蒸压加气混凝土制品横切横蒸和横切竖蒸两种工艺柔性化生产研究

目前,国内蒸压加气混凝土制品主要采用的是横切横蒸生产工艺,适合砌块生产;国外已经采用新的横切竖蒸生产工艺,该工艺具有蒸养时间短、板材成品率高的优势,适合薄板材生产。两种生产工艺各具优缺点,如果生产线能实现两种工艺柔性化生产,生产线将具备两种工艺生产的优点,能让工厂更好地适应市场需求,让产品质量更高,更有市场竞争力。

上下料桁架机器人控制系统设计

根据自动化上下料生产线的工作要求,研究的二轴桁架机器人,与普通的关节机器人相比,该机器人具有运动空间广,可靠性高,承载能力强以及性价比高等优点,能够满足自动化上下料生产线的生产要求。上下料桁架机器人的整个控制系统采用PLC+HMI的控制架构,即以PLC作为下位机通过输出脉冲对伺服系统进行精准位置控制,以HMI(触摸屏)为上位机来实时显示机器人的运行状态以及可视化监控。实验研究表明,设计的控制系统不仅能够高速高精度(运行速度可达120m/min,重复定位精度达到±0.1mm)的控制机器人的运行,并且能够实时监控机器人的工作状况,因此非常适合自动化生产线的应用,为上下料桁架机器人的控制系统设计提供了解决方案。

主轴回转精度多步误差分离研究

为解决高精密车床主轴回转误差难以精密分离的问题,提出了多步误差分离法。根据误差特性,每步消除单一误差,最后分离得出精确的回转误差。以固接在精密车床主轴端的标准球为直接测量对象,设计一套以三个空间上相互垂直的电涡流传感器为基础的测量平台,对高精度标准球的径向跳动和轴向窜动进行同步测量。基于径向垂直的两个传感器测得的数据,进行预消偏处理,分离出平均偏心距13.1μm。对轴向窜动量和径向跳动量进行对比分析,从理论上探究轴向窜动对径向跳动的影响程度。最后对预处理后的采集数据采用数理统计法进行误差分离,通过最小二乘圆法评定主轴的回转误差,最终得出标准球的形状误差为2.2μm;而在(0~700)r/min主轴实际转速范围内,该主轴的平均回转精度为1.8μm。

上下料桁架机器人仿真研究

基于SolidWorks-Workbench平台,通过SolidWorks建立桁架机器人三维实体模型,利用Workbench对桁架机器人的两种典型工况进行静力学分析,并在此基础上对桁架机器人进行模态分析,提取出桁架机器人的固有频率和振型,从而可通过调节机器人的运行速度来使其激振频率尽量远离结构的固有频率而避免发生共振。仿真结果表明:典型工况一的最大变形量为0.69 mm,典型工况二的最大变形量为0.26 mm,两种典型工况的最大变形量均满足在1 mm以内的工程技术要求,且桁架机器人的最大应力值为36.52 MPa,远小于许用应力220 MPa,因此桁架机器人均满足刚度、强度要求。同时对桁架机器人最危险位姿进行疲劳寿命分析,研究表明其最小寿命为1500万次,即持续工作时间约为7.1年,超过5年的设计使用寿命。通过对上下料桁架机器人两种典型工况进行FEA分析,验证了桁架机器人的动静态特性的合理性,为这类产品的结构设计和疲劳优化设计提供了理论参考。

双模热水器接力加热的FLUENT仿真研究

在热水器的使用中,出水温度是否恒定,是否能提供足够的用水量,这些对用户的舒适性都有很大的影响。针对目前销量较大的储水式电热水器存在预热时间长、保温耗电量高、占用空间大、水量有限且出水温度不稳定等问题,提出了一种新型的双模电热水器,既有即热式热水器的即开即用的即热功能和储水式电热水器的预热功能,又能有效解决即热式热水器的大电流安全性难题和储水式电热水器的加热速度慢、保温能耗高、热效率低等问题。利用计算流体动力学CFD软件FLUENT中RNG k-ε的湍流模型,对双模热水器进行了接力加热特性的三维数值瞬态模拟,分析了热水器静态加热、动态放水接力加热过程的流场特点以及出水口平均温度、水箱平均温度和其他点的温度随时间变化的规律,研究结果表明,20L双模热水器比相同容积的储热式热水器增容30L。

钢丝绳索具复合套压制接头应力仿真分析

钢丝绳索具因其强度高、承载能力强、耐磨性好、传动平稳等优点而广泛应用于船舶运输、海洋工程、航空航天、矿山机械等领域。而目前单一的铝合金套、钢套索具难以满足高强度的需求,因此提出采用新型的铝合金套加钢套复合型套管高强度固结索具方式,并探究复合套的长度尺寸变化和排列方式(铝合金套--钢套、钢套--铝合金套)对钢丝绳应力特性的影响规律。基于SolidWorks-ABAQUS平台,建立1X7+IWS-24mm型单股折返式钢丝绳独特的空间螺旋结构三维模型,并结合显示动力学的方法对钢丝绳复合套索具模型进行压制成形FEA仿真分析,采用单因素控制变量法分别改变钢套与铝合金套的长度尺寸和其排列方式,得到了压制成型后钢丝绳的应力分布特性和变化规律。仿真结果表明,采用钢套--铝合金套排列方式且钢套长度L1所占比值为复合套总长L(80mm)的75%时,即钢套长度L1为60mm,铝合金套长度L2为20mm时,经压制成型后其钢丝绳最大应力值最小,为895.9MPa,并且钢丝绳的承载力能够达到最大抗拉强度2160MPa,可以有效改善钢丝绳力学分布特性及其工作性能,更好的满足使用要求。

钢丝绳复合套索具压制成形仿真研究

针对高强度要求的固结钢丝绳索具,提出新型的复合型钢套加铝合金套固结方式,并基于SolidWorks-ABAQUS平台对钢套与铝合金套复合方式及其配合间隙大小进行仿真研究。采用单因素控制变量法分别改变钢套与铝套之间的间隙(0~5)mm及其复合方式(铝套--钢套、钢套--铝套),得到了钢丝绳的应力分布特性和变化规律。仿真分析表明,采用钢套--铝套的复合方式进行压制成型的钢丝绳复合套索具其钢丝绳应力随着复合间隙的增大呈"锯齿状"递增,在"零间隙"时钢丝绳最大应力值最小,为897.8MPa,且应力分布均匀,应力波动为6.4%,能有效改善钢丝绳力学工作性能,更好的满足使用需求。

上料桁架机械手刚柔耦合运动特性研究

为保证桁架机械手在高速及大行程工作范围中满足高精度、稳定可靠及大承载性能要求,采用刚柔耦合动力学分析方法对其运动特性进行分析。在桁架机械手的基本结构及工作流程的基础上,通过SolidWorks-RecurDyn平台建立多刚体动力学模型,利用Hertz理论计算齿轮齿条啮合刚度以及滑块导轨接触刚度来保证模型建立的准确性。并利用RecurDyn-ANSYS完成横梁(RFlex)及滑台(FFlex)的柔性体建模工作,最终建立桁架机械手刚柔耦合动力学模型。通过对桁架机械手刚柔耦合运动特性分析,研究关键部件柔性化对桁架机械手末端执行器运动精度的影响,通过仿真发现运动过程中等效质量块质心的实际轨迹与理想轨迹在X、Y、Z方向的差值分别为±0.06、±0.72、±0.06 mm,以此评定其运动精度为±0.72 mm,不满足±0.2 mm的技术要求。因此,采用加固结构方法,通过对横梁横截面进行改进。结构改进后的运动精度为±0.17 mm,满足了技术要求。