气浮空气循环机密封轴向气动力研究

针对传统空气循环机双侧高速转子端的轴向力理论经验公式精度偏低,数值计算耗时长的问题,建立包含双侧高速转子的窄缝间隙计算域几何模型,并通过试验校核了模型的准确性。对含双侧高速转子的窄缝间隙内部流场进行数值计算,探讨窄缝间隙对轴向气动力的作用规律,并对传统机械轴向气动力的计算公式进行修正,提出适用于气浮ACM轴向气动力计算公式。结果表明:提出的公式在压气机端的最小误差由原来的59%降低到13%,最大误差由原来的261%降低到75%,在涡轮端最小误差由原来的63%降低到2%,最大误差由原来的98%降低到8%,表明修正后轴向气动力公式减小了轴向力的计算误差,因此提出的公式更加适用于气浮空气循环机的轴向气动力计算。

盾构机主驱动单唇形密封圈密封性能研究

以典型工况下盾构机主驱动单唇形密封圈为研究对象,利用单轴拉伸试验得到密封圈丁腈橡胶材料的应力-应变曲线,确定Yeoh三阶模型的材料参数;建立单唇形密封圈的二维轴对称有限元模型,研究介质压力、压差、摩擦因数和温度对其密封性能的影响规律。研究表明:介质压力主要影响最大接触应力,随着介质压力的增加,最大接触应力呈线性增加;介质压差主要影响最大接触应力和接触长度,随着介质压差的增加,最大接触应力先线性增加然后基本保持不变,而接触长度呈非线性增加;温度变化对密封性能的影响可以忽略;在考虑的工况条件下,单唇形密封圈唇口与旋转轴接触处产生的最大接触应力始终大于介质压力,密封性能良好。

中国盾构隧道工程关键技术的新进展综述

从研究背景与思路、机制/原理、材料/装备、技术论证、试验研究、工程应用等方面介绍中国大直径盾构掘进主轴承事故分析及国产主轴承的自主研发、盾构隧道工程安全高效掘进渣土适配性改良技术及配套材料、盾尾安全保障核心材料研发、盾构隧道新型管片连接技术、城市隧道三模掘进机关键技术等5个方面关键技术的最新进展情况。认为:1)自主研制的超大型盾构机用直径8.01 m主轴承大型套圈纯净度、大型滚子纯净度、大型套圈疲劳性能、大型滚子硬度均匀性、套圈材料淬透性和淬硬层深度、保持架焊缝疲劳寿命和拉断力均优于进口水平;构建了真实对数曲线大型滚子设计方法,突破了高精度大型滚子加工技术,处于国际先进水平,高精度加工和装配保证了零件尺寸精度及形位公差均满足设计要求;通过产品验收、装机应用论证和工程应用,表明应用该大直径主轴承不会产生接触疲劳强度不足和微动引起的疲劳磨损,可用于超大直径盾构隧道工程建设。2)针对黏性、富水砂性和硬岩等复杂地层,以改善岩土环境为核心,研发出了高配向密度的聚合型泡沫剂、高分子抗黏剂、喷涌防止剂和耐磨抑尘剂等环保型系列渣土改良剂,形成了盾构泥饼、喷涌和磨损原位改良主动防控技术,建立了通用地层适配性盾构渣土动态改良技术体系,保障了盾构安全高效掘进。3)针对盾构掘进过程中的盾尾密封失效难题,研发了“黏-稠-流”有机统一的新型盾尾密封油脂,温度敏感性低(黏温系数0.4)、抗水压能力强(最高抗水压3.5 MPa),整体性能提高1.3倍,为盾尾安全提供了有力保障;针对盾构同步注浆浆液泌水、离析和地层沉降难题,研发出了同步注浆充填剂,优化了惰性充填浆液配比,30 min零泌水,实现了壁后惰性充填,保障了管片壁后注浆质量和地层沉降精细化控制。4)新型管片连接技术采用环缝插入+纵缝滑入的连接形式,可以高标准地控制隧道接缝张开量和错台量,管片制作及拼装精度高,可降低接缝防水难度,提升成型隧道的质量,无需设置手孔,无需人工紧固作业,自动化程度高,施工效率高,可节约施工成本及改善洞内拼装作业环境。5)研制出的土压+泥水+TBM三模掘进机能够满足复杂多变、软硬不均复合地层等几乎所有地层的掘进施工,且可在不停机、不拆装设备的前提下实现掘进模式的快速转换,在TBM掘进模式下螺旋输送机+泥浆管道可协同排渣,解决了富水硬岩地层掘进排渣难的问题,机械化和智能化程度高,安全可靠,施工效率高,可改善工人作业环境,节省工期和成本。中国盾构隧道建设取得的巨大成就,推动了中国乃至世界盾构隧道技术的发展和进步,但仍时有安全事故发生,需从装备、材料、技术、管理等方面进一步研究和突破。在今后较长的时间内,中国盾构隧道(尤其是大直径盾构隧道)仍将处于高速建设发展期,面临的建设条件将越来越复杂,技术难度和挑战也将越来越大。要实现盾构隧道建设的快速、安全、健康,需处理好盾构隧道技术领域的关键问题,实现盾构隧道关键核心技术的突破。上述关键技术仍需不断完善并加强推广和应用,以促进中国盾构隧道建设向高适应性、高智能、高可靠性、高效益、高质量、高安全性和低能耗方向发展,形成适合于中国“土壤”的盾构隧道新技术。

试样内置传感器密封引出装置设计与实现

针对岩石力学领域高温高压环境中内置传感器引出和保护问题,设计了一套传感器密封引出装置。该装置主要由垫块、限位座、压块、顶盖、套筒和环形卡箍等组成。验证试验结果表明,该装置实现了试样内部温度等参数的实时测量,保护了传感器及导线不受高温高压环境侵蚀,提高了大尺寸试样力学试验的稳定性及测试数据的准确性和可靠性。

催化热水循环泵机封频繁泄漏问题分析及治理

宁夏石化公司炼油催化装置热水循环泵1202-P-101在使用过程中,出现机封频繁泄漏的问题,造成现场频繁检修,影响装置长周期稳定运行。设备专业组通过分析得出影响机封频繁泄漏的原因主要为循环水质较脏、循环水管线易堵塞、机封冷却器冷却效果不佳。针对以上原因,本单位进行隐患治理,现场更换并扩粗循环水进机封冷却器管线,同时针对其中一台机泵采取整体更换为换热面积更大的机封冷却器,以此增加机封冲洗水换热冷却效率,保障冲洗效果,延长动设备长周期运行寿命。

预制综合管廊U盾架管机施工技术研究与应用

为探索预制综合管廊盾架一体化施工关键技术,提升预制综合管廊机械化施工水平及效率,以雄安新区某综合管廊项目为依托,对U盾架管机开挖、推进、调向等关键技术进行研究。通过构建U盾架管机推进受力模型,探索掌子面预留核心土对推进阻力的影响,得出不同断面管节所需的管节密封压紧力对应的核心土欠挖量,验证U盾架管机采用主顶油缸压紧管节密封的可行性;采用插刀、推板超欠挖进行辅助纠偏,联合主顶油缸、铰接油缸分组协同控制,将掘进姿态控制在±20 mm以内;针对U盾架管机平、纵断面折线转弯工况,采用可调节环宽的楔形过渡桥施工技术,实现最大7.7°水平折线转弯、70‰纵坡折线转弯;同时,对U盾部分与架管机部分在掘进、调向、管节安装过程中的协同施工技术进行研究。现场应用试验表明:U盾架管机施工可以满足预制综合管廊沟槽开挖、设备推进、掘进调向、管节安装等工序的一体化施工需求。

变速箱箱体试漏装置的分析与设计

高速插秧机变速系统中变速箱箱体的试漏是正常生产过程中一个必不可少的关键环节。变速箱箱体的质量是保证变速系统正常工作的前提。根据实际情况,通过对比分析几种试漏方法,最终确定变速箱的试漏方案及试漏设备,从而来检测判定箱体的密封性能,能够提前发现问题,避免对泄露工件进行下一步的装配,造成不必要的损失。

再制造盾构机状态评估及负载调试技术研究

盾构法在城市地下空间开发中优先选用,因地下工程水文地质环境复杂,对设备性能及状态要求极高。鉴于制造车间环境受限,盾构机关键部件/系统未能完全实现负载状态调试,部分功能及指标测试存在漏洞,会影响到后期服役项目的施工水平。文章按照“项目使用反馈—动态、静态勘验—状态评估检测—再制造方案设计、评审—维修再制造—整机组装调试—下线验收”全流程开展研究,以土压平衡盾构机再制造为例,采用密封气囊机构包裹刀盘及前盾切口环,向气囊内注入压缩空气形成带压环境,模拟盾构施工状态进行联机调试,完善车间联机调试负载缺失环节,一定程度提高整机性能的可靠性。

大规格浮动油封试验机研制技术

针对大规格浮动油封试验机的应用研究,提出了对浮动油封动静座腔安装工况进行调整的模拟试验方法,介绍了浮动油封端面压力检测、大尺寸浮动油封试验座腔设计、润滑油油位控制等一些关键技术,设计并完成了样机试制,为浮动油封制造及相关应用企业提供了可供选择的试验检测设备。

滚筒洗衣机水封及关联部件的设计

滚筒洗衣机在使用中,轴承和水封有一定的维修比例,维修时两者都要更换。因轴承与水封需专用设备压装,考虑到维修之后的耐久性,一般建议更换压装好轴承与水封的后桶组件。这种维修费时费力成本较高,为此需降低轴承与水封的维修比例。经分析轴承过早失效的主要原因是水封失效产生泄漏,使轴承与水接触,造成轴承生锈产生异响;而水封失效的主要原因是磨损,磨损必然降低其密封性,进而严重影响整机的使用寿命。文章总结水封及关联部件的设计,为此类部件提供一定思路。

基于S7-1200PLC的全自动胶带封箱机控制系统设计

针对人工封箱或使用手动胶带封箱机封箱的效率低、工作强度大的问题,设计了一套基于S7-1200 PLC的全自动控制系统,使手动胶带封箱机变为全自动胶带封箱机,能够根据纸箱的尺寸大小自动调节夹紧机构和压紧机构,实现对不同尺寸的纸箱快速封箱。通过实验验证,对尺寸多变的纸箱封箱工作,该全自动胶带封箱机的工作效率高于人工封箱和使用手动胶带封箱机封箱,大大降低了工人劳动强度。

ZL26C型纤维滤棒成型机热熔胶枪密封件设计分析

为解决ZL26C型纤维滤棒成型机热熔胶枪密封件容易出现破损,漏胶等问题,本文结合具体案例,对ZL26C型纤维滤棒成型机热熔胶枪的密封件设计进行分析研究,通过相关案例阐述,对具体材料选择、形状设计、尺寸精度、表面处理以及安装方式进行概括总结,同时本次设计方案的密封性以及长期耐用性进行评估,针对电器方面的要求,由于热熔胶枪的加热元件可能引起电气故障,密封件需具备一定的电绝缘性能,以防电气故障对操作环境造成影响,以确保每个密封件都能达到预定的安全和性能标准研究结果表明本次设计方案实施后使得密封件的密封性能得到提升,耐用性效果更加突出,具有一定推广价值。

多隔断式牵伸辊内部密封结构设计

为解决粘胶短纤维用悬臂式牵伸机因密封不良导致锈蚀、磨损、工作异常等问题,介绍粘胶短纤维牵伸机的基本组成及传统牵伸辊内部密封结构,分析生产中辊芯和牵伸轴腐蚀的原因;针对原密封结构的缺陷提出迷宫式、多隔断式牵伸辊内部密封结构,即外部增加防护罩,在防护罩和端盖之间涂抹环氧树脂胶泥,改进密封圈结构,在辐板外端焊接2 mm厚度的904L型超级奥氏体不锈钢板,增加油封和水封等。指出:采用多隔断式牵伸辊内部密封结构,改善牵伸辊密封效果,有效防止酸性液体及气体对辊芯内部的腐蚀,可延长牵伸辊部件的使用寿命;且增加的零件结构简单,便于加工。

CH透明纸热封时间的MICROOⅡ程序控制设计

针对CH透明纸热封过度收缩使烟包变形的问题,为降低因透明纸热封收缩后使烟包变形的烟包数量,提高烟包外观质量,采用试验方法,分析可能引起CH透明纸热封过度收缩使烟包变形的因素,提出两套解决方案,对两套方案进行对比分析,最终建立一套完善的MICROOⅡ程序控制解决方案,通过上机试验运行与跟踪统计分析,该方案可行,且能解决因短暂或间歇停机引起的透明纸热封收缩导致烟包变形的问题,达到了良好的应用效果。

电气自动化技术在热收缩膜边封包装机中的应用研究

某企业的热收缩膜包装机较为落后,缺乏连续作业和自动理料功能,并且控制精度低、包装速度慢。为了解决以上问题,采用电气自动化技术改造原设备,配备7台伺服驱动器,分别用于控制进料、拉膜、封刀、出料口等装置的传动轴。在多轴联动控制中,采取位置同步、速度同步、凸轮同步3种模式。对于自动理料功能,利用光电检测装置测定产品的位置偏差,进而修正产品的间距。经测试,包装速度从每分钟40包提升至120包。

基于ADAMS的包装机封盒底机构建模及仿真

应用ADAMS软件和CITIA软件对包装机封盒底凸轮机构进行虚拟样机建模仿真及分析。针对传统的图解法求解凸轮轮廓曲线效率低误差大的不足的问题,首先在ADAMS中建立连杆滑块机构,根据执行件滑块的运动规律,利用反转法和ADAMS的轨迹追踪功能,求得凸轮的轮廓曲线,再借助CATIA软件的三维建模功能,得到槽形凸轮的三维模型,再导入ADAMS中添加约束和驱动对机构进行仿真分析。将测量得到的执行件的位移、速度、加速度曲线与理论值对比,结果表明此方法求解出的凸轮轮廓满足轨迹要求,且误差很小。通过添加接触力模拟凸轮实际受力情况,测量得到最大驱动力矩为3057 N·mm,稳定运行后驱动力矩为810 N·mm,为包装机封盒底机构后续进行动力学分析提供了参考。提出的凸轮机构轮廓曲线求解方法同样适用于其他轨迹要求的设计,为方便、快捷、高精度地设计凸轮轮廓曲线找到一种新的方法。

斯特林机活塞杆帽式密封结构改进研究

为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对改进密封结构性能影响规律。结果表明:改进的密封结构消除了原有结构O形圈的应力集中问题,提高了最大接触应力,且在增加有效密封面积40%的同时又将O形圈的最大等效应力降低了近50%;3个关键参数中介质压力对密封性能的影响力最大,对于改进密封结构,在介质压力为6~8.5 MPa时其密封性能最佳。

长距离盾构隧道掘进的主要问题及发展趋势

对盾构隧道工程区间施工距离变化的现状进行梳理,基于4个典型的长距离盾构隧道工程实例,对盾构隧道长距离掘进中出现的刀盘刀具磨损、盾尾密封系统失效、管路磨损、复杂地层盾构开舱、地下对接等问题以及其主要技术原理、技术流程、适用范围及优缺点进行归纳总结,并对我国智能化快速施工技术发展进行了展望。

Ø76 mm小直径钢齿三牙轮钻头设计

针对小口径不取心钻孔,开展了Ø76 mm钢齿三牙轮钻头规范性的系统设计。本文参考国产石油三牙轮钻头结构设计参数取值,设计了Ø76 mm钢齿三牙轮钻头结构参数值,校核了牙轮钻头计算直径。系统介绍了井底击碎图和齿圈啮合图的绘制方法,并对铣齿牙轮的齿圈布置进行了优化。采用非密封滑动轴承结构,钢球锁紧牙轮,对滚珠轴承进行了设计计算,确定了滚珠数量、滚道尺寸及间隙。精确计算了楔形齿的相关参数,确定了铣刀角和铣刀安装角。阐述了小直径钢齿三牙轮钻头的零件细节、加工工艺。利用Excel函数运算功能和三维参数化实体模拟软件,解决了牙轮钻头传统的繁重的手工计算和繁琐的二维投影手工绘图的问题,提高了设计效率和设计精度,为类似牙轮钻头的设计提供了借鉴。

骨架密封圈机器视觉检测装置设计及应用

为提高骨架密封圈外径尺寸和边缘缺陷的检测效率,降低检测人员的劳动强度和漏检率,研究一种基于机器视觉原理的检测装置,在分析密封圈质量要求的基础上对检测装置进行总体设计。依据密封圈的结构形状和尺寸精度要求,设计检测装置的硬件结构,光学系统的硬件主要包括BaslerCCD相机、OPTO远心镜头、OPT照明光源等。采用白色LED光源的背光照明方式获取密封圈轮廓形状,利用CCD相机和远心镜头作为图像传感器采集密封圈图像轮廓特征。利用HexSight视觉软件对密封圈图像进行灰度化处理、噪声滤除和二值化处理等步骤,以完成图像处理和分析,通过质心提取和边缘角点提取等步骤完成检测。结果表明:该检测装置能准确判断密封圈的尺寸精度,检测精度可达0.23 mm;边缘缺陷能被准确识别,其识别率能达到检测要求。