基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹自动优化方法

针对曲轴件加工质检合格率较低、加工过切量较大的问题,提出基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹自动优化方法。先以刀具轨迹长度最小为目标建立轨迹优化目标函数,设定相应的约束条件,再通过改进粒子群惯性权重参数更新方法及增加压缩因子,实现对粒子群算法的改进,最后利用改进粒子群对最优轨迹求解,自动优化基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹。实验证明,该方法可对曲轴件数控加工刀具轨迹进行优化,且其应用后曲轴件加工质检合格率得到有效提升,加工过切量得到有效控制,具有良好的优化效果。

基于改进YOLOv8曲轴表面缺陷检测算法

针对曲轴表面小目标缺陷检测难度大、缺陷背景复杂和检测速度慢等问题,提出一种改进曲轴表面缺陷检测的算法RB-YOLOv8。首先,用RepViT模块取代了传统的C2f模块,有助于减少网络的计算负担并加快其运行速度;接着,通过优化双向特征融合模块BiFPN及增加小目标检测层,改善小目标缺陷识别的能力;然后,利用BiFormer注意力机制强化模型的抗干扰能力和解决缺陷背景复杂的难题,提高检测准确率;最后,使用MPDIoU损失函数调整,从而进一步提升检测的精准度。实验结果表明,所提出的算法的检测精度可以达到98.4%,模型大小缩减为2.797 MB,同时使每秒帧数(FPS)达到了169 f/s,成功地实现了对曲轴表面的缺陷检测。

大型往复式压缩机曲轴深度裂纹焊接修复

某企业一台大型往复式压缩机在检修时发现曲轴产生深度裂纹缺陷。对曲轴最危险截面进行强度校核,对曲轴材料焊接工艺进行抗裂性试验,对焊接方法进行比较与工艺分析,最终采用常温下手工氩弧焊的方法来恢复曲轴原有功能。

曲轴开裂原因

采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、微观分析等方法对某开裂曲轴进行分析。结果表明:曲轴在服役时发生润滑不良,使其与铜合金轴瓦之间相互摩擦,铜合金在摩擦高温的影响下发生异种金属渗入现象,曲轴表面形成较多填充有铜合金的微裂纹,这些裂纹成为疲劳源,最终导致曲轴疲劳开裂。

基于线激光的压缩机曲轴圆度和平面度测量

目前人工使用千分表测量空调压缩机曲轴圆度和平面度时存在易伤工件表面、效率低和不能精确评定等问题。针对上述问题,设计了一套基于线激光位移传感器的空调压缩机曲轴圆度和平面度非接触式测量系统。首先,通过测量标准量棒,提出一种系统误差的标定方法;其次,基于线激光采样数据,开发了一种曲轴横截面圆度测点的提取算法,并将系统误差用于测点补偿,实现曲轴圆度测量;接着根据曲轴平面测点间的斜率分离出轮廓线,通过均匀下采样方法获取精简点云数据并采用最小二乘法实现曲轴平面度测量;最后,基于上述方法开展了曲轴圆度和平面度的测量实验。实验结果表明:该测量系统的圆度测量精度<4μm,平面度测量精度<2μm,圆度重复度测量误差<0.8μm,平面度重复度测量误差<0.3μm,满足曲轴圆度和平面度快速准确的测量需求。

曲轴综合测量机几何误差建模及敏感性分析

为提高曲轴综合测量机测量精度,针对其几何误差元素多,逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题,基于多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型,采用Sobol敏感性分析方法进行分析,识别出对测量精度影响较大的关键几何误差项。通过对曲轴综合测量机随动测板不同位置处的误差元素敏感性系数进行分析计算,从21项几何误差中识别出10项对曲轴综合测量机测量精度影响较大的关键项,为合理经济地提高曲轴综合测量机测量精度提供依据。

大型曲轴圆角滚压矫直工艺优化研究

长度为1.6~8 m的大型曲轴在制造加工过程中,由于热变形和冷却不均等原因会造成二次弯曲,需要通过圆角滚压矫直工艺进一步改善主轴颈和连杆颈中心的跳动量。为了解决大型曲轴跳动量超差现象并提高加工效率,旨在以16V型大型曲轴为研究对象,基于已有结论和建立优化数学模型,运用NSGA-Ⅲ算法和PlatEMO平台对圆角滚压矫直工艺实行了多目标优化,并结合TOPSIS决策方法计算了Pareto解集的贴近度指数,根据指数排序结果进一步选择每次滚压矫直的最佳方案,实现了工艺参数(滚压力、滚压角度范围)的优化。优化结果与有限元仿真结果具有较高的一致性,有效降低了16V型大型曲轴各主轴颈的矫后跳动量和减少了滚压矫直的次数,确保曲轴性能达到要求。

伺服电机驱动双曲轴增压型纸浆模塑设备研发与设计

本文主要介绍了以伺服电机复合双曲轴为增压模式的新一代纸浆模塑设备。该设备具有高的稳定性、可靠性、操作便捷性等特点,已成为目前纸浆模塑设备的主流发展趋势。新一代纸浆模塑设备不但能够提高生产效率、产品适应性,而且具有较高的可靠性和低的产品能耗。

遗传算子-蚁群优化在柴油机曲轴振动中的应用

针对船用柴油机振动大,噪声高的特点,考虑柴油机往复运动和旋转分量引起的不平衡力等多个影响因素,建立了柴油机缸体内部活塞二次运动的动力学模型,采用Runge-Kutta(RK)方法对目标函数进行求解,计算内燃机的惯性和活塞拍击在发动机悬置处产生的冲击力和发动机缸体表面的振动位移。以优化曲轴轴系振动幅值为目标,采用蚁群算法,引入遗传算法中的交叉、变异等遗传算子,提出全局搜索与局部搜索相耦合的方法策略。研究结果表明,柴油机曲轴轴系振动在交叉概率0.6和变异概率0.05处产生了最小的收敛;通过和数学模型进行对比分析,进一步验证了该变异蚁群算法的准确性。

单缸发动机曲轴敲击声的分析

在单缸发动机开发过程中,在怠速工况下发现存在有节奏的“哒哒”敲击声。分析敲击声产生的原因,通过声源定位、噪声及振动测试,确认声源为曲轴。通过试验,进一步锁定敲击声从连杆大端发出。针对单缸发动机曲轴敲击声,提出有效对策方案。

配收获机曲轴前端小轴强度计算方法研究

对配备机械行走收获机的曲轴前端强度的计算方法进行了研究,同时考虑了曲轴前端的三种载荷边界条件,包括侧向力、齿轮的过盈装配以及总扭矩。分析了存在过盈情况下曲轴前端的动力学计算方法、曲轴前端的静力学计算方法,以及这两种方法在评估曲轴前端强度时的适用场景和优劣对比。相关工作对于配套收获机时曲轴强度的校核具有较强的实用价值。

曲轴车削刀具磨损因素交互效应与优化

为有效减缓刀具磨损并尽可能地提高加工效率,采用Box-Behnken响应面与多元非线性回归相结合的方法,分析切削参数效应的显著性及交互作用机理,并拟合含有交互效应的刀具磨损回归方程;基于NSAG-Ⅱ算法,以切削参数为设计变量,刀具磨损回归方程和加工效率方程作为多目标优化函数,优化切削参数以实现减小刀具磨损速度的目的。结果表明,进给量与主轴转速间存在显著的正向交互效应,建立的刀具磨损回归方程在95%的置信区间内的最大拟合差值不超过0.000 6,优化结果与数值模拟结果的误差不超过2%,可有效降低刀具磨损。

高速重载下发动机曲轴失效分析与响应面优化设计

发动机运行过程中,曲轴轴颈在不同转角处磨损情况有所不同,导致曲轴表面匹配精度降低。对内燃机曲轴进行应力应变分析,基于有限元方法建立直列六缸内燃机曲轴三维模型,根据内燃机实际受载情况对曲轴施加约束和载荷并进行静力学仿真分析。结果表明:曲轴最大应力发生在曲轴连杆轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处,曲柄销中心出现最大形变。基于响应面法对曲轴进行优化分析,结果表明:优化后的曲轴最大应力与最大变形都有所减小,其中,最大应力减少了12.42%,最大变形减少了16.83%。为验证优化的可行性,对优化后的曲轴进行企业调研,结果表明:结构优化后的曲轴故障率和返修率都有所减小,降低了曲轴早期出厂的故障率。

6缸柴油机高强度球墨铸铁曲轴的研制

通过成分设计、凝固模拟、铁模覆砂铸造和等温正火复合新工艺应用,研制了一种高强度6缸柴油机球墨铸铁曲轴,分析了其内部质量、显微组织和力学性能.中试结果表明:采用复合新工艺研制的6缸球墨铸铁曲轴,其组织致密,没有内部铸造缺陷;与树脂砂铸造工艺相比,球墨铸铁曲轴的基体组织更均匀,共晶团数增多,晶粒显著细化,基体组织中索氏体比例大于90%,自由渗碳体比例小于1%.6缸球墨铸铁曲轴沿轴向不同位置的平均拉伸强度R_(m)、平均伸长率和基体平均硬度分别为946 MPa、5.6%和287 HB.负荷为2900N·m下,其弯曲疲劳试验加载次数达到10×10^(7)次而未出现裂纹和开裂现象,各项性能指标均超过L6R040301Q曲轴的技术要求,可代替现用的45锻钢和42CrMo锻钢曲轴,成本分别降低44.0%和66.2%.

发动机曲轴断裂故障分析

随着柴油机发动机的爆压不断提高,发动机曲轴断裂的问题屡屡发生,成为发动机开发中的核心问题。本文以某1.9L直列四缸柴油机为例,通过有限元分析零件的实际失效状态,从而找到曲轴断裂的根本原因,并制定改进措施,为发动机设计人员分析曲轴断裂问题提供参考依据。

某发动机曲轴后油封异响分析

某发动机的曲轴后油封在整车工厂零公里处,在发动机怠速时有异响发生。本文通过对故障发动机的零部件进行拆解分析,并经过故障再现,确定异响机理为:油封本体耐负压指标不足,外加回油不畅,在油封自带的“泵吸效应”下,空气由发动机外部进入发动机内腔,在油封唇口处发生油封唇口与曲轴的干摩擦声,并伴随有空气流过的口哨声,导致异响发生。为了解决该异响问题,对曲轴后油封本体结构及回油结构进行调整优化。经过试验验证,整改方案确认有效。本次分析为问题的关闭,以及后续新项目的油封设计选型及布置提供了宝贵经验。

高性能双软管隔膜泵曲轴可靠性设计

针对某高性能双软管隔膜泵国产化研制项目的核心零件曲轴进行结构可靠性设计。通过对曲轴的运动学分析,结合运行过程中所受动态载荷,研究曲轴的最大应力与变形,校核曲轴的危险截面疲劳强度,并通过模态分析得到曲轴的振动频率与振型。结果表明,曲轴结构强度与刚度安全可靠,危险截面疲劳安全系数为3.2,振动频率高于工作频率,满足曲轴结构设计要求。研究结果得到工程化应用,并取得良好的效果。

基于ANSYS的模切机曲轴静力学与模态分析

模切机曲轴的性能影响模切的速度和精度。本文分析现有模切机曲轴特性,对曲轴进行有限元分析,运用Solidworks软件建立曲轴三维模型,导入ANSYS Workbench软件模拟分析曲轴在模切机工作时的静态力学特性以及曲轴的振动特性,得到了应力、应变云图和模态振型图。静力分析结果表明,最大应力为242.54MPa,小于轴的屈服极限强度,符合实际要求。模态分析结果表明,曲轴在低阶频率下以弯曲变形为主,最大振型位移出现在曲轴的两端;在高阶频率下以弯曲和扭转变形为主,主要发生在曲轴的两端连接肘杆的轴端。得到该曲轴的最小固有频率,为该曲轴的可靠性分析、疲劳强度校核提供计算依据。

曲轴磨削砂轮端面刻槽工艺

在曲轴的主轴和连杆轴磨削过程中,由于轴肩端面和砂轮接触紧密,冷却和排屑困难、磨削热散失不及时,容易出现烧伤问题。有研究证明在砂轮生产环节采用高性能微晶陶瓷刚玉磨料、CBN超硬磨料制作砂轮,或制作不同结构层具有不同组织号的复合结构砂轮,或采用砂瓦组装磨具、端面刻槽砂轮磨削曲轴具有改善效果。本研究通过对砂轮端面刻槽前后磨削曲轴工况进行数据分析和建模,指导在曲轴的磨削加工实践中端面刻槽砂轮的应用,可有效解决在曲轴磨削时工件表面产生烧伤裂纹的现象,新工艺条件下工件的圆角及直线度也得以提高。

曲轴连杆式大型弛张筛关键部件动态特性

弛张筛作为选煤厂原煤干法深度筛分的关键装备,尤其曲轴连杆式弛张筛稳定性较好,在大型动力煤选煤厂得到广泛应用。曲轴连杆机构为该大型弛张筛的核心关键部件,其可靠性对筛分效果与后续分选环节均有重要影响。基于此,采用有限元仿真计算,聚焦曲轴连杆机构的动态特性,围绕哈尔乌素大型动力煤选煤厂大型弛张筛,构建曲轴连杆结构有限元模型并进行模态分析,进而基于模态叠加法进行简谐载荷作用下的谐响应分析,最后通过边界条件模拟其在筛机运行下的运动状态,对其进行了动力学分析。结果表明,其固有频率均远大于系统工作时的激振频率,曲轴连杆结构无共振风险;工作状态下曲轴连杆产生的应力集中在曲轴表面以及连杆的轴承处,最大应变为1.10×10^(-4),满足设计要求;同时,确定了连杆与曲轴间的机械碰撞是结构产生材料变形的主要原因。本研究结果为大型曲轴连杆式弛张筛的选型设计、结构优化以及工程实践提供了理论与技术参考。