铣车复合加工中心立柱高比刚度效能仿生设计研究

针对某型铣车复合加工中心立柱的轻量化问题,文章基于仿生设计原理和方法,在分析铣车复合加工中心立柱工作载荷的基础上,从空茎植物的力学与构型特性出发,以高比刚度结构效能为目的,对立柱内部结构进行仿生设计。通过对仿生型立柱进行静力和模态仿真分析,其结果表明,仿生型立柱的质量减轻,比刚度结构效能得到较大提高,其静动力学性能也有显著改善。

成对角接触球轴承动刚度分析

为分析成对安装角接触球轴承的刚度特性,建立了角接触球轴承拟静力学分析模型。通过求解成对轴承的非线性方程组,计算成对轴承刚度矩阵。并以成对安装的7210C角接触球轴承为研究对象,分析在2种安装布局下转速、径向力、轴向力、预紧力对成对轴承刚度的影响,结果表明:2种安装布局下成对轴承轴向和径向刚度随转速增大而减小,背靠背安装时成对轴承角刚度远大于面对面安装时的角刚度;背靠背安装时成对轴承刚度随径向力增大而先减小后增大,面对面安装时成对轴承径向和轴向刚度随径向力增大而减小,角刚度逐渐增大;背靠背安装时成对轴承刚度随轴向力增大而先减小后增大,面对面安装时成对轴承径向刚度随轴向力增大而减小,轴向刚度先减小后增大,角刚度逐渐增大;2种安装布局下成对轴承刚度随预紧力增大而增大。

FOCKE硬盒包装机烟组推耳静动态特性对比研究

为探究FOCKE硬盒包装机烟组输送元件烟组推耳的结构优劣性,在分析烟组推耳的结构布局及特征的基础上,课题组建立了FOCKE 701推耳、FOCKE FC800推耳和FOCKE SSB推耳的三维模型。通过分析烟组推耳在额定速度工况下的工作载荷与约束条件,利用ANSYS Workbench对3种结构的烟组推耳进行了静力学及模态分析,获得了3种烟组推耳的仿真试验最大位移量及修正计算最大位移量、最大应力值及位置以及前6阶固有频率及振型,并分别计算静、动态比刚度效能。其结果表明:当竖直筋上部连接处采用半径大于9 mm的圆角,下部连接处宽度与固定端等宽时,可以有效减小应力集中;SSB推耳的静态比刚度效能为96. 5,分别比701与FC800高30倍和39倍;3种推耳的前6阶振型基本相同,其中SSB推耳动态比刚度效能为14. 9,分别比701与FC800高68. 6%和68. 9%;SSB烟组推耳是最优支撑结构。文中研究能为卷烟直包机的烟组推耳设计提供有价值参考。

超高速硬盒包装机的多工位转盘拓扑优化设计

针对超高速硬盒包装机多工位转盘在自重较大、超高速及多工位复杂载荷的条件下,其运动惯性冲击大和结构动态特性要求高的问题,分析了在额定工况下多工位转盘的工作载荷与约束,利用ANSYS Workbench平台对原型结构进行了有限元分析模型的构建,通过拓扑优化技术计算了多工位转盘在设计域中的最优拓扑优化材料分布特征,并以拓扑优化迭代结果的密度云图和几何模型为指导,运用梯度环形带与加强筋和梯度弧形槽与减重孔两种设计思路获得具有对称结构的多工位转盘优化设计方案。结果表明:梯度环形带与加强筋结构优化方案可同时满足静力学及结构固有频率要求,该优化方案质量较原型减少了16.33%,最大等效应力降低了11.25%,动态比刚度效能提高了4.14%。

销钉智能化装配——智能化全自动生产线设计研究

论述了智能化装配技术的主要发展趋势及其关键技术,即虚拟装配仿真技术、工业机器人技术、专用智能化装配设备开发以及智能控制系统。通过梳理与讨论智能化自动装配的关键技术及其应用,提出了一种销钉智能化装配的设计方案,为高精度智能化装配技术的研究提供了参考与借鉴。

超高速YB48型硬盒包装机商标纸喷胶装置的研究及改进

为解决超高速YB48型硬盒包装机商标纸喷胶装置故障率与维护成本较高的问题,通过分析商标纸喷胶装置的组成以及喷胶头总成的工作原理,采用新型喷胶头总成技术改进原装喷胶头总成,并对其配套的摆臂结构进行了工作载荷与有限元仿真分析,在使新型喷胶头总成运动轨迹满足3个要求工位的前提下,通过试验获得了调节气缸有效行程的安装与调整参数。结果表明,改进后商标纸喷胶装置故障次数减少了4.4次/班,商标纸的单箱消耗量减少了1.25张/箱,维保时间平均缩短了16.5 min/次,使得喷胶头总成的成本下降了75.7%。改进后降低了设备维保费用,提高了包装效率。

基于Aut oLISP的齿轮参数化设计

研究基于AutoLISP的齿轮工程图自动生成及参数化设计的关键技术和实现方法,运用AutoLISP语言编制程序,设计对话框的样式、图像的绘制,标题栏和标注等工程图中必要元素的程序编写。程序根据设计人员输入的必要参数,自动生成齿轮的二维尺寸标注,实现对齿轮的快速与自动化设计。

基于高光谱成像的烤烟着生部位识别

【目的】采用高光谱成像技术结合机器学习方法,建立烤烟着生部位(上部、中部、下部)的识别模型。【方法】首先,通过分析烟叶在水、氮敏感波段下的强度分布特征,采用了一种结合OTSU和Sauvola图像分割算法的双阈值感兴趣区(ROI)选取方法,然后对比分析不同预处理方法对数据建模的影响规律,采用支持向量机(SVM)、极限梯度提升(XGBoost)算法进行判别模型的建立,通过参数寻优进行模型的优化。使用遗传算法(GA)和遗传算法结合连续投影算法(GA-SPA)进行特征波长的选择,建立简化模型。【结果】(1)建立的双阈值感兴趣区选取方法能准确高效地实现烤烟叶片正常叶面区域的选取(2)不同数据预处理方法对识别模型影响较为显著,基于一阶导和萨维莱茨-戈莱平滑(1Der+SG)预处理光谱数据,结合GA选取的特征波长建立的XGBoost着生部位识别模型具有最佳的分类效能,其准确率高达97.78%。【结论】研究建立的基于高光谱成像技术结合机器学习方法的部位模型可满足烤烟着生部位的高效准确识别。

YB48型硬盒包装机烟支推进器的推烟板结构优化

为解决YB48型硬盒包装机烟支推进器在烟组成型过程中故障停机率高等问题,借鉴空茎植物结构特性对推烟板的隔烟板形状进行优化设计,并对导烟块工作面进行相应改进。基于ANSYS平台对改进前后推烟板进行有限元仿真分析,结果显示改进后推烟板静态比刚度效能提高65.62%,动态比刚度效能提高36.01%,综合力学性能得到显著提高。以兰州卷烟厂使用的两台YB48型硬盒包装机为对象进行测试,结果表明:改进后烟支推进器故障停机频次减少37.17%,停机时间减少38.34%。该技术可为提高超高速包装设备运行效率提供支持。

基于接装纸接触角度测量与通风率稳定性关系分析

以动态润湿与水分接触角为基础,通过经典的Cassie-Baxter润湿模型表征润湿过程和电镜表征接装纸形貌,对不同接触角的接装纸所得数据进行分析,并通过接触角、接装纸有胶区孔数不同与卷烟通风率关系的对比分析,建立接装纸接触角与成品卷烟通风率的关系。结果表明:接装纸接触角越大电镜表征看到涂布液含量越多并且原纸纤维结构观察越不明显,当接装纸角度在62.6°时,成品卷烟通风率低于设计值;同时有胶区孔数小于符合通风率设计值的孔数。