旋挖钻机主卷扬势能回收系统仿真与研究

针对旋挖钻机主卷扬下放势能难以有效回收与再利用的问题,提出一种主卷扬下放势能回收与利用系统。以某中型旋挖钻机为研究对象,利用AMESim构建了节能系统仿真模型,探究蓄能器的初始工作压力、预充气压力、有效容积等关键参数对系统能量回收效率的影响机制。最后搭建试验样机,通过试验验证了仿真模型和理论分析的正确性。研究结果表明所提出的主卷扬下放势能回收与利用系统重力势能回收效率可达45.53%,节能效果显著。

无动力穿戴式外骨骼座椅结构设计与优化

汽车总装生产线作业人员需根据快速的生产节拍反复站立行走拿取零件和下蹲装配作业,长此以往,不仅容易引发职业性肌肉骨骼疾病,且影响装配质量。为了减轻生产线员工下蹲作业时的劳动强度,设计一款轻便小巧、无需手动操作即能快速进行坐姿和站姿切换、蹲坐高度连续可调且具有记忆功能的无动力穿戴式外骨骼座椅,其结构由大腿杆、小腿杆和斜撑杆组等组成,其中斜撑杆组包括气压杆和伸缩杆两部分,两者同轴安装。首先根据成年人人体尺寸标准确定大腿杆长度和小腿杆长度,然后以斜撑杆组安装铰点位置为设计变量、从蹲姿到站立过程中小腿杆与斜撑杆组的角度的最大值为目标函数、蹲坐姿态下斜撑杆组的最大长度、气压杆和伸缩杆的伸缩比需满足要求等为约束条件建立优化设计模型,并采用MATLAB自带的遗传算法工具箱进行优化设计求解,从而确定斜撑杆组最佳铰点安装位置,最后根据作业人员的蹲坐高度可调和站立行走需求分别计算伸缩杆和气压杆的行程和安装长度。

旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真

为研究和提高变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立四连杆机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的变幅机构的动力学仿真模型,分别对4种变幅机构形式各在2种钻桅位姿状态下的变幅过程进行仿真,并对动力学仿真结果进行分析和比较。研究结果表明:动臂变幅油缸需提供的主动力与钻桅位姿以及动臂和连杆间的相对位置均无关,与动臂变幅油缸和动臂的相对位置有关;钻桅位姿和变幅机构的形式对动臂在和转台铰链处所受约束反力以及转台所受约束反力的幅值之和这两者均有影响;动臂位于连杆下方而动臂变幅油缸位于动臂下方的形式具有较好的动力学性能。

伸缩臂叉装车工作装置运动学分析

伸缩臂叉装车工作装置是一种平面开链六杆机构,基于复数矢量法推导了该机构的位移、速度和加速度的解析解,根据Matlab算例计算结果分析了该机构的运动特性。随臂架转角的增大,摇杆角度近似线性的减小,而连杆角度逐渐增大;摇杆角速度和连杆角加速度与臂架转角呈开口较大的抛物线,当臂架转角等于40°时摇杆角速度负向最大,连杆角加速度最小;摇杆角加速度和连杆角速度随臂架转角的增大而增大;货叉的位移、速度和加速度均随臂架转角的增大而增大。用ADAMS软件仿真验证了该分析结果,可进一步用于该机构的动力学分析、优化设计和自动调平控制。

一种新型旋挖钻机变幅机构的动力学特性研究

为研究和改善旋挖钻机变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立了一种新型变幅机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的动力学仿真模型,并对该新型变幅机构的2种细分类型各在2种钻桅姿态下的变幅过程进行仿真和特性分析,进而对新型变幅机构和经典变幅机构的动力学性能进行对比分析。研究结果表明:新型变幅机构中动臂位于连杆上方的机构的动力学性能优于动臂位于连杆下方的机构;进一步和经典变幅机构中综合动力学性能最优的动臂位于连杆上方、动臂变幅油缸上撑动臂的机构相比较,则经典型的动力学性能较优。文中研究成果为旋挖钻机变幅机构的设计和动力学性能改善奠定了理论基础。

旋挖钻机钻杆纵向振动分析

视旋挖钻机钻杆为连续系统,对其纵向振动进行研究。建立两端均带有集中质量元件和弹簧元件的多级阶梯截面杆纵向振动模型,推导相邻钻杆振幅系数的传递矩阵,建立钻杆的复杂边界条件,在此基础上进行质量归一化处理,进而获得钻杆纵向振动的频率方程和正则振型。结合实例进行模态分析,并和几种简化模型的固有频率、正则振型进行对比分析。结果表明:可以将多级阶梯截面杆模型简化为等直杆模型,不建议将两端均带有集中质量元件和弹簧元件的模型简化为上端固定、下端只带有集中质量元件的模型。

机械类课程线上线下混合式“金课”建设——以“机械原理”课程为例

机械类课程具有鲜明的工程应用特色,适合采用线上线下混合式教学和翻转课堂教学。从总体设计、课程内容重构、资源建设和总体评价设计等方面阐述机械类课程线上线下混合式“金课”的建设过程,进而探索以学生为主体、基于任务驱动的线上自主学习和教师引导、基于工程案例设计的线下合作学习相融合的教学实施,通过线上线下混合式“金课”建设,培养具有扎实专业基础、实践应用能力强、创新意识好的应用型人才。

混凝土泵车支腿反力与抬腿量分析

本文基于混凝土泵车的实际情况,按柔性支承体系的假定进行了支腿反力和抬腿量分析,并给出了相应的计算方法。

混合链式液压调平机构的动力学特性

为了研究混合链式液压调平机构的举升能力和调平能力等动力学性能,对举升过程中作平动的工作平台的欧拉角微分表达式和变分表达式进行改写,基于拉格朗日法建立调平机构的动力学数学模型,其过程包括采用复数矢量法建立各刚体质心速度方程、推导调平机构的动能方程、基于虚功原理推导调平机构的广义力方程、推导各液压油缸驱动力的动力学解析解。利用MATLAB软件对所建数学模型进行工程实例仿真,分析不同负载下3个液压油缸的驱动力,并对仿真结果进行试验验证。研究结果表明:自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力与变幅液压油缸驱动力相比对负载变化更敏感;自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力的相对大小由两者的缸筒内径和活塞杆直径决定,所建立的各液压油缸驱动力的解析解既可用于工程设计计算和分析,也可用于机构优化设计。

动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性

为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处于钻桅的什么位置,对动臂变幅液压缸提供的主动力都没有影响;当钻桅倾角为0°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最小,当钻桅倾角为95°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最大。

基于SolidWorks和ANSYS的旋挖钻机钻桅结构强度分析

介绍旋挖钻机钻桅主流结构形式及其工作原理,通过SolidWorks建模和ANSYS分析的有效结合,对钻桅进行三种极限工况下的仿真,给出各工况下的Mises应力云图和位移云图,并分析仿真结果。结果表明:在三种极限工况下,钻桅变幅油缸支座位置都属于应力集中区域,鹅头变形最大,在进行钻桅结构的改进时,应当对这些位置予以重视。

旋挖钻机动臂结构强度分析

动臂是旋挖钻机的一个主要构件,在动臂变幅、钻进和提钻等工况下均是主要承力构件。文中分别对动臂变幅、钻进和提钻工况下,旋挖钻机以最不利的姿势作业,且承受最大载荷时动臂的结构强度进行分析,为动臂的结构设计及优化设计等提供了理论基础。

旋挖钻机三角形连接架的有限元分析

在详细分析旋挖钻工况下受力情况的基础上,建立了旋挖钻机的数学模型,并且确定了旋挖状况下的典型工况。利用ANSYS软件对旋挖钻机工作装置支撑机构中的三角形连接架进行了静力学有限元分析,揭示三角形连接架在各种典型位置工况下的最大变形值、最大应力值、危险截面区域以及变形和应力的分布规律,分析结果显示,三角形连接架变形和应力分布规律与实际计算相符,且该结构在强度和刚度设计上都存在一定裕量,为改进支撑机构结构形式和减轻自重提供一定的参考。

电机内装插入式混凝土振动器的建模、仿真及分析

利用计算机模拟结构复杂的机械系统的运动情况，并对所得结果进行分析，在此基础上再改进原始设计数据，可以减少研究开发的时间和费用。本文介绍了利用三维软件I－DEAS建立电机内装插入式混凝土振动器几何模型的过程，重点分析了利用KHM力学分析程序仿真得出的该振动器的各项参数及运动规律，并给出了传统设计方法的计算过程，以及通过实验测得的值，这三种方法所得值基本吻合。

一种内分泌单神经元控制策略及应用

综合生物内分泌激素调节机理和单神经元PID控制律的各自优点,提出一种复合型内分泌智能控制策略—内分泌单神经元控制。基于内分泌激素调节回路设计了该控制器的两级控制体系结构,并采用单神经元PID作为第二级控制器。将其应用于两个典型的工程对象:二阶液位流量系统的液位控制和四分之一汽车主动悬架系统的减振控制。仿真结果表明,该控制器结构简捷、控制品质优良、具有较强的自适应性和鲁棒性。该方法为内分泌智能控制策略及其应用提供了新思路。

几种可消除偏载影响的液压同步系统设计

针对液压同步系统在偏载工况下同步精度与载荷不均衡之间的矛盾,提出运动同步控制和载荷均衡调节协调控制的思想,即在传统运动同步控制回路之外,专门设计载荷均衡调节回路调控系统压力以从根本上消除偏载影响。在此基础上设计了基于高速开关阀控蓄能器、基于比例阀控蓄能器、基于比例溢流阀、以及基于比例减压阀这4种可消除偏载影响的液压双缸同步举升系统,并对比分析了其结构组成和工作过程。该研究为偏载工况下实现较高同步精度的液压同步运动提供了新思路。

基于工作过程的《AutoCAD》课程教学改革与实践

针对教学现状和课程特点探讨教学改革思路,根据课程所对应岗位的典型工作任务设计其学习性工作任务,再以汽车焊接工装夹具的设计为载体,"打碎"知识点,重构《A u t o C A D》课程内容和基于完整工作过程的学习情境,采用"企业-学校-企业"的分阶段教学模式。实践表明:经过课程的教学改革与实践,提高了学生的学习兴趣和学习效果,增强了学生的岗位职业能力。

钻桅变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性分析

为研究和提高工作装置的力学性能,对钻桅变幅工况下旋挖钻机工作装置动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在S imu link仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。对数学模型和仿真结果的分析表明:当钻桅水平时,不论动臂转角等于多少,钻桅变幅油缸的载荷都不变,对于铰点G处的约束反力同样存在这样的特性;当动臂转角等于76°时,钻桅变幅油缸载荷在钻桅倾角变化范围内的变化差最大。

主卷扬的布置对旋挖钻机动臂变幅机构铰点受力特性的影响

旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬的布置对动臂变幅机构各铰点受力特性的影响,基于动静法建立主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构铰点受力的数学模型;当主卷扬位于钻桅下部时,铰点受力视为主卷扬位于回转平台上的一个特例。在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:与主卷扬位于钻桅下部动臂变幅机构各铰点受力相比较,主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构各铰点受力较小。

主卷扬的布置对旋挖钻机钻桅变幅油缸载荷的影响

旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬在旋挖钻机中的布置对钻桅变幅油缸载荷性能的影响,基于钻桅变幅机构各刚体的受力及其围绕钻桅和三角架之间铰点的力矩平衡分别建立主卷扬位于回转平台上和钻桅下部时钻桅变幅油缸载荷的数学模型,在Simulink仿真平台上构建基于Matlab函数的仿真模型并进行仿真分析。结果表明:主卷扬安装在回转平台上时钻桅变幅油缸载荷稍微大于主卷扬安装在钻桅下部时钻桅变幅油缸载荷,且前者会受到动臂变幅的影响,不过其载荷的稳定性较好。最后,该载荷的仿真结果得到了实验验证。