基于先验时滞特征的线缆捻制丝股张力均衡控制方法

丝股张力均衡控制是线缆捻制质量的重要保障。为解决捻制端张力检测与放线执行端之间的张力感知时滞效应导致闭环张力控制失效的问题,研究了根据张力实时检测数据结合先验知识给出应对时滞的张力控制策略。结合线缆捻制的实际工况,理论分析张力检测数据时滞效应,采用变分模态分解的方法对张力信号进行分解,获得多个包含原始数据特征的低复杂度和较高平稳性的固有模态分量。采用深度学习的方法融合固有模态分量,实现丝股捻制张力的预测与异常识别。结合线缆捻制先验知识,设计基于先验知识的张力均衡控制系统,依据捻制端预测张力调整执行端的放线轮磁滞张紧力,避免出现张力异常。通过仿真实验验证了方法的有效性,为实现线缆捻制丝股的张力均衡控制提供了一种有效的解决方法。

GB/T5972--2016不同捻制类型钢丝绳报废断丝数间规律研究

对同类别编号下的交互捻钢丝绳、同向捻钢丝绳,在6d长度范围内或30d长度范围内,GB/T5972—2016显示,一定服役条件下钢丝绳达到报废程度的最少可见断丝数存在约2:1的固定比例关系。分析认为是因为当检查断丝钢丝绳长度为整数倍钢丝绳捻距时,在交互捻钢丝绳、同向捻钢丝绳单根股中二次螺旋钢丝出现的频次比也存在约2:1的固定比例关系。虽然标准给出同类别编号下的交互捻钢丝绳、同向捻钢丝绳达到报废程度的最少可见断丝数不同,但这并不意味着捻制类型会影响钢丝绳使用安全性。在1个钢丝绳捻距上,捻制类型对单根股中二次螺旋钢丝可见频次的贡献为±1,同向捻时为-1,交互捻时为+1。N与N±1有各自清晰含义。

水稻种绳捻制机的研制与试验

介绍了一种水稻种绳捻制机,该机主要由排种机构、捻绳机构和卷绳机构3部分组成。它将稻种按照要求的穴距和每穴粒数卷在2cm宽的(无纺布)纸带内,制成种绳,并将种绳卷成盘后待播。直播时,将卷好稻种的种绳盘挂在研制的种绳播放器两侧,将绳的端部固定在地头,然后人工拉动种绳播放器前进,1次完成开沟、放种绳、覆土等作业。试验结果表明,加工种绳的平均穴距为2.5cm,空穴率为1.5%,平均每穴粒数为1.48,种绳绕劲个数为43个/m,基本上达到了设计要求。但卷绳速度为0.8m/s,有待提高。水稻种绳直播技术的突出特点是实现了种绳捻制作业的工厂化和田间播种作业的轻型化。

多股张力均衡的捻制装备自适应控制技术

为解决钢缆捻制中多丝股的张力不均衡问题,针对丝股行进运动与捻制运动的干扰因素,研究了基于自抗扰技术的张力自适应控制方法。基于Hamilton力学系统建立了等效丝股旋转运动下的轴向行进索模型,获得了丝股行进索动力学方程。为实现多丝股捻制张力均衡协调,抑制不同路径对丝股张力的影响,根据丝股捻制运动机理分析丝股运动过程中受到的摩擦干扰,设计了基于自抗扰控制器的多丝股张力协调控制策略;为解决丝股张力稳态误差及其导致的张力波动问题,设计了基于相邻耦合误差的双电机转速同步系统。建立了单跨度丝股张力响应MATLAB/Simulink仿真模块,构建了模块化的多丝股捻制运动张力控制仿真系统模型;分析了多丝股捻制过程中的运动特性,验证了张力自适应控制系统在丝股捻制过程中协调张力均衡、抑制张力波动的有效性。

钢丝绳捻制张力动态监控系统的研制

为保证钢丝绳在捻制过程中的各股张力一致,改进钢丝绳质量,研制了针对捻制过程的钢丝绳捻制张力动态监控系统。采用拉压式传感器采集张力信号,设计了监控电路和控制软件。试验证实,拉压式传感器具有良好的线性度、重复性和动态稳定性,监控电路具有良好的静/动态抗干扰能力和稳定性,能在恶劣的现场环境下运行,具有广泛的应用前景。

钢丝绳捻制损失产生原因分析

介绍钢丝绳捻制损失的概念.通过试验,模拟雪茄式（管式）捻股（合绳）机捻制过程中的钢丝变形状况,证明钢丝绳捻制损失主要是由于在捻制股绳过程中钢丝自身扭转变形引起的,包括两个相反方向上的扭转变形,其单方向上最大理论变形量为一个捻距内钢丝螺旋长度上发生360°自身扭转,捻距越小,单位长度上的自身扭转变形越严重,钢丝强度、扭转值降低越多.对捻制损失引起的多种捻制缺陷进行介绍与分析,指出制绳钢丝的强度标准比拆股钢丝高30～50 MPa,就可以保证捻制后的钢丝绳强度符合拆股标准要求.

三角股钢丝绳应力平衡分析及提高捻制质量的研究

实施以应力平衡为主,消除应力为辅取代传统单一的消除应力的生产方式。研究发现三角股钢丝绳捻制应力产生的关键环节是三角股的捻制,利用捻制三角股的特殊装备,采取工字轮后翻身的方式,促成钢丝的正向预应力来平衡捻股产生的负向捻制应力,实现三角股捻制应力的有效控制。应用盘式成绳预变形器,采用一次预变形工艺替代传统两次预变形的生产方式,使三角股钢丝绳六股变形率一致性得以稳定提高。

钢丝绳捻制过程股绳张力监控技术研究

钢丝绳捻制质量是影响其使用寿命和承载能力的主要因素。研制了包括传感器、测控电路、控制软件在内的钢丝绳股绳张力监控系统。研制的钢丝绳股绳张力测控系统抗干扰能力强、性能稳定。使用钢丝绳股绳张力测控系统后的整绳试验结果表明 :绳中股的受力均匀性增加 ,实验中钢丝绳同时断裂股数增加 1股以上 ,平均增加幅度在 2 5 %以上。钢丝绳股绳张力测控系统较大幅度提高了钢丝绳的安全性能和使用寿命 ,具有较高的实用价值。

钢丝绳捻制断裂失效分析

根据制绳钢丝在捻制过程中的受力状态,采用扫描电镜和金相检测技术,对断口形貌的微观特征和裂纹分布形式进行分析,总结钢丝绳捻制断裂失效原因。斜楔状断口的断裂面与钢丝轴线的夹角很小,部分断口根部存在与轴线成45°的横向裂纹;阶梯状断口的断裂面为多个与钢丝轴向平行的阶梯状小平面;而混合状断口的断裂面中不同区域分别具有斜楔状和阶梯状断口的形貌特征。对断裂样品的纵向组织进行金相检测,分析不同形式断口裂纹的形态和走向。结果表明,制绳钢丝在捻制过程中发生断裂的原因是在扭转载荷、弯曲载荷或其组合形式作用下,钢丝表面产生横向裂纹,并随着裂纹扩展导致断裂。

消除密封钢绳捻制应力的新技术

矫直和辊辗是消除异型钢绳捻制应力的主要方法 ,但此法导致钢绳的不松散性欠佳。在钢丝双捻制 ,异型钢丝轴向扭转变形 ,异型钢丝弯曲和轴向扭转预变形时 。

螺旋捻制结构在受载情况下的力学性能分析

螺旋捻制结构工作过程中呈现复杂的几何、运动与力学特性,为了解工作状态下整个结构的受力情况,需要对捻制结构中钢丝的几何和力学特征进行深入的研究.以简单直股为例,通过理论分析和有限元模拟的方法,研究了端面自由和端面约束转动两种边界条件下股的力学性能.分析结果表明:在受载一定情况下,端面约束转动时股的应变和接触应力更大,股更容易失效.所用的方法为一般螺旋结构的力学性能分析提供了参考.

港机-集装箱用钢丝绳捻制技术研究

对港机 -集装箱用钢丝绳主要品种在实际使用中存在的质量问题进行详细分析 ,认为抗疲劳性能差和使用寿命短的主要原因是钢丝韧性指标低、外层股之间的缝隙太小和钢丝绳油脂不到位 ;钢丝绳表面浪形和金属绳芯外逃是由于成型率过高、波动偏大 ,各股捻制张力不均匀和顺向捻制不到位。针对存在的问题 ,提出采用小捻距 ,提高增径率 ,控制股间缝隙 。

水稻种绳捻制机卷绳机构的参数分析

直播水稻是我国传统的栽培技术,它改革了常规栽培的育秧、拔秧、运秧和插秧等繁重工作,具有省工、高效的特点。为此,提出了水稻种绳直播技术,对水稻种绳捻制机的卷绳机构进行了种绳运动线速度分析和种绳单位长度捻劲个数分析,为今后样机的优化改进设计提供了良好的理论基础。

捻制工艺控制对钢丝绳弯曲疲劳性能的影响

介绍了钢丝绳弯曲疲劳失效原理。通过捻制试验,对钢丝绳进行了弯曲疲劳失效分析,提出了捻制工艺对钢丝绳弯曲疲劳性能的影响以及如何提升钢丝绳弯曲疲劳性能的措施:通过改变芯股及芯线捻距分析疲劳变化情况;通过改变面股的丝径配比增加钢丝绳耐磨性,分析其对弯曲疲劳的影响。通过试验证明了芯股及芯线捻距的搭配可以提升钢丝绳的弯曲疲劳性能;通过面股丝径的搭配提高面股的耐磨性,也可以提高钢丝绳的弯曲疲劳性能。同时指出获得优异弯曲疲劳性能的钢丝绳需要注意的几点要素:单丝强度散差的控制,捻股校直装置的选型,半成品股线质量控制,放线张力装置的调整。

水稻种绳捻制机的设计研究

针对现有水稻种绳捻制机存在的问题进行改进,设计一种新型的种绳捻制机。介绍整机结构设计、工作原理及技术参数,阐述其主要工作部件的设计思路。该种绳捻制机结构合理、性能良好,是生产高质量水稻种绳的理想机具。

不同捻制类型多层结构钢丝绳股力学性能对比研究

为探索桥梁中多层结构钢丝绳股服役特性受捻制方式的影响规律,对交互捻多层结构钢丝绳股和同向捻多层结构钢丝绳股进行了力学性能对比研究。为此,首先推导了交互捻和同向捻多层结构钢丝绳股的参数方程,并建立了两类绳股的几何模型;进而考虑捻制方式、钢丝弹塑性、丝间摩擦接触等因素,对两类绳股进行轴向拉伸有限元仿真,对比分析了二者整体性能以及局部性能。结果表明:相同轴向拉伸应变下,交互捻和同向捻绳股具有相近的轴向力和von Mises应力,且二者均表现为整体非线性行为;交互捻绳股塑性变形比同向捻绳股更大;二者应力分布总体均匀,交互捻绳股应力集中在内层侧丝与外层侧丝接触部位,而同向捻绳股应力集中在芯丝与内层侧丝接触部位,前者较后者具有更好的抗旋转性能,且产生较小的应力集中。

1×37-?28.6 mm镀锌钢绞线中外层一次捻制技术探讨

1×37-28.6mm镀锌钢绞线结构为1+6+12+18。受传统设备与工艺局限,只能采用分层捻制,需3次捻制工序才能生产出该类钢绞线,生产效率低,产品质量难以保证。将中、外层一次捻制成型技术应用于该结构规格镀锌钢绞线生产,并选择合适的工艺装备对钢丝进行预成形,控制其压弯深度、辊端距等相关工艺参数,使钢绞线表面质量及各性能参数明显提高。

改进股绳后变形器消除捻制应力

分析股绳捻制中的捻制应力对股绳质量造成的不利影响。传统后变形器存在的问题:股绳弯曲曲率小,操作繁琐,达不到减除残余应力目的。研制消除捻制应力的股绳后变形器:增加反复弯曲次数更多的垂直辊组和水平辊组;增加45°～60°的辊组;增加定径的压线瓦装置。给出调整辊间距和压弯量的经验公式。改进后的后变形器可有效消除股绳的捻制应力。

不同捻制工艺对3+9+15×0.22钢丝帘线性能的影响

以使用或不用校直器和过捻器为工艺变化因素,设计4种不同的捻制工艺生产3+9+15×0.22钢丝帘线,研究捻制工艺对钢丝帘线性能的影响。结果表明:不同捻制工艺生产的3+9+15×0.22钢丝帘线性能存在差异,芯股破断力的捻制损失较小,面线破断力的捻制损失较大,捻制后面线破断力明显下降;钢丝帘线破断力的捻制损失来自于两部分,第1部分为各组成单元经过捻制时产生的破断力下降,第2部分为钢丝帘线各组成单元在拉伸受力时的不协调变形引起的破断力下降;采用校直器与过捻器组合消除钢丝帘线残余应力的方式可使多层结构钢丝帘线各组成单元的拉伸受力协调性最优。

捻制系数不等式的建立及证明

捻制系数是钢丝绳设计中的一个重要参量,严格求解捻制系数需要解关于捻制系数的一元四次方程.工程应用中,求解一元四次方程,以及使用一元四次方程的根计算捻制系数精确值均不方便.考虑工程应用实际,计算出捻制系数的下限,建立捻制系数不等式.用数形结合思想发现证明方法,并用零点定理证明了捻制系数不等式.