Wheel Setting Error Modeling and Compensation for Arc Envelope Grinding of Large-Aperture Aspherical Optics

Precision grinding is a key process for realizing the use of large-aperture aspherical optical elements in laser nuclear fusion devices,large-aperture astronomical telescopes,and high-resolution space cameras.In this study,the arc envelope grinding process of large-aperture aspherical optics is investigated using a CM1500 precision grinding machine with a maximum machinable diameter ofΦ1500 mm.The form error of the aspherical workpiece induced by wheel setting errors is analytically modeled for both parallel and cross grinding.Results show that the form error is more sensitive to the wheel setting error along the feed direction than that along the lateral direction.It is a bilinear function of the feed-direction wheel setting error and the distance to the optical axis.Based on the error function above,a method to determine the wheel setting error is proposed.Subsequently,grinding tests are performed with the wheels aligned accurately.Using a newly proposed partial error compensation method with an appropriate compensation factor,a form error of 3.4μm peak-to-valley(PV)for aΦ400 mm elliptical K9 glass surface is achieved.

动车组轮对故障模式分析及风险评估

动车组转向架的检修质量直接关乎行车安全,轮对是转向架重点部件,为提高其检修品质,将轮对装配结构的可靠性进行分解研究,根据实车故障数据分析制定轮对故障先验模式,再结合三维仿真分析和实车数据完善轮对故障后验模式,同时推导出轮对故障风险顺序数RPN的计算权重,将实车故障数据按故障模式和RPN进行归纳整理,得出轮对装配结构中车轮故障发生频次高且危害大的结论,针对性地分析了车轮检修的重点部位和操作工序,优化了轮对的维修策略,提高了检修品质。

动车组轮对故障模式分析及风险评估

动车组转向架的检修质量直接关乎行车安全,轮对是转向架重点部件,为提高其检修品质,将轮对装配结构的可靠性进行分解研究,根据实车故障数据分析制定轮对故障先验模式,再结合三维仿真分析和实车数据完善轮对故障后验模式,同时推导出轮对故障风险顺序数RPN的计算权重,将实车故障数据按故障模式和RPN进行归纳整理,得出轮对装配结构中车轮故障发生频次高且危害大的结论,针对性地分析了车轮检修的重点部位和操作工序,优化了轮对的维修策略,提高了检修品质。

基于变采样分辨率相关分析法的铁道客车轮对动平衡测试

铁道客车轮对上的不平衡质量影响列车运行安全及速度的进一步提升,轮对安装前需要精确检测不平衡质量并进行动平衡处理。本文提出自适应小波消噪、MUSIC(Multiple Signal Classification)谱估计、相关分析法相结合的方法,实现铁道客车轮对动平衡振动信号特征的提取。通过Labview软件与MATLAB混合编程实现软件开发,并搭建铁道客车轮对动平衡测试平台进行实验验证,实验验证结果表明,经过降噪和采样分辨率的控制,可以克服现场噪声及频率干扰问题,提取的信号幅值及相位具有较高的精度,可实现轮对上不平衡质量及位置的准确探测。

基于实测数据的车辆轮对磨耗模型研究

[目的]基于上海轨道交通17号线列车轮对实测数据,研究轮对磨耗规律,建立轮对轮缘厚度和轮径磨耗模型,以提高城市轨道交通车辆的安全性和维护效率。[方法]对轮对实测数据进行预处理,消除数据误差;采用曲线拟合和误差分析方法建立轮缘厚度和轮径的磨耗模型,并以磨耗速率拟合标准差,以及真实值与误差拟合曲线之间误差值的拟合标准差作为该模型的评价指标,评估轮缘厚度及轮径磨耗模型的准确性;分别针对1701次和1721次列车进行轮对磨耗模型验证。[结果及结论]1701次和1721次列车轮对轮缘厚度磨耗速率4次拟合曲线的拟合标准差,以及真实值与误差拟合曲线之间误差值的6次拟合曲线的拟合标准差均接近于零,验证了该车辆轮对磨耗模型的准确性,能够精确预测上海轨道交通17号线同一车型不同列车及同一列车不同位置的轮对磨耗情况。

辐条轮矢量受力模型解析与建立

提出放射状和交叉状两类辐条结构的解析和设计方法。针对零交叉、二交叉、四交叉和六交叉编法的四种常见辐条结构,建立了车轮在轴载重力、轴驱动和制动力矩、轴牵引和制动、轮地反作用以及轮辋切向摩擦等受力状态下相对应的轮组辐条张力矢量受力模型,同时搭建简单的实验平台对实验用车轮进行径向加载,与模型计算产生的数据结果进行粗略定性对比。初步验证该模型存在的合理性与科学性,为进一步分析差异原因、优化模型和提出具体计算分析方法的研究奠定基础。

复杂多变工况下高铁轮对轴承故障识别研究

为提升复杂多变工况下轴承故障识别精度,研究了高铁轮对轴承故障识别方法。复杂多变工况下的轮对轴承振动信号经集合经验模态分解后,获得多个IMF分量及剩余分量,计算各分量的排列熵,以此为初始特征集,将朴素贝叶斯算法和最大均值差异(FSBD)方法相结合筛选有效特征,进行源域深度迁移自编码器训练,将输出参数作为目标域深度迁移自编码器的初始参数,检测目标域特征子集,输出故障识别结果。实验结果表明:该方法可实现轮对轴承振动信号的分解,完成初始特征FSI值的计算,选取特征数为150时,轮对轴承故障识别效果最突出,识别精度达到98.5%。

全控器件大型水轮发电机组自动励磁系统设计

为保证大型水轮发电机组稳定运行,设计了基于全控器件的大型水轮发电机组自动励磁系统,通过全控器件实现发电机组自动励磁控制。以电压源型脉冲宽度调制变换器为全控器件,采用基于直接电流控制方法的电压源型脉冲宽度调制变换器控制方案并补充阻尼,避免其直流侧电压异常波动,优化了励磁系统电流质量。制定基于占空比调节的斩波器控制方案,调节励磁电压的占空比,避免发电机组励磁电流异常变化,完成大型水轮发电机组自动励磁控制。实验结果表明,该系统有较好的控制效果,可在1 s内实现大型水轮发电机组的稳定。

基于自适应鲁棒控制的电动爬楼轮椅车研究

针对国内外各种电动爬楼轮椅存在的结构复杂、功能单一和控制精度不高等问题,提出一种基于自适应鲁棒控制的轮腿式多功能爬楼轮椅车方案.首先,从电动轮椅常用模式出发,按照轮腿式结构和行星齿轮组特点,设计了一种双行星轮组的轮椅机构,可以实现行驶、升降、爬楼3种功能;然后,根据爬楼轮椅工作的3个过程,建立了机器人运动学模型,得到了机构运动学求解公式;在Adams中通过模型动作编写了step函数,仿真得到机构爬楼运动轨迹,验证其满足爬楼越障所需要求;最后,设计了一种自适应鲁棒滑模控制器,得到轮椅角度和速度跟踪曲线、控制输入曲线,验证了其控制策略的合理性,为后期样机搭建奠定了基础.

CRH2动车组轮对与轴箱弹簧的强度分析

高速列车运行超过蛇行稳定性临界速度时会出现安全隐患。为了解决这一隐患需对CRH2型动车组转向架进行数学建模。首先通过对轴箱体的简化处理及受力分析,在Pro/E软件中整体建模,并导入到Mechanica模块;然后对CRH2车轴建立刚性节点和弹性节点;最后进行静强度分析。结果表明,简化后的CRH2型转向架模型在临界速度上较初始模型有了一些改善,并且各个动力学参数均满足行业标准要求。

基于WPT-ESCDE的电气设备运输车轮对轴承故障特征提取方法

变压器等电气设备的吊装、转运环节是疏于监控的薄弱环节,极易发生机械冲击引起的二次损伤,而轨道运输车的轮对承载特性及轮对轴承运行状态关乎运输安全。综合考虑轨道运输车轮对轴承运输环境,分析振动信号中存在的主要成分及特征,提出一种基于小波包-包络谱相关散布熵(WPT-ESCDE)的故障特征提取方法。首先,对振动信号的离散时间序列进行小波包分解,并对小波包子带系数进行重构;其次,对每个小波包子带计算平方包络谱,得到离散频率序列,将得到的小波包子带包络谱离散序列看作广义时间序列进行相关分析,得到包络谱相关函数;最后,计算包络谱相关函数的散布熵,筛选最优小波包子带序列进行特征提取。通过仿真分析和QPZZ-Ⅱ旋转机械故障模拟实验台实测信号验证了所提方法的有效性。

考虑波磨激励的城市轨道车辆轮对吸振器减振方法

以抑制钢轨波浪形磨耗导致的城市轨道车辆振动为目的,提出一种新颖的适用于城市轨道车辆的轮对吸振器减振方法,建立包含轮对吸振器的车辆-轨道系统耦合模型。通过对轨道不平顺和钢轨波磨综合激扰源的构建,分析钢轨波磨激励对车辆系统动态响应的影响;针对轨道车辆的轮对振动特性,讨论轮对吸振器在不同工况下的减振效果。结果表明:钢轨波浪形磨耗会引起车辆系统各部件振动加剧,对轮对振动影响最为严重。在不同波长、不同波深波磨作用下,安装轮对吸振器的轨道车辆轮对振动都被很好抑制,轮对吸振器在不同速度以及不同载重工况下均有较好减振效果。轮对吸振器能够有效降低轮对的垂向振动,特别适合用于提升城市轨道车辆舒适性。研究工作为提高城市轨道车辆运行平稳性提供参考依据。

城轨车辆轮对故障预测关键技术研究

针对城轨车辆轮对故障率高从而对行车安全影响大的问题,采用激光位移测量技术、高精度图像测量技术、机器视觉图像分析技术、超声波无损探伤等技术,构建一套完善的城轨车辆轮对故障智能检测诊断系统。在该系统的基础上,综合多源检测数据,运用智能诊断专家系统实现轮对故障、寿命预测,并提出经济化镟修建议。通过在城市轨道交通的实际应用验证轮对故障诊断及预测的研究成果,促进我国城市轨道交通的绿色健康发展。

基于中点弦测法的车载式车轮不圆度测量

列车车轮不圆度是影响列车运行平稳性的重要因素,目前静态检测设备均需抬轮的准备工作,极大降低了检测效率,接触式传感器测量易发生损耗,导致测量发生误差,为提高检测效率以及避免检测误差,采用中点弦测法结合逆滤波器实现对车轮不圆度的车载式测量。检测时列车以低速运行,通过激光位移传感器实现非接触式测量,并同时利用3个激光位移传感器的具体位置关系和测量值得到弦测值作为逆滤波器的输入,构造逆滤波器的频率响应函数使一定波长范围内的不圆度数据得到还原,最后再构造低通滤波器以及进行离散傅里叶变换该车轮各个阶次多边形磨耗的粗糙度等级。通过实验测量数据验证,采用中点弦测法测得的车轮不圆度数据与真实不圆度数值的误差较小,可以实现车轮不圆度数据的车载式测量,各个阶次的粗糙度等级也可反映被测车轮目前的磨损状态。

TF2000型数控不落轮镟床刀具补偿调整方案研究

针对TF2000型数控不落轮镟床刀具补偿调整需要结合数据反复试验效率低下的问题,通过反复试验提出以加工后不同轮形结果为依据进行刀具补偿调整的方案。总结了10种不同轮形结果应采取的刀具补偿的调整方案,优化了刀具补偿调整方案,提高了轮对加工效率和精度。

5G宽带移动通信及北斗卫星导航技术在LKJ中的融合应用研究

5G通信和卫星定位已成为推动列车运行控制系统向前发展的核心技术。基于实时动态差分的卫星定位技术可将列车定位精确至厘米级,5G通信则为车地之间的卫星差分数据传输提供高速通道。结合列车运行监控装置(LKJ)在智能控制方面的需求,采用5G+北斗导航技术,针对LKJ参数设定辅助提示、始发站开车自动对标、轮径自动校正、测距误差消除、调车作业防护等5个应用场景提出解决方案,对于提升LKJ精准高效的控制能力具有一定借鉴意义。

618M手摇磨床台阶、直槽成型加工方法的探析

M618手摇磨削技术在连接器模具制造加工中对镶件、插件、窄槽是一种无可取代的传统加工方法。对于台阶、直槽的加工需要操作者有着较高的技能水平和工艺制定能力,在实际生产加工中能选择合理的方法完成零件的台阶、直槽加工,降低废品率,从而提高零件的精度与生产效率,对指导企业生产有实际意义。

浅议原煤主运输刮板机的改造

华阳集团一矿选煤厂洗选无烟煤,为矿井型选煤厂,由于近几年矿井生产能力逐年增加,选煤厂202主运输原煤刮板机在使用中存在一些问题与生产不适应,经现场考察、研究、讨论,决定对刮板机驱动装置、机头轮组、机头架几个方面进行改造,减少设备故障和维修工作量,适应生产实际需要,保证刮板机正常运行、洗选系统正常生产。

电力机车轮对驱动装置AGV物料搬运系统研究

文章对沧州机车车辆维修分公司电力机车轮对驱动装置智慧车间进行改造。该改造设计按照电力机车轮对驱动装置的检修工艺实现AGV无人调配、线路优化和效率平衡。该系统主要由叉车式AGV智能配送机器人、无线通信系统和智能调度系统组成,采用当下先进技术实现对车轴、轮芯、轮毂、齿轮、整体轮的柔性化、无人化、智能化配送,大大降低了人工作业强度,提高了物料配送效率。

基于PLC的轮对RGV输送车自动控制系统

为实现轮对RGV输送车在具有不同类型、不同数量障碍物的场景中稳定运行,设计基于PLC的轮对RGV输送车自动控制系统。红外光电传感器检测到障碍物,采用改进人工势场法的RGV输送车避障算法规划避障路径,PLC控制模块下达避障运行指令至循迹电路,实现轮对RGV输送车避障运行。实验结果验证系统可以实现轮式RGV输送车无碰撞运行,在具有不同类型、不同数量障碍物的场景中,具有一定抗干扰性,使用性能稳定,仍可控制轮式RGV输送车完成无碰撞运行。