基于数字孪生的航天发射塔摆杆机构故障诊断研究

针对因历史故障数据不足,缺少规范的故障数据收集机制和成熟的质量监测管理技术手段,大型复杂机电液系统性能状态难以准确评估的问题,以发射塔电缆摆杆作为典型机构,研究并提出了一种基于数字孪生技术的故障诊断方法。该方法以数字孪生系统“五维模型”理论为基础,构建了摆杆系统数字孪生架构体系;运用UG软件,通过几何运动学和动力学建模,建立了虚拟仿真模型,设计了基于ADAMS和Matlab联合仿真的数字孪生系统。该系统通过仿真信号与实测信号的对比,表明其对于物理实体的模拟仿真精度可达96%。最后,通过典型喘行故障试验,修改虚拟模型有关参数进行仿真,验证基于数字孪生体对摆杆机构故障诊断的有效性,以及利用其论证维修改进方案的可行性。

齿轮摆杆式光纤流量传感器的设计与实验

对一种齿轮摆杆式强度调制光纤流量传感器进行了设计与实验。首先,提出了一种强度调制型光纤流量传感器系统,阐述了传感器系统的工作原理,再详细论述了传感器的探头结构及工作原理;然后,依据流体力学与光纤强度调制原理建立了传感器的数学模型M,在理论模型的基础上,进行了仿真实例分析,得出了传感器摆动杆重量m,受力板半径r,通流管道半径R,被测流体密度等参数变化时的Q-M曲线;最后,进行了传感器检测实验,得出了I-曲线,及其拟合方程。实验结果表明:随着传感器摆动杆重量的减小,或者受力板半径的增大,传感器的灵敏度会增大;随着被测流体密度取值的减小,或者通流管道半径取值的增大,传感器的灵敏度会减小;传感器接收光信号强度与入射光纤束有效发射面积弧度具有近似线性关系。研究表明,这里设计的齿轮摆杆式强度调制光纤流量传感器能实现流体流速的检测,且具有较好的灵敏度及线性度。

云计算模式下多线切割机张力控制系统设计

针对多线切割机因内部零件受损、受外界噪声影响、张力过大或过小而出现切割强震问题,提出一种应用云计算的张力控制系统实现有效解决。从动力学的角度出发,分析多线切割机的工作性质,明确摆杆角速度、切割加速度及摩擦系数等关键参数,然后利用云计算融合参数并输入到系统硬件的电编码互感器。伺服驱动器会根据输入参数发出相关指令,通过传感器发送至伺服控制器中完成张力控制。为避免系统控制的专一性,通过计算张力摆杆、切割滑轮以及切割钢丝间的动力惯量,使得惯量值与加速度值存在正比关系,利用轴误差算法逼近跟踪误差与控制误差值,计算系统控制转矩的定积分,同步控制轴的节点时间。实验表明:该系统的鲁棒性和可靠性较强,控制精准度高。

卧式加工中心批量加工摆杆销孔的方法

在生产过程中,针对一些不规整零件的加工,传统方法加工存在位置精度差、生产效率低等问题。针对在卧式加工中心上批量加工摆杆上不规则销孔的方法进行介绍,通过重新设计的夹具进行装夹加工,可以有效减少零件的装夹和定位时间,减少工人对设备熟练操作的依赖程度,能有效提高尺寸和形位精度,从而提高零件的合格率,并且可以大大提高生产效率。

大型客机舱门的新型阵风锁机构

阵风锁装置可将飞机舱门开启保持在固定位置,防止因阵风或其他外力作用使飞机舱门晃动。面对客机舱门大型化的发展趋势,阵风锁承受极限风载荷极剧增加。针对现有阵风锁机构单个型面接触承载能力不足,提出二支撑型面承载增大接触面积以减小应力的思路,构造由摆动凸轮、止动摆杆机构等组成的新型阵风锁机构。摆动凸轮与阵风锁支座滚轮接触后转动,联动止动摆杆控制锁柱锁止运动,锁扣配合锁柱锁止阵风锁机构,实现阵风锁利用锁扣配合导杆进行锁止和开启。采用ADAMS对新型机构锁止和开启过程进行仿真分析,验证了运动可行性;进行8级风载荷作用下的ANSYS受力仿真,分析了新型阵风锁的应力和应变情况,相比现有阵风锁,新型阵风锁结构更可靠。

迷你型轻型电锤设计

传统电锤体积较大,操作时工作强度大。考虑到某些特定场合操作的特殊性,如狭小空间内作业,需要考虑随身携带、操作方便、使用安全等特殊要求,设计一款体积小、重量轻的迷你型电锤,采用永磁无刷电机和锂电池驱动,摆杆轴承和大传动比的锥齿轮转动,满足特定市场需求。

转向拉杆球销防尘罩破损分析与改进

转向拉杆球销总成是汽车转向系统与悬挂系统重要连接部件,其性能影响到驾驶的安全性和稳定性。然而,由于防尘罩的破损,泥水进入球销总成使球销及球销座磨损松旷,通过对转向拉杆球销防尘罩破损原因分析与结构改进,从而保证了驾驶的安全性和稳定性。

自动装盒机开盒成型装置的研究与设计

设计了一种用于自动装盒机的可对不同尺寸的纸盒进行开盒的开盒成型装置。通过对开盒成型工艺动作的分析,介绍了该装置的运动轨迹及工作原理。建立开盒摆杆运动模型,确定了摆杆摆角、摆杆长度、纸盒仓位置、预开盒位置、开盒成型位置和摆杆回摆位置的坐标。最后分析说明了纸盒输送机构在纸盒长度方向和宽度方向进行调节的工作原理。解决了当前自动装盒机只能对单一尺寸纸盒进行装盒的技术难题。

基于有限元法的高速平面凸轮机构动力学分析

基于有限元法,建立了凸轮机构的动力学模型。对该模型进行了运动学分析、并依据Kane方程建立了高速凸轮机构柔性构件的模态坐标下的动力学方程。利用该模型及模态坐标与物理坐标的转换关系,对某织机凸轮开口装置L形摆杆进行动力学仿真研究。计算得到的摆杆末端位移、速度和加速度响应曲线表明,有限元法是进行高速凸轮机构分析,尤其是非直杆和形状复杂从动件的高速凸轮机构动力学分析的一种有效方法。

新型摆杆式游梁抽油机的性能分析

根据摆杆式游梁抽油机几何关系和运动特点,建立了运动学模型;提出了摆杆式游梁抽油机运动参数的求解方法,得出了运动规律曲线和动力特性曲线。实例计算结果表明,摆杆式抽油机运动、动力性能均优于偏置型游梁式抽油机,与之相比,最大净转矩峰值下降了26.97％,最小净转矩大于0,周期载荷因数更接近于1。

新型摆杆活齿传动齿形综合研究

根据啮合原理和活齿传动的理论 ,在摆杆活齿传动简化机构的基础上 ,分析推导出机构齿形综合的方程式 ,并利用AUTOCAD绘出其齿形图。根据微分几何理论 ,推出中心轮齿形曲率的计算公式并绘出其曲率半径的变化曲线。给出了中心轮齿形不发生顶切的条件式。

摆杆约束往复活塞式压缩机的虚拟仿真分析

为了了解摆杆约束往复活塞式无油润滑空气压缩机的工作性能,为新机型的设计、物理样机实验和优化提供依据,缩短研发周期,应用虚拟样机技术建立了摆杆约束往复活塞式无油润滑空气压缩机的运动仿真模型,以理论分析为基础,仿真分析了压缩机的运动特性以及主要工作部件的受力情况。仿真结果表明,与传统摇摆往复活塞式压缩机相比,摆杆约束往复活塞式压缩机的活塞和密封环对气缸的换向敲击强度较弱,气缸侧压力较小,说明采用摆杆机构对活塞的往复行为进行约束能有效减少机械噪声和延长密封环的使用寿命。对新机型进行了物理样机试验,试验结果表明,摆杆约束压缩机的空载噪声比传统摇摆压缩机的空载噪声低约2 dB(A)、整机工作噪声则低约1 dB(A),密封环寿命比传统摇摆压缩机的寿命大约提高10%,仿真结果与试验结果吻合。

摆杆活齿传动扭转振动分析与建模研究

根据摆杆活齿传动机构的动力学特点,采用集中参数法建立摆杆活齿减速机的3自由度纯扭转振动动力学模型并进行分析,结合实例计算了摆杆活齿传动系统的固有频率及其对应的模态向量,为摆杆活齿传动的动态性能研究提供了理论基础。

轴承钢摆杆体冷挤压工艺及模具设计

对轴承钢摆杆体进行冷挤压工艺研究 ,介绍了该零件冷挤压毛坯的制备、表面处理及冷挤压工艺流程 ,并对冷挤压模具的结构特点及硬质合金凹模的制造要点进行了阐述。

摆杆活齿传动参数优化设计研究

根据摆杆活齿传动的结构和传动原理,建立了以啮合效率为目标函数、主要结构参数为设计变量、若干关键性能要求为约束条件的优化数学模型,并对实际样机进行了优化设计,取得了明显的效果,本文对摆杆活齿传动的理论和实际应用设计具有现实意义。

二齿差摆杆活齿传动系统参数优化设计研究

为了提高二齿差摆杆活齿传动的运行性能及设计水准,在考虑设计变量对目标函数可行域影响的基础上,根据二齿差摆杆活齿传动的结构和传动原理,建立了以系统输出轴(活齿架)角加速度最小为目标函数、主要结构参数为设计变量的单目标优化设计数学模型。基于惩罚函数法,对该数学模型进行数值实例求解分析。设计结果对提高二齿差摆杆活齿传动机构的传动效果和设计质量具有一定理论指导意义。

基于热分析的二齿差摆杆活齿传动中心轮模态研究

为了研究温度对二齿差摆杆活齿传动结构模态的影响,首先对二齿差摆杆活齿传动中心轮进行了不同功率条件下的温度场和热应力分析,然后在二齿差摆杆活齿传动热-结构耦合分析的基础上对中心轮进行了模态分析,将不同工作状态下的模态分析结果进行比较,分析温度场对摆杆活齿传动中心轮模态的影响。结果表明:输入功率越大,中心轮轮体温度和热应力越大;温度对各阶固有频率的影响程度不同。分析结果符合实际工况,为二齿差摆杆活齿传动的振动可靠性设计及动态特性研究提供了理论依据。

导苗管式烟草移栽机的设计

为保证烟草实时移栽,提高移栽质量,减少劳动力投入,降低移栽成本,实现烟草移栽机械化、规模化,设计了一种导苗管式烟草移栽机。整机主要由悬挂架、地轮、仿形装置、投苗装置、导苗管、送苗装置、覆土压实轮、开沟器、动力传动链等组成。采用转盘式投苗机构把烟苗投入导苗管;采用曲柄摇杆机构、摆杆机构的可靠协调配合,把烟苗推入开沟器开好的沟中;曲柄摇杆机构摆动时把浇水阀门打开,实现移栽、浇水的同步;推入沟中的烟苗由覆土压实轮完成覆土和挤压;通过改变向投苗机构、送苗机构输送动力的链轮齿数实现株距的调整。该机具由拖拉机牵引,作业时地轮的转动经链传动、齿轮传动驱动转盘式投苗装置、曲柄摇杆机构、摆杆机构动作完成烟苗的移栽。该机具可完成移栽株距(500~650mm)、移栽深度(80~120mm)、灌水量(300~500mL)可调以及效率高的目标,同时具有结构合理紧凑、维护方便、操作简单等优点。

双相激波摆杆活齿传动压力角分析

将压力角作为传力特性评价指标,用以指导双相激波摆杆活齿传动设计参数的选取。基于活齿啮合理论,运用复数矢量法建立齿形方程,以两类典型传动为研究对象,推导了压力角解析式,分析了各压力角的变化规律,确定了压力角与摆幅系数、中心轮齿数、基圆半径、摆杆长度以及中心距的关系。运用正交试验法,选取四因素三水平试验表进行方案设计,获得了各设计参数对压力角的影响权重。

双相外激波摆杆活齿传动耦合刚度

针对双相外激波摆杆活齿传动的结构特点,提出了活齿传动耦合刚度的概念。通过建立固定于活齿架的整体系统坐标系,分别推导出外激波凸轮与中心轮的齿形方程及传动压力角,综合应用变形协调条件与Palmgren形变公式,求解了多齿接触的系统径向力。在此基础上计算了传动系统的时变耦合刚度,并结合实例分析了主要结构参数对耦合刚度系数的影响。