高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。

一种电机用大扭矩制动器的设计

直流无刷电机将电能转换为机械能,为舵机提供动力。直流无刷电机应用于电动舵机系统,电机后部具备电磁制动器,可以实现电动舵机系统的位置锁定。相比于永磁式制动器,弹簧式制动器更耐冲击、振动等力学环境,本文设计了一种体积小、扭矩大的弹簧式失电制动器。

矿用单轨吊机车新型制动小车设计与分析

本文针对传统制动小车的缺陷,提出了一种新型简易的制动小车。本文根据单轨吊车运行的最大牵引力结合杠杆原理得到了制动弹簧力;根据制动弹簧力得到了制动油缸的最大制动力;根据该最大制动力获得油缸的拉力;根据拉力的大小选取了合适的油缸大小;根据油缸的大小和最大的制动弹簧力以及弹簧在不同制动状态下的伸长量得到了弹簧的设计参数。为实现制动装置的快速泄压,本文还设计了制动小车的快速泄压回路,保证制动小车的快速制动。最后本文通过仿真软件对制动小车的离心限速装置进行仿真分析,获得了其中甩杆甩出的合适速度以及甩出的长度,使其能在设定速度时甩出并触发控制阀动作,从而实现制动。

某动车组制动夹钳锁止弹簧断裂故障分析及优化

针对某动车组夹钳制动单元在运行43万公里后出现锁止弹簧断裂故障的问题,该文从锁止弹簧的受力状态、断口特征、生产组装过程、试验验证等方面进行了详细的研究分析。研究表明:锁止弹簧在服役期间受到外力作用导致表面挤压伤损,形成裂纹源,继而逐步扩展,直至疲劳断裂。最后根据分析结果对现有锁止弹簧结构、材料性能进行了优化,并通过仿真分析与试验验证了产品优化方案的疲劳性能与可靠性能显著提高。

高速动车组停放缸弹簧力值衰减原因分析及试验优化

高速动车组检修时发现制动缸的停放制动力输出不足,对停放制动夹钳单元检修时发现,停放弹簧力值的衰减是停放制动缸输出力不足的主要原因。研究发现,停放弹簧力值衰减的主要原因是弹簧应力松弛,而导致弹簧应力松弛的主要因素是弹簧长期处于高应力区工作。为优化弹簧应力松弛表现,提出通过更换材料和工艺的方法降低弹簧高应力区表现。最后,通过应力松弛对比试验对优化方案进行验证,得到改善停放弹簧力值衰减的方法,有效地降低了停放制动夹钳单元的维护成本。

高水基液压马达制动装置的设计与校验

阐述了高水基液压马达制动装置的结构和液压制动原理,以TMMRFZ100型高水基液压马达为例,根据液压开启压力、制动扭矩等参数,对制动装置的核心零件摩擦片和弹簧进行设计与校核。经试验验证,所设计的制动装置性能良好,可以很好地满足该型高水基液压马达的制动需求。

广州地铁APM线“弹簧制动被应用”故障的应急处置改造

广州地铁APM线列车弹簧制动采用电控气动模式,制动腔体充气时制动缓解、腔体排气时制动施加,气路由尼龙气管、金属弯头和电控阀体组成,列车运行过程中弹簧制动保持缓解状态。当列车因气路气管、弯头或阀体异常发生“弹簧制动被应用”故障时,列车无法动车,需轨道停电下车底处理。该故障易导致区间疏散、中断行车,对运营造成极大的影响。为降低该故障对运营的影响,现场对弹簧制动备用气源辅助缓解模块进行研究分析,通过对备用气源辅助缓解供气气路进行改造,扩大备用气源辅助缓解的应用范围,以实现发生上述问题导致的“弹簧制动被应用”故障时仅需在客室侧墙控制面板上按压辅助缓解按钮即可快速缓解弹簧制动动车,提高应急处置效率,降低故障对正线运营的影响。

高速动车组制动系统调压阀弹簧力值衰减因素试验研究

弹簧力值衰减是影响列车制动系统调压阀稳定性的重要因素,关键调压阀输出压力衰减会对列车运行安全带来隐患。在一定的应力条件下,弹簧材料、强压方式以及抛丸处理是影响弹簧抗衰减能力的主要因素。设计试验探索以上因素对于既定结构弹簧抗衰减能力的影响,并寻找弹簧优化方案减少使用过程中的力值衰减。试验数据表明:不锈钢弹簧抗衰减能力优于碳素弹簧钢丝;热强压处理弹簧抗衰减能力优于冷强压处理弹簧;不进行抛丸处理的弹簧抗衰减能力优于抛丸处理弹簧。结合功能需求和制造成本,完成了对既有弹簧的优化,试验效果良好。

轮边电机制动器及其设计计算

介绍了一种新型的轮边电机制动器的结构原理及特点,该制动器布置在电动机轴上,集行车制动、驻车制动和紧急制动于一体,大大简化了制动器结构和液压控制回路。该制动器由压缩弹簧提供制动力,由液压油解除制动,因此在发动机失效及液压管路故障的情况下仍能安全制动。通过计算制动时制动器需要提供的最大制动力对压缩弹簧进行了传统设计计算,并用Matlab优化工具箱以制动时弹簧的长度为优化目标进行了优化,优化效果明显,显著提高了制动器的储能能力。

基于遗传算法的盘式制动器碟形弹簧优化设计

建立了盘式制动器中使用的碟形弹簧的数学模型并对其进行了优化设计。以体积最小为目标,取碟簧的外径、内径、片数、自由高度、厚度为设计变量。为求得全局最优解,引进了遗传算法进行优化。结果表明,方法简便可行。

矿井提升机恒减速制动系统故障仿真分析

以JKMD4.5×4型矿井提升机配套的E141A型恒减速制动系统为研究对象,分析了恒减速制动系统工作原理;搭建了恒减速制动系统仿真模型,并通过理论计算验证了仿真模型的可靠性;利用仿真模型模拟了弹簧刚度减小、闸瓦摩擦因数下降、制动器泄漏等制动系统典型故障。仿真结果表明:各主要部件性能下降时,并不能立即引起制动系统故障,而是系统性能退化,这些退化表现为制动系统压力降低、开闸间隙变小或变大等;系统性能退化到一定程度才出现制动减速度不符合要求、制动器不开闸、开闸间隙过大、空动时间过长等故障。

汽车复合制动气室储能弹簧失效分析

以汽车复合制动气室驻车制动腔内的储能弹簧作为研究对象,介绍了驻车制动腔的结构组成和制动过程。通过分析复合制动气室的工作原理,提出了引起驻车制动失效的螺旋压缩储能弹簧的失效判断方法。利用气阀综合试验台测得的弹簧工作载荷和推杆行程的数据对失效判断方法加以验证。试验验证结果表明,该判断方法能够判别储能弹簧是否失效。

弹簧刚度和车速对某微型车制动性能的影响分析

以某微型车为工程实例,在ADAMS环境下建立了车辆动力学模型,进行了变参数的直线制动仿真试验,以制动过程中的汽车动力学响应为依据,定量的分析了前悬架弹簧刚度变化对汽车制动效能和制动方向稳定性的影响,并解释了随着车速的增加汽车制动方向稳定性变差的原因。

循环荷载作用下扣件钢轨纵向累积位移试验研究

为研究并模拟列车频繁制动作用导致的钢轨累积位移现象,以弹条Ⅲ型分开式扣件作为试验对象,对钢轨进行长期重复拉力加载,并通过数据采集软件采集拉力及钢轨位移数据,得到扣件纵向阻力与钢轨残余变形规律,获得在未超过扣件最大阻力的单向循环荷载加载下,钢轨纵向累积位移与加载循环次数的关系。研究结果表明:钢轨纵向累积位移随循环次数的增加而增大,在经过大量重复加载后残余位移增长速率有所减小,但位移值有进一步增大的趋势。对于弹条Ⅲ型分开式扣件,钢轨纵向残余位移f(x)和循环次数x间的函数关系近似满足幂函数形式:f(x)=0.01758x^(0.2332),且拟合度较高(R^(2)=0.9351)。该拟合公式具有一定的可信度,可以用于预测获得不同重复荷载作用后钢轨纵向累积位移值。经过大量纵向荷载重复作用后,扣件纵向刚度、扣件最大纵向阻力和扣件滑移阻力会有所增大,扣件弹塑性界限位移将会有所减小。研究成果可用于预测多次加卸载之后钢轨累积残余位移值,为相关线路设计与养护维修提供借鉴,同时也可为扣件本构关系的改进提供试验依据。同时可将钢轨残余位移预测值和扣件纵向刚度结合后计算出加载时钢轨最大纵向位移,通过对比不同地段钢轨最大纵向位移的限值,可以判断多次重复荷载后加载瞬间钢轨纵向位移是否超限。

基于MATLAB7.0的无极绳绞车制动器碟形弹簧优化设计

建立了无极绳绞车安全制动器液压缸中的碟形弹簧优化设计模型。以体积、质量最小为目标,取碟簧的外径、内径、自由高度、厚度和组合片数为设计变量,运用MATLAB7.0软件中的fmincon函数对其进行了优化。优化结果表明,该方法简便可行。

自动式机轮刹车组件弹簧试验系统的设计

为了完成飞机刹车组件弹簧日趋繁重的检测任务,满足对刹车弹簧的高性能要求,设计了自动式机轮刹车组件弹簧试验系统。介绍了该试验系统的组成、液压比例加载系统的工作原理及其PLC控制方式。通过最新研制成功的自动式机轮刹车组件弹簧试验系统的试验与现场试用表明,系统的自动化程度及检测精度较高。

基于盘-块间弹簧接触动力学模型的盘式制动器抖动改进设计

为了更加准确地量化制动抖动的产生,寻找降低抖动的方案,构造了一种盘式制动器盘-块间采用面分布式弹簧接触的动力学模型,并通过将仿真结果与台架试验结果进行对比来验证所构建的动力学模型的正确性以及适用性。从制动压力波动和制动力矩波动的计算表达式中找到制动抖动的关键影响参数,提出对制动卡钳结构和制动块背板结构进行改进的两种改进方案。同时,提出一种结合有限元分析与理论计算的参数确定方法确定改进后制动系统的参数。将改进后的制动器参数值输入到搭建的制动器Simulink模型进行仿真,获得改进后的制动压力波动和制动力矩波动的时域响应,并将其与改进前的仿真结果进行对比分析。研究结果表明,改进后制动系统的制动压力波动量比改进前减少了32.43%,制动力矩波动量比改进前减少了38.50%,说明所提出的制动器结构改进方法在降低制动抖动方面是有效的。

基于AMESim的弹簧制动气室动态特性仿真研究

以商用车辆弹簧制动气室为研究对象,通过对其工作原理进行分析,利用Solid Works软件绘制出弹簧制动气室的三维结构实物图。基于该制动气室的数学模型,在多领域系统仿真分析软件AMESim中运用PCD气压元件设计库、气压库及机械库元件搭建详细的仿真模型。对各组分的参数进行设定,仿真得出弹簧制动气室在不同气源压力下动态响应及推杆行程变化曲线。仿真结果表明,仿真曲线符合工程实际要求,从而证明所建AMESim模型的正确性,也为车辆制动系统的进一步改进提供一定理论依据。

膜片弹簧制动气室动态性能测试系统设计

阐述了膜片弹簧制动气室的工作原理及其在汽车气制动过程中的几种典型应用,从而引出双膜片弹簧制动气室的参数测试要求。为此,提出了双膜片弹簧制动气室动态性能测试方法,研究了测试系统的具体实现方案。在实验室实现了整个系统的组装,搭建了控制和测试平台。通过实际测试的实验数据表明,该系统具有较高的可靠性,测试精度高,稳定性好。实测特性曲线不超出理论曲线5%,在特性范围内能保持随动平衡。

汽车储能弹簧制动气室的设计与试验分析

汽车储能弹簧制动气室做为驻车制动系统的动力装置，提高了驻车制动效能，简化了驻车制动系统结构。在简单介绍储能弹簧制动气室结构的基础上，对储能弹簧制动气室进行了设计，对主要性能进行了较全面的测试，并对试验结果进行了分析。