基于热弹流理论的球轴承胶合失效研究

基于热弹流理论建立了适用于球轴承的胶合分析模型,通过数值计算方法获得了用来表征胶合程度的温度安全系数和膜厚安全系数在计算域中的分布.针对球轴承提出了其考虑乏油润滑影响的胶合失效判定方法,该方法综合考虑温度及膜厚对球轴承胶合失效的影响,不仅可以判断球轴承滚道与滚动体接触副之间是否发生胶合,还可以确定其发生胶合的具体区域及胶合程度.研究了不同入口油膜厚度、径向载荷和内圈转速对球轴承抗胶合承载能力的影响.结果表明:入口油膜厚度降低、径向载荷增大和内圈转速升高会增加球轴承胶合失效风险.

高速重载大行程运动升降平台设计及实现

[目的]为满足恶劣海况下舰船的大幅运动模拟需求,开展高速、重载、大行程运动升降平台的研发工作。[方法]针对运动平台的重载、高速及变参数特点,基于Adams仿真平台对采用重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台进行动力学仿真分析,提出一种基于模糊PID控制的多电机同步驱动控制系统,并基于控制特性相似原理研制了1∶14的缩比高速升降平台。[结果]通过平台的响应特性试验,验证了控制系统具有同步性强、控制精度高的优点,运动平台可以良好地模拟恶劣海况下舰船的升沉运动。[结论]所设计的重量平衡、4钢缆同步伺服驱动的高速升降平台可填补舰船大幅升沉运动模拟领域的空白,并对类似运动模拟器的研发具有参考意义。

火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展

火箭橇试验是高超声速技术领域的技术基础,已成为世界范围内高端装备博弈的热点之一,开展火箭橇系统的运维与损伤控制研究尤为重要。作为火箭橇与火箭滑轨连接的纽带,滑块是火箭橇试验在高速重载工况下可靠服役的关键。火箭橇滑块在特定服役工况下的磨损,威胁着火箭橇试验系统的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的主要技术瓶颈。因此,开展火箭橇滑块高速重载磨损行为研究具有重要的理论价值和工程意义。本文首先介绍了国内外火箭橇试验系统的发展沿革与现状;进而,基于试验、模拟仿真、试验与模拟仿真结合,综述了火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展。最后,着眼于模拟手段、高性能新型金属材料设计与制备、表面防护涂层等展望了解决火箭橇滑块磨损的可行途径,旨在为极端工况下材料服役损伤行为与控制技术提供借鉴与参考。

穿孔机顶杆循环装置液压控制系统的研究

设计穿孔机区域顶杆循环装置中顶杆小车油缸控制系统,对长行程高速重载液压系统油缸的速度、加速度、两腔液压力进行分析,对该类液压控制系统的运行机制、控制策略进行研究,进行了理论计算、仿真分析和实测验证,为类似工况液压控制系统的研究提供参考。

0Cr18Ni9Ti-U71Mn摩擦副高速重载磨损行为的数值模拟

火箭橇是在专用轨道上利用火箭发动机作动力推动火箭滑车高速前进以获取试验测试数据的动态试验装备.火箭橇滑块在高速重载服役条件下的磨损严重威胁着火箭橇的可靠运行和服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的技术瓶颈之一.本文作者基于Archard磨损模型和弹塑性变形理论,利用有限元开展了0Cr18Ni9Ti-U71Mn火箭橇摩擦副在高速重载下磨损行为的数值模拟.0Cr18Ni9Ti为火箭橇滑块,U71Mn为火箭橇滑轨,在模拟速度为300、340和380 m/s以及载荷为2、3和4 kN,模拟了高速重载下滑块磨损特性的演变过程.结果表明:增加载荷或速度均出现了前端效应,致使前端区域更容易发生磨损.增加载荷不利于磨损阶段从初始磨损向稳定磨损的转变,而增加速度却能够起到促进作用.随着载荷的增加,滑块的磨损深度随平均接触压力的增大而显著上升;但随着速度的增加,平均接触压力呈现下降趋势,滑块磨损深度缓慢增大.高速重载条件下,通过控制载荷可以有效减少火箭橇滑块的磨损,延长滑块的服役寿命.

高速重载铁路货车轮轴智能检测系统的研究

针对铁路货车在高速重载行车状态下的轮轴智能检测和轴承故障难以诊断问题,研究设计了一种高速重载铁路货车轮轴智能检测系统。通过构建系统的软件和硬件结构模型,制定通信指令集的编码和解码规则,设计智能化指令调度策略,编写专家控制产生式规则。同时采用基于有限脉冲响应-经验模态分解(FIR-EMD)和改进支持向量机(SVM)的铁路轴承故障诊断方法,实现铁路轴承故障有效分类。提出一种高速重载轮轴检测领域中可编程的智能化测控方法,能够对现场设备的控制程序进行重构和功能扩展。实验测试及结果表明,该系统设备的设计满足铁路货车轮轴高速度、大重载、智能化检测的需求。

提高斗提机链条链板疲劳强度的挤孔试验

高速重载斗式提升机链条,在交变载荷作用下,经过几十万次甚至一百万次以上冲击,最后的失效形式大部分是链板疲劳断裂,而国内外尚未见此类链条疲劳试验机的报道。开展链条链板的受力分析、挤孔后的弹塑性分析、残余应力的分析以及弹塑性状态下的位移计算等,为进行实际工况试验提供了理论依据;设计不同过盈量的挤孔芯棒加工链板,并对相关数据进行统计分析,进一步探究了挤孔过盈量的范围;对一定过盈量的挤孔链板进行拉伸试验,验证了链板的抗拉强度是否会受到影响。

高速重载齿轮齿面闪温变化特性分析

以一对高速重载条件下的渐开线圆柱直齿齿轮副为分析对象,以Blok瞬时温升法则为计算依据,推导了啮合线上任意啮合点处的闪温计算公式,综合分析了不同的齿轮传动参数对齿面闪温的影响,并利用MATLAB对多个传动参数下齿面闪温沿啮合线的分布特性进行了数值分析。结果表明,增大模数、齿宽、压力角以及降低转速、转矩可以在一定程度上降低齿面闪温,研究结果可以为提高齿轮胶合承载能力和使用寿命提供一定的理论依据。

重载装卸机器人高精度回转轴设计

高精度回转轴是重载装卸机器人的关键部件,其性能特性直接影响机器人的工作效率与可靠性。文章提出重载装卸机器人高精度回转轴的总体设计方案,介绍回转轴结构和工作原理,分析双导程蜗轮蜗杆齿侧间隙的调整原理和设计要点,并论述了伺服电机选型计算与热平衡核算方法。

采用EGR的重型柴油机低速高负荷性能与排放特性

以低速高负荷为研究工况,重点研究增压系统、进气温度、废气再循环(EGR)方式和喷油控制策略对采用EGR技术的重型共轨柴油机性能与排放特性的影响.研究表明:合理减小单级增压器的涡轮有效流通面积与压气机流量范围或采用两级增压系统都能有效提升EGR循环能力,同时改善NOx-燃油消耗率(BSFC)和NOx-碳烟(soot)的trade-off关系;随进气温度升高,EGR率的提升和NOx的降低逐渐受到涡前温度过高限制,但降低进气温度能同时显著改善NOx-soot和NOx-BSFC的trade-off关系;相比高压EGR,采用低压EGR能有效增强废气循环能力与增压系统做功能力,显著改善NOx-soot和NOxBSFC的trade-off关系并将NOx降至更低水平;降低喷油压力与推迟喷油定时相结合能在实现等NOx时降低soot.经主-后喷间隔角度和后喷油量优化,采用主喷加后喷射的多次喷射策略能进一步降低soot.

高速和重载下刚柔耦合机器人动力学仿真

为了使高速、重载下工业机器人运动的仿真结果更接近工程实际,以假设模态法为理论基础,采用ADAMS和ANSYS软件联合仿真,将关键的受力部件进行柔性化,建立了刚柔耦合的仿真模型,对相同负载、不同工作速度条件下和相同工作速度、不同负载条件下各关节所受力矩随时间的变化情况进行了分析,可得同样在增大4倍的情况下,末端负载的变化比工作速度的变化对关节所受力矩影响更明显,为机器人在高速、重载工况下工作时关节处电机的选取提供了依据。

重载电气化铁路钢轨电位监测系统

重载高速电气化铁路区段由于牵引电流大和钢轨对地漏泄电阻高,导致的钢轨电位偏高对人身和设备安全造成威胁。本文阐述了钢轨电位的产生机理,分析了其基本特性,并用实测波形和仿真数据验证了钢轨电位偏高情况频繁发生。提出了研究钢轨电位监测系统的必要性,从监测系统中的采集系统、GPS授时同步系统、抗干扰技术进行了详细分析,最后从技术可行性和经济可行性上分析得到,建立高速重载电气化铁路钢轨电位监测系统可行。

轨道-路基动力试验系统的研制与应用

针对室内铁路路基动力模型试验加载面临的困难及列车荷载较复杂这一特点,研制了大型轨道-路基动力试验系统,介绍该系统的主要构成、功能特点及工作原理。在室内进行轴重分别为23t、25t、28t、30t,速度为80km/h的路基动力响应试验。试验结果表明,该系统设计新颖、技术先进、稳定性能好,能较真实地产生列车竖向荷载,为室内开展大比例尺路基模型试验提供了重要平台,目前该系统已用于多项重载铁路和高速铁路路基工程动力响应长期动力性能试验。

一种高速重载码垛机器人机座的多目标优化设计

针对一种高速重载码垛机器人机座的多目标优化设计进行研究。对码垛机器人进行运动学分析、工作空间分析及力学分析，得到机座所受的力和力矩的最大值。建立了机座的有限元模型并通过模态对比试验，校验有限元模型的准确性。通过静力学分析，得到机座的最大应力和位移。通过振动试验。获得机器人工作时机座所受激振力的频率。由以上测试与分析结果确定．以质量最小、最大位移最小为目标，以第1阶固有频率不降低、最大应力小于许用应力为约束条件。通过灵敏度分析选取设计变量，并以其取值范围为约束条件．利用Box—Behnken试验设计和RSM法构造目标函数和约束函数的近似模型，并通过了可信度验证，建立了多目标优化模型。采用NSGA一Ⅱ算法进行求解，得到了优化结果。对比分析表明，在保证强度、刚度及振动稳定性的情况下，质量减轻了8．7％，验证了优化设计的有效性。

新型高速重载堆垛机器人运动系统设计

针对高产量铝锭堆垛生产线上高速重载堆垛工况,研究设计一种新型5自由度串并混联机构的堆垛机器人.该机器人本体结构模块采用由并联机构和串联机构闭环运动链组成的运动系统方案.通过对系统有关结构参数化建模、运动学特性的理论分析、运动仿真的虚拟实验及有限元分析,机器人运动系统能够很好的满足堆垛机对自由度、工作空间以及复杂堆垛轨迹的要求,承载力得到大幅度提升,可满足铝锭堆垛高速重载的堆垛要求.

高速及重载齿轮材料和热处理发展趋势

针对当前工程实际中所需高性能高速、重载齿轮研究制造中所面临的难题 ,分析了高速、重载齿轮材料及热处理状况 ,指出了解决难题的关键在于改进材料 ,采用低温深层硬化或复合表面处理达到高性能齿轮的要求。

环形腔多油垫静压推力轴承膜厚高速重载特性

为了研究高速重载对静压推力轴承油膜厚度的影响,采用理论分析和实验验证相结合的方法,依据润滑理论和摩擦学原理推导出环形腔多油垫静压推力轴承旋转工作台转速、载荷与间隙油膜厚度的关系,设计了油膜厚度测试装置,并进行了实验验证。研究结果表明:随着旋转工作台转速升高和承载增大,惯性流量、剪切和挤压热增大,润滑油粘度下降,致使油膜厚度变薄,局部出现油膜破裂和干摩擦,导致静压支承摩擦失效。

径向气体箔片轴承高速重载测试及实验台搭建

设计了一款带有气缸加载装置的高速重载径向气体箔片轴承实验台,并对一种三瓣式气体箔片轴承进行实验研究.测得该气体箔片轴承起飞转速和起飞转矩均随载荷增大而升高.分别在转速为30000、40000、50000、60000 r/min时采用温度监测法对该种气体箔片轴承进行承载能力测试,测得该气体箔片轴承在不同转速下的极限承载能力分别为380、535、700和810 N.实验期间,在70000 r/min时对双波箔气体箔片轴承进行加载实验,并在51000 r/min时实现1020 N加载,验证了高速重载气体箔片轴承实验台搭建成功.

铁道车辆制动热负荷的计算及应用

制动热负荷对铁道车辆的制动能力和装置使用寿命有重要的影响。文中根据轴重、速度和紧急制动能力 (减速度 ) ,对不同客货车辆的制动热负荷从停车制动能量和平均轴制动功率两方面进行了计算比较。并按照不同基础制动装置的制动热负荷能力 ,分析了踏面制动方式和盘形制动方式适应的速度范围 ,包括准高速客车提速到 2 0 0 km· h-1的盘形制动设计问题和高速列车复合制动的制动热负荷问题。从而提出了重载、高速铁道车辆的有关制动热负荷的设计限界。

高速重载径向滑动轴承热弹性计算方法的研究

对高速重载动压油膜轴承进行了热弹性分析，并用差分方法联立求解广义雷诺方程、能量方程、拉普拉斯热传导方程、轴瓦弹性变形方程、Ｒｏｅｌａｎｄｓ粘温粘压等方程，获得流体动压径向滑动轴承在高速重载条件下的油膜压力分布，温度分布，厚度分布，进而得到其承载量、润滑油流量和摩擦力等稳态特性。通过与试验数据的对照，证明了计算方法的可行性。