机械压力机行程调节方式合理性探讨

在分析了机械压力机行程调节的必要性的基础上,分析了偏心套分离式行程调节方式、偏心套嵌套式行程调节方式、牙嵌式有级行程调节方式以及伺服压力机行程调节方式等4种机械压力机行程调节方式的基本工作原理、结构组成、工作特性、适用范围及其优缺点,并对这几种行程调节方式应用于工业实际中的合理性进行了探讨。明确指出交流伺服电动机直接驱动的伺服压力机是实现行程调节的较为理想的方式,值得在工业实际中推广。

现代叶片成形工艺的探讨

随着铸造、模锻等原有叶片成形工艺的成熟以及新工艺、新技术的不断引入,叶片成形的工艺方式越来越多。介绍"铸造-铲磨"、模锻、辊锻、挤压、数控切削和磨削5种叶片成形工艺的成形原理,总结各成形工艺的优缺点,并提出今后叶片成形工艺的发展趋势。

机械压力机工作机构合理性探讨

以公称压力800kN、滑块行程130mm、滑块公称压力行程5mm、滑块行程次数75min-1的机械压力机为应用研究背景,设计了常见的三角形连杆、上连式三角形上肘杆、下连式三角形上肘杆共三种类型的三角肘杆式压力机工作机构,分别建立其运动学与动力学的模型,并以滑块行程为130mm作为约束条件,以滑块在5mm公称压力行程内的最大速度最小化作为优化目标,通过计算机优化分别确定出了该三种类型的工作机构的结构尺寸。进一步建立了该三种类型机构的三维结构模型,然后分析对比这三种不同类型机构的速度、加速度、曲柄扭矩、机架水平合力波动范围及机架竖直方向波动范围等参数。分析结果表明,这三种类型中的三角形连杆式工作机构的综合性能较为理想。

混合动力汽车用超高强度钢材质飞轮电池转子的优化

分析了目前混合动力汽车常用的储能方式的特点及其存在的问题,指出飞轮电池在混合动力汽车中具有良好的前景。通过对比分析认为在20 000 r/min转速下,超高强度钢飞轮转子相比复合材料飞轮转子有较好的综合性优势。建立了超高强度钢飞轮优化设计的数学模型,利用该模型并借助Matlab计算了飞轮基本参数,进一步基于Abaqus有限元分析软件,优化出储能1 kW.h的飞轮转子的机械结构;优化后的结果满足混合动力汽车应用的要求。

光电建筑材料研究进展

在环境问题、可再生能源需求、光伏技术的发展以及政策支持的多重因素下,光电建筑作为一种可持续发展的解决方案,能够满足人们对绿色、环保建筑的需求,得到了较为广泛的关注。与建筑结合的光伏不同于传统场景中的光伏系统,需要考虑建筑的特点及设计需求,这要求对建筑及光伏技术都有充分的理解。本文主要介绍了光电建筑材料的研究进展,分析了硅材料电池、薄膜电池以及新型电池应用在建筑领域的优势与不足;归纳了适用于建筑不同构成部分光伏组件的结构及安装方式,并对比了不同条件下的实际使用效率;展望了光电建筑在设计和应用过程中所面临的问题及发展前景。本文旨在加深读者对光电建筑的理解,为相关的技术开发及设计提供思路。

基于3D机器视觉的离心泵叶轮智能无序上料技术应用研究

离心泵的生产目前仍以人工手动操作为主,为了提高离心泵生产的自动化程度,降低工人劳动强度,设计并搭建了基于3D机器视觉的离心泵叶轮智能无序上料系统。离心泵叶轮智能无序上料系统采用双目视觉结合结构光技术采集场景中的三维信息,重点研究了工程塑料、铝合金和不锈钢3种不同材料的叶轮在3D机器视觉下的成像表现,通过实验研究得出了光源设计的优化参数,实现了叶轮位姿的识别和抓取。此外,通过实验模拟了叶轮上料过程,在不同摆放条件下的抓取成功率均超过了90%,验证了离心泵叶轮智能无序上料系统的可行性,并分析了随机摆放条件下铝合金叶轮及不锈钢叶轮存在个别无法识别的原因。

光固化3D打印关键技术研究

针对单件批量复杂形状产品的快速制造问题,以具有典型复杂形状的离心泵叶轮为研究对象,开展了基于光固化快速成型技术的3D打印关键技术研究,研究内容主要包括:模型CAD优化设计技术、前处理技术、成形工艺参数设计、光固化原型后处理技术。该研究结果可为后续开展3D打印应用技术研究提供坚实的理论基础。

基于3D打印的离心泵叶轮压蜡模具快速制造工艺研究

针对精铸行业中复杂形状压蜡模具难以快速制造问题,以开式离心泵叶轮为应用范例,开展了基于3D打印技术的压蜡模具快速制造工艺研究。首先基于Pro/E软件依次建立了叶轮模型、创建工件、创建分型曲面、抽取模具元件并进行了优化设计,然后将该模具模型导入RPData软件进行了前处理,再导入激光快速成型机直接3D打印成形,得到了树脂模具,将该树脂模具后处理后再在其内部填充金属树脂混合物,得到了金属树脂模具,最后以该金属树脂模具进行了压蜡,即制得了离心泵叶轮蜡模。研究结果表明,该快速压蜡模具压制的叶轮蜡模的尺寸精度可达0.1 mm,表面粗糙度可达Ra6.3μm。

基于选择性激光烧结PS原型的快速铸造工艺研究

针对传统熔模精密铸造工艺中熔模制作过程复杂的问题,以某典型零件为研究对象,开展了基于选择性激光烧结技术的熔模精密铸造工艺研究。首先采用SolidWorks建立了零件的三维模型,将模型导入激光烧结设备中,调整并优化了烧结设备的工艺参数,以PS(聚苯乙烯)粉末为原材料进行了激光烧结成型,制得了零件的PS原型;然后,以该PS原型与蜡浇注系统结合后的整体模型作为熔模替代了传统压制蜡模,进行了熔模精密铸造,制得了目标零件的精密铸件;最后,测量并分析了铸件的尺寸精度和表面质量。研究结果表明:通过该快速铸造工艺制得的铸件质量较好,尺寸精度可达CT6级,表面粗糙度可达Ra6.3μm。

液压油缸智能化成套装配产线设计研究

针对目前液压油缸装配线智能化、数字化程度不高,液压油缸装配效率低下、装配精度低等问题,设计研究了一套液压油缸智能化成套装配产线,分析介绍了典型油缸结构特点,研究提出了油缸智能化装配工艺流程,并设计了油缸智能化装配线整体布局,最后分析了油缸智能化装配控制方案。该研究对液压油缸智能化装配产线开发具有一定的指导意义。

无油涡旋空压机涡旋型线精度测试工艺研究

针对无油涡旋空压机型线精度要求高和型线质量检测难度大的问题,开展了圆渐开线涡旋盘加工工艺及测试技术研究。首先,采用高精度三坐标仪在涡旋盘同一高度层上采集了若干样点坐标;然后,对涡旋型线方程参数进行了初步估值,选择4个典型样点,并估算了其对应的展开角;接着,采用牛顿迭代法进行了迭代计算,得到了方程精确的待定参数,并计算了三坐标所测样点与所求涡旋型线之间的误差;最后,测试分析了经硬质氧化后的涡旋盘氧化层质量。研究结果表明:所提出的这种针对未知方程参数的圆渐开线型线求解及质量检测的方法,可用于高效求解涡旋盘型线方程,并有效评估涡旋型线的精度,所测样点平均误差约5μm,平均绝对误差约20μm,且硬质氧化层的硬度和均匀性可满足实际使用需求;该结果对提高涡旋空压机的测试工艺和质量控制具有一定的意义。

3D打印在快速熔模精密铸造技术中的应用

针对3D打印技术在熔模精密铸造行业的应用现状问题,对快速熔模精密铸造技术的工艺原理及国内发展概况进行了研究,分别重点研究了基于光固化成型技术、选择性激光烧结技术及熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术的国内研究现状,并深入剖析了这三种技术各自的优势与不足。其中,基于光固化成型技术的快速熔模精密铸造技术主要存在型壳易胀裂技术难题;基于选择性激光烧结技术的快速熔模精密铸造技术虽可有效克服型壳易胀裂技术难题,但存在原型零件强度不高、易翘曲变形等问题;而基于熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术则因原型尺寸精度较低、表面质量较差导致其实用性较低。研究结果表明,目前该三种快速铸造技术都还存在各自的技术瓶颈,这在很大程度上限制了其推广应用。

基于ProCAST及3D打印技术的闭式叶轮快速铸造技术研究

针对单件小批量复杂形状零件快速制造问题,以具有复杂内部空腔结构的闭式离心泵叶轮为研究对象,开展了基于Pro CAST及3D打印技术的快速铸造技术研究。首先采用Pro/E软件建立了离心泵叶轮及其浇注系统整体数学模型,通过Pro CAST软件对该叶轮铸造工艺过程进行了数值模拟仿真,然后完成了闭式叶轮及其浇注系统整体树脂模型的3D打印,并以该树脂模型作为熔模进行了熔模精密铸造,最终制得了闭式离心泵叶轮铸件。研究结果表明,利用该快速铸造技术制得的闭式叶轮铸件的尺寸精度可达CT4级,表面粗糙度可达Ra6.3μm以下。

基于3D打印技术的离心泵叶轮快速精铸工艺研究

以具有典型复杂型面的离心泵叶轮为应用范例,开展了基于3D打印技术的快速精铸工艺研究。首先基于Pro/E软件建立离心泵叶轮三维模型并进行CAD优化设计,基于RPData软件对叶轮模型进行前处理,然后通过3D打印机制作叶轮树脂模型并进行后处理,最后以叶轮树脂模型作为熔模进行熔模精密铸造,最终得到离心泵叶轮精密金属零件。经测量知制得的叶轮铸件的尺寸精度可达CT4级,表面粗糙度可达Ra6.3um以下。

工业级熔融沉积3D打印机结构优化设计研究

针对工业级熔融沉积3D打印机开发技术难度大、设备成本高等问题,以工业级熔融沉积3D打印设备机械结构为研究对象,开展了工业级熔融沉积3D打印机结构优化设计研究。首先分析了熔融沉积成型原理,然后研究并确定了FDM打印机主体运动机构设计方案,并初步完成了FDM打印机整体三维结构设计;在此基础上,基于ANSYS软件开展了FDM打印机X-Y轴运动机构静力学分析,验证了主体运动机构的强度及刚度满足设计要求;最后,基于ANSYS软件完成了打印机成型平台结构拓扑优化分析研究,实现了成型平台减重30.7%。对工业级熔融沉积3D打印机结构优化设计技术开展了系统研究,将为我国工业级熔融沉积3D打印技术提高作出一份贡献。

无油涡旋空压机运行过程流场模拟及性能试验

为准确快速地分析无油涡旋空压机工作过程中的流场变化规律,基于ANASYS软件开展空压机流场模拟研究。首先,对无油涡旋空压机工作原理进行介绍,对空压机流场结构和边界条件进行合理简化;再建立空压机流场区域的二维模型,根据其实际运行工况设置边界条件,建立有限元模型;然后采用动网格技术模拟动涡旋盘相对静涡旋盘的公转平动,开展非定常流动模拟,得到涡旋盘流域内任意时刻的压力场、温度场和速度场;最后通过试验方法测试空压机运行时主要性能参数。研究方法可形象地揭示无油涡旋空压机内部流动规律,且主要运行参数与实验测量结果符合良好,可为无油涡旋空压机的优化设计提供一定的参考。

基于单片机的位置实时精调伺服控制系统开发

在分析了复杂机构重要节点位置实时高精度调节的重要性基础上,采用嵌入式控制系统方案,以STC12C5A60S2单片机为核心,研制了一套用于复杂机构节点位置实时精调的闭环伺服控制系统,基于Protel软件平台搭建了位置实时精调闭环伺服控制系统硬件电路,构建了相应的控制程序流程,开发完成了伺服控制系统核心控制PCB电路板,编写完成了相应的伺服控制系统嵌入式控制程序,并成功应用于高速压力机滑块下死点位置实时动态调节。该闭环伺服控制系统体积小,结构紧凑,易于实现复杂机构重要节点位置实时精确调节,具有很强的通用性。

无油涡旋空压机涡旋盘应力应变场模拟分析

针对无油涡旋空压机涡旋盘在运行过程中存在的变形和应力问题,以压缩工作腔流场分析数据为基础,开展涡旋盘应力应变分析。首先采用SolidWorks建立涡旋盘三维简化模型,导入ANSYS中;然后基于实际运行工况,添加边界条件以及压力、温度载荷,计算涡旋盘应力分布以及变形规律;最后分析模型涡旋齿高、材料属性等参数对涡旋盘应力应变结果的影响。研究结果表明:涡旋盘运行时,应力最大位置在齿头根部,应变最大位置在齿头顶部,减小涡旋齿高度,增大材料杨氏模量可减小涡旋齿变形量。此研究对提高无油涡旋空压机设计安全性具有一定参考意义。

激光选区熔化增材制造激光束光路系统优化研究

介绍了金属选区激光熔化成型技术的原理及研究现状,并提出了激光光路系统的优化设计方案,重点对激光器、扩束镜、扫描振镜、调焦装置和聚焦透镜等设备器件进行了原理分析和优化选型,并进行了相应光路系统的研制。对选区激光熔化成型设备的优化设计具有一定的指导意义。

反应釜密封装置用磁力传动机构性能影响因素分析

磁力传动是利用磁场力来传递运动的机构,是一种新型的无接触传动技术。首先针对反应釜密封装置设计了一种磁力传动机构,随后利用ANSYS Maxwell建立磁力传动装置的有限元模型,分析不同磁极对数、磁极转差角和转速对磁转子传动性能的影响,最后基于仿真结果研制了一台磁力传动样机,通过实验验证了仿真结果的准确性。研究结果表明:不同磁极对数和转差角对磁转子的磁通密度和磁转矩有较大影响,磁转子涡流损耗随着转速增加而增加,实验结果与磁场仿真结果的误差在10%以内,对磁力传动反应釜密封装置的设计具有一定参考意义。