOI: 0.3969/j.issn.1001-3881.2018.13.040
摘要:为了在线监测与识别汽车水泵轴承的故障类型,以WR3258152型汽车水泵轴承为研究对象,分析了其内部结构和常见故障。根据常见故障,预设了汽车水泵轴承的4类缺陷。在搭建的信号采集实验平台上,利用加速度传感器,分别采集了4类缺陷轴承在运转过程中的振动信号。利用Matlab软件对振动信号进行快速傅立叶变换和频域特征值计算,选用径向基核函数和粒子群参数优化方法建立支持向量机模型,并进行测试验证,结果表明:支持向量机分类方法能精确识别汽车水泵轴承常见的4类缺陷。为汽车水泵轴承的在线监测与故障诊断提供了参考。
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