2020, 48(5):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.001 CSTR:
摘要:为了提高大型和异形零部件的装配效率和装配精度,设计了六自由度并联平台多轴控制系统。通过控制6个电动缸的伸缩变化,实现动平台在空间6个自由度的运动。选用倍福C6015-0010型控制器作为整个系统的控制核心,使用TwinCAT控件实现工控机与运动控制器及数控系统的通信。可以实现控制系统的方位角、俯仰角和横滚角精度达到±0.01°,垂直、纵向及侧向线位移精度达到±0.1 mm。
2020, 48(5):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.002 CSTR:
摘要:针对多关节液压机械臂开环控制精度低的问题,设计了一套基于51单片机控制的液压机械臂闭环控制系统。在上位机图形界面上输入控制数据,经串口通信到51单片机,通过控制电磁阀的导通来驱动机械臂运动;同时单片机可根据光电编码器实时采集的各关节运动角度,进行反馈控制,形成一个闭环控制系统,以减小机械臂运动误差。
2020, 48(5):11-14. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.003 CSTR:
摘要:针对轴承上字符的特点,提出了一种基于机器视觉的轴承字符自动识别方法,并利用C++和OpenCV计算机视觉库开发了识别软件。对轴承字符图像进行阈值分割,使用Sobel算子提取边缘轮廓,然后使用改进的圆检测算法定位环形字符区域,在经过极坐标变换后进行字符分割。最后提取改进的字符特征,使用支持向量机分类器进行字符识别。试验结果表明:该方法能有效识别轴承字符,而且识别率达到了95%以上,具有广阔的应用前景。
2020, 48(5):15-19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.004 CSTR:
摘要:设计了一种电磁吸附履带式除锈爬壁机器人,可实现对狭窄立柱、横梁等电厂典型钢结构的高空喷砂除锈并回收砂粒。通过建立爬壁机器人沿钢结构壁面喷砂除锈的静力学模型和动力学模型,推导出爬壁机器人向上爬行的电机启动转矩和工作转矩,为电磁铁和电机的选择提供理论依据。利用MATLAB进行计算仿真,获得机器人不沿壁面下滑时吸附力与静摩擦因数、钢结构壁面倾角的关系,讨论了机器人不发生倾覆时摆臂摆角、壁面倾角对吸附力性能的影响。分析结果表明,当钢结构壁面倾角为21.8°,且静摩擦因数为0.4时,机器人所需的磁吸附力达到最大值。当机器人单侧履带的电磁铁数量为20块时,选择吸附力大于54.37 N的电磁铁安装于履带上,机器人不会出现下滑和倾覆,可以保证机器人爬壁的安全性。
2020, 48(5):20-24. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.005 CSTR:
摘要:为帮助下肢瘫痪人群恢复行走功能,设计出一款下肢外骨骼机器人。依据人体运动机制对各个关节的自由度进行了设计,确定了主动关节和被动关节类型并选用合适的驱动方式,详细介绍了主要部位的结构设计。论述了机器人的工作机制以及工作方式。建立下肢外骨骼机器人的连杆模型,规划出关节运动轨迹并求解出各个关节旋转运动曲线。利用ADAMS仿真软件将所规划的步态曲线进行仿真分析,仿真结果表明:各个关节运动曲线柔顺平滑,无明显冲击。在一个周期内,与理论计算值相比,各个关节的角度仿真值误差均小于±1.5°,在合理误差范围之内。利用COG理论验证步态轨迹的动态稳定性,证明了所规划的步态曲线的合理性。
2020, 48(5):25-28. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.006 CSTR:
摘要:为了适应大批量生产需要,提高圆柱体小零件生产加工效率,设计了一种机器人高效自动打磨抛光系统。该系统采用机器人自动夹持工件并回转的加工方式,实现了圆柱体零件的径向圆周自动加工;采用翻转台对工件进行上下翻转的加工工艺,实现了圆柱体零件的轴向自动加工。通过一次夹持多个零件进行加工的装夹方式,实现了在一定机器人负载能力下加工效率的最大化;运用模块化设计理念,可根据工艺需求设置多个不同加工工位,实现了工作系统的柔性配置和全流程自动化加工;加装了可调节柔顺装置,实现了工艺参数的可调可控,保证了打磨抛光效果。将该系统应用于不锈钢保温杯的加工。试验结果表明:该系统能够实现圆柱体小零件的大批量高效自动化加工,可以满足实际生产需求。
2020, 48(5):29-33. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.007 CSTR:
摘要:以焊接机器人为研究对象,利用SolidWorks建模功能和RobotStudio仿真功能搭建了焊接机器人工作站。根据焊件的实际工况设置焊接系统参数,研究发现短路过渡的焊接方法适合薄板低碳钢的焊接。设计了供电供气系统,规划了焊接轨迹。为了提高机器人精度,采用TCP和Z、X法建立工具坐标,采用三点法设置工件坐标。创建了常用的I/O信号,并进行信号关联,使用焊接机器人专用的编程指令,编写完成了焊接程序。创建了碰撞监控,保证焊枪与焊件在示教和仿真运行时不发生碰撞。运用TCP跟踪功能验证了焊缝轨迹的准确性,调用计时器功能,记录焊接仿真时间。在示教器生产屏幕中不断优化焊接参数,从而得到理想的焊缝。通过对焊接工作站的仿真设计,有利于改善劳动条件,提高生产效率。
2020, 48(5):34-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.008 CSTR:
摘要:设计了一个四自由度直角坐标错架图书分拣机器人,传动机构由一个R方向的转动机构和X、Y、Z 3个方向上的滑动机构组成,通过各个传动机构的运动实现末端执行器所要到达的位置。利用D-H参数法建立机器人的运动学方程,对机器人末端执行机构的运动进行理论推导,利用SolidWorks进行建模,将模型导入到ADAMS软件中进行运动学仿真。结果表明:机器人末端位移、速度曲线变化平稳,能到达空间中的指定位置,验证了结构设计的合理性,从而为控制系统的设计提供了依据。
2020, 48(5):39-43. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.009 CSTR:
摘要:为解决特大型矿用磨机衬板更换过程中作业效率低以及进口设备价格垄断等问题,采用虚拟样机技术研制了一种能够高效完成衬板更换的自行式八自由度重型机械手。根据作业要求对衬板更换机械手进行结构设计,并运用三维软件Inventor建立模型;采用D-H参数法建立其运动学数学模型,在RecurDyn平台进行仿真分析。仿真结果显示,所设计的衬板更换机械手能够满足作业要求;所建立的运动学方程是正确的;仿真结果为驱动元器件的选型提供了依据。
2020, 48(5):44-48. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.010 CSTR:
摘要:通过对输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬环境分析,研制了一种输电线路角钢塔攀爬机器人。该机器人整体结构包括上下臂和上下部手爪,其结构简单,能提高机器人的可靠性和工作效率;手爪采用一种电磁吸附与二自由度冗余机械爪的复合结构,以保证夹持的快速性和可靠性,重点介绍了电磁吸附手爪的分析和设计过程。在此基础上,分析了输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬步态和越障步态,验证了机器人步态的合理性。该机器人可以代替工人攀爬输电线路角钢塔,降低了电力工人的工作风险,提高了工作效率,具有实用和推广价值。
2020, 48(5):49-53. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.011 CSTR:
摘要:针对相关行业对线缆表面质量检测的需求和人工检测方法的不足,提出一套基于机器视觉的线缆表面缺陷实时检测系统的设计方案。设计了满足工业生产线条件的视觉硬件设备,用于采集优质的线缆图像。在图像处理算法中,改进行灰度均值法实现了复杂环境下图像线缆区域的提取;改进双边滤波建立背景并与原缺陷图像差分实现了缺陷信息的分割。通过对300张存在小孔、划痕、绝缘皮破损等线缆缺陷图像进行检测试验,结果表明:该算法检测准确率高于96.3%。
2020, 48(5):54-58. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.012 CSTR:
摘要:针对船舶外板爬壁喷涂的轨迹涂层保护策略,提出了搭载往复喷枪的船舶外板拖涂爬壁机器人设计。从系统角度,全面对该机器人的拖涂爬壁本体系统、供料及漆雾回收防护罩系统、安全防护系统、轨迹规划等进行了总体设计,并分别对每个部分的设计问题进行提炼分析,提出相应的解决方案。这种爬壁机器人设备,能够模拟人工作业,并可以根据双机作业控制流程进行多机联动附壁作业,为机器化在船舶智能制造生产中的实际应用提供了参考。
2020, 48(5):59-62. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.013 CSTR:
摘要:盒养动物自动化喂养可以减少人工作业强度,降低人力成本,提高养殖的自动化水平,而自动喂养机器人的导航定位系统的研究是实现自动化喂养的关键。为此,研究了基于磁带和RFID标签的导航定位技术,设计开发了磁导航传感器的信息处理及导航纠正算法,以及利用RFID标签的站点定位技术,此外,对自动喂养机器人的避障系统进行了分析与设计。开发了自动喂养机器人导航定位控制系统,最后通过样机验证了导航定位算法的可行性和正确性,满足了自动化喂养的现场要求。
2020, 48(5):63-67. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.014 CSTR:
摘要:针对串联型机械臂关节空间内的轨迹跟踪控制,提出了一种自适应鲁棒容错控制方法。在机械臂动力学模型中加入了外界干扰、关节摩擦与故障模型,并将其等价成二阶被控系统。在此基础上,结合非奇异快速终端滑模面和反步法控制策略,设计一种新型的反步非奇异快速终端滑模控制器。通过李亚普诺夫准则验证了控制策略的全局渐近稳定性;引入自适应技术估计系统不确定性的上界,提高控制器的鲁棒性。以二自由度机械臂为被控对象,对所设计控制器的有效性进行了验证,结果表明:与传统的非奇异快速终端滑模控制器及反步非奇异快速终端滑模控制器相比,该控制器具有响应速度快、鲁棒性强、抖振小的优点,能有效应对系统故障和实现机械臂的高精度轨迹跟踪控制。
2020, 48(5):68-72. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.015 CSTR:
摘要:在移动机器人的相关技术中,局部路径规划技术是一项关键技术。对于自主配送机器人在配送某些易碎物品或是对运动较为敏感的物品时,为了保证被运输物品的安全性,在路径规划中还要考虑到机器人车体的离心力大小。动态窗口算法是局部路径规划的一种常用算法,针对经典动态窗口算法不能兼顾到机器人在运动过程中的离心力大小,提出了改进的动态窗口算法。在经典动态窗口算法的目标函数中加入离心力的评价项,防止机器人在转向过程中离心力过大导致车体运行不稳定。实验表明:当目标函数中离心力评价项占比更重时,机器人运行的转向半径更大,多数情况下沿直线运行,且在整个导航过程中离心力的最大值更小。
2020, 48(5):73-77. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.016 CSTR:
摘要:以3C行业中装配手机为例,采用自动化程度高、可靠性好、工作效率高的6自由度机械臂,针对基于工业机器人的自动装配线,对小型电子产品手机SIM卡的安装进行了装配规划研究,分析了该工序的难点,分解了装配的路径轨迹,阐明了工具姿态及示教点对装配质量的影响,并给出了解决方法,极大地提高了生产效率。同时针对提高以机械臂为核心的生产线开发效率提出了一些建议。
2020, 48(5):78-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.017 CSTR:
摘要:为了解决搬运码垛机器人利用率低和更换夹具比较麻烦等问题,设计了一种多功能柔性自动切换机器人夹具,包括机架、夹取装置、吸取装置和驱动装置等。该夹具同时具有吸取功能和夹取功能,并可通过机械臂驱动夹具做三维运动及旋转。结合机器视觉识别,可在工作范围内对工件采用不同的方式进行夹取,实现一台机器人同时服务2种不同类型工件或2条生产线,大大提高了机器人的利用率。该夹具已应用在壁挂炉生产线的搬运机器人上,使得搬运码垛工人的数量从10人降低到1人,工人的劳动强度大幅度降低,约18个月收回投入成本,效果很好。
2020, 48(5):81-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.018 CSTR:
摘要:为了提高一种6轴搬动机器臂运动方程逆解的准确性、易推广性,以一种实际工业机器臂模型为研究对象,建立实体的D-H模型,进行运动学正解仿真与分析,以及运动学逆解算法的改良和编程,运用MATLAB求逆解,进行仿真并与实验测得的结果比较,验证了逆解改良算法的正确性,文中对机器臂运动方程的逆解改良算法可应用于高校的机器人教学中。
2020, 48(5):88-92. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.019 CSTR:
摘要:滚珠整形器在变形套管修复中应用越来越广泛,而整形时常凭经验确定整形量,若单次整形量过大极易造成套管损坏。为此,给出套管单次整形极限研究方法,采用多线性等向强化模型,考虑套管的材料和接触双重非线性特性,建立了滚压整形缩径变形套管有限元模型,给出了求解策略,并采用试验研究的方法验证了数值模型的合理性。揭示了不同整形量对套管塑性位移及应力分布的影响规律,研究了不同轴向变形长度套管单次整形极限。结果表明:随着套管整形量的增大,套管最大等效应力、塑性位移和残余应力均增大;随着套管轴向变形长度的增大,单次整形极限有减小的趋势,单次整形量最大值不能超过3.6 mm。研究结果可为滚压整形变形套管现场施工提供理论指导。
2020, 48(5):93-101. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.020 CSTR:
摘要:为了设计高品质的车辆减振器,分析研究了减振器在不同工况下的阻尼特性及其影响因素。对减振器的阀系结构进行分析,基于CFD数值方法,建立了较高精度的减振器三维流体模型和流体网格模型,在FLUENT流体软件中进行了仿真分析,获得了减振器复原阀阻尼力特性曲线和内部阀系在不同工况下的压力场特性,并分析研究了在不同工况下影响减振器阻尼特性的最大因素,并进行了试验验证。结果表明:减振器低速工作时,其阀系内部压力场分布均匀,减振器叠加阀多槽面积是影响减振阻尼特性的最大因素;高速工作时,减振器阀系内部压力场波动明显,活塞孔直径是影响减振阻尼特性的最大因素。此方法对减振器内部阀系的优化设计提供了一定的理论依据。
2020, 48(5):102-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.021 CSTR:
摘要:行星复合铣削方法是复合加工方法的一种实现形式,该加工方法所产生的切削力较普通端铣加工的切削力有大幅度的降低,从而能有效地降低切削热、减少工件变形、提高刀具寿命。行星复合铣削方法切削力大幅度地降低的主要原因是该方法的切削轨迹使其能将厚切削层分解为细小的切削层,而该方法中的立铣刀的螺旋角和半径对实际切削力的影响很小。行星复合铣削方法在刀盘低速旋转时就能实现高速切削,有效地避开了高速旋转刀盘的动平衡问题,结合其切削力小的优势,通过增大刀盘直径并增加立铣刀数量来提高加工效率。行星铣刀采用行星轮系结构,能够达到行星复合铣削方法切削轨迹要求,具有扭矩大、运转可靠等优势。
2020, 48(5):107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.022 CSTR:
摘要:针对矿用轻型胶轮车低速检测时底盘输出功率与电涡流测功器外特性曲线不匹配的问题进行研究,建立胶轮车行驶阻力功率和电涡流测功器吸收功率的数学模型,对电涡流测功器进行参数化分析并获得外特性曲线,利用COMSOL软件对不同转盘材料进行电磁模拟仿真。分析了气隙长度、定子极对数、励磁电流和转盘材料对电涡流测功器吸收功率和临界转速的影响。结果表明:改变电涡流测功器定子极对数和使用不同转盘材料对其外特性曲线有较显著的影响。
2020, 48(5):112-114. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.023 CSTR:
摘要:将遗传算法和神经网络两种技术相结合,建立遗传-神经网络插补模型以实现对复杂型面零件插补,该模型兼具神经非线性映射能力和遗传算法快速、收敛学习能力等性能。通过实验分析,验证了遗传-神经网络数控插补的可行性,该方法能够提高复杂型面零件插补的精度及速度。
2020, 48(5):115-118. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.024 CSTR:
摘要:考虑到薄壁套筒的薄壁长度、厚度,薄壁套筒环状凹槽的深度以及薄壁所受液压力的大小对工件的变形量、定位精度和夹紧力会造成影响,应用ANSYS平台对液胀定位夹具进行有限元建模,分析得出了薄壁套筒薄壁长度、厚度等参数对工件夹紧变形的影响规律,并且通过对目标进行结构优化设计,获得了优化的结构参数,优化后的结构使得液压油密封性能更好,工件和薄壁套筒变形更小,同时能够得到良好的夹紧力矩。结果表明:工件的变形量从1.5 μm减小到0.9 μm,薄壁套筒最大应力由292.88 MPa减小到282.34 MPa,薄壁套筒两端结合面径向变形由11.8 μm减小到8.6 μm,夹紧力矩由124.36 N·m减小到67.33 N·m。
2020, 48(5):119-123. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.025 CSTR:
摘要:针对机床永磁同步电机外部负载干扰和参数变化敏感,提出了自适应模糊反演控制用于永磁同步电机位置控制。模糊系统估计控制率中的未知非线性,模糊控制器采用自适应和反演构造。与传统反演控制进行了仿真对比,仿真结果表明:提出的控制结构比较简单,在参数不确定和负载力矩干扰的情况下,位置误差集中在一个较小的范围
2020, 48(5):124-127. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.026 CSTR:
摘要:针对高速铁路建设项目中应用的某重型轮胎式行走机械在行走过程中存在前后车不同步的现象,分析了其泵控马达闭式液压驱动系统的特点及不同步的原因,总结了基于速度协同控制方法的不足,提出了基于前后车驱动力相协调的同步控制策略,并给出前后车驱动力之间的对应关系。在实车上对提出的同步控制策略进行了实验验证,结果表明:基于驱动力协调的同步控制方法可有效提升整车驱动性能,解决了前后车之间的不同步问题,为多驱动系统的重型轮胎式行走机械的同步控制提供了新的思路。
2020, 48(5):128-132. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.027 CSTR:
摘要:针对辊式矫直机4个液压缸同步压下驱动的情况,在传统闭环同步控制的基础上提出了一主三从的液压缸主从同步控制方案,并阐述了其基本原理。然后利用MATLAB/Simulink软件对辊式矫直机采用一主三从的主从同步控制进行了仿真模拟,模拟结果为液压缸位移波动平均值为0.189 mm,波动最大值为0.273 mm,而矫直压力波动平均值为0.6 MPa,波动最大值为0.68 MPa。最后依托济钢11辊辊式矫直机对闭环同步控制和主从同步控制进行了实验对比研究,通过对矫直辊缝值和矫直力大小的数据进行分析,可知相较于传统的闭环同步控制,选用主从同步控制能取得更好的位置精度和矫直压力控制。
2020, 48(5):133-135. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.028 CSTR:
摘要:液压调剖注入泵常用的风冷式散热装置存在散热效果差等缺点。通过对该散热装置进行结构改造,设计一种油冷式散热装置。研究了设备出口油温和总传热系数的变化情况,结果表明:油冷式散热装置散热效果明显优于风冷式散热装置。该装置已应用于实际生产且效果较好,具有很好的发展前景和推广价值。
2020, 48(5):136-139. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.029 CSTR:
摘要:为提高航天用液氨类齿轮泵的使役性能及在机械泵驱动两相回路(MPTL)中的匹配性能,研究了基于该两相回路的用泵特点并精确计算了泵的容积效率,由泵输出流量、容积效率的输出特性得出泵转速的使役特性并进行实例运算及灵敏度分析。结果表明:液氨类介质泵的容积效率一般比较低;泵的输出流量具有与转速的正线性、压差的负线性、介质黏度的负反相关的比例特性;泵的容积效率具有与压差/转速的负线性相关特性,适宜于高速、轻载工况;泵的使役转速具有与MPTL回路流量的正线性、回路压差的负线性、回路介质黏度的负反相关的比例特性,宜用于压差/转速(流量)恒定的回路工况;案例的介质黏度小于0.004 19 Pa·s的区域为压差敏感的低黏度区,否则为流量敏感黏度区。所得结论为液氨类航天用泵的进一步研究与开发,提供了理论依据。
2020, 48(5):140-142. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.030 CSTR:
摘要:链式打捞装置是一种打捞专用设备,主要适用于浅海打捞,也可用于江河打捞。该装置采用机械式液压同步回路,系统采用负载敏感系统,不仅能满足多执行器同时动作的要求,同时能提高系统效率,减少发热。为解决打捞过程中驳船受海浪升沉运动引起的链条张拉力变化问题,系统采用被动式波浪补偿系统,利用蓄能器站吸收冲击,同时对系统进行了动力学分析,建立了相应数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真,设计了蓄能器站,有效地减弱了驳船升沉所引起的链条张拉力变化大的影响,使得打捞过程变得更为平稳可靠,保证了打捞过程的安全。
2020, 48(5):143-145. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.031 CSTR:
摘要:将液压夹具运用于物流生产线,通过PLC程序控制液压夹具的动作,同时配备夹具气密检测装置和喷淋装置,通过检测信号的互锁,提高夹具使用的安全性和可靠性,从而提高物流线的产能。
2020, 48(5):146-149. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.032 CSTR:
摘要:在CAD模型已知的零件数字化检测中,为将CAD模型和零件的实测点云模型进行对比分析,首先要解决CAD模型离散为点云数据的问题。针对这一问题,提出了一种基于UG NX平台二次开发获得点云数据的方法。介绍了UG NX二次开发的工具及其基本特点,并综合运用二次开发工具和Visual Studio 2010开发环境在UG NX10.0中设计了完成CAD模型离散的对话框。阐述了CAD模型离散的原理、基本流程,编写对话框中的回调函数实现了离散功能,获得了点云数据。将离散结果与原模型进行对比分析,表明离散结果可以很好地代表CAD模型。
2020, 48(5):150-155. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.033 CSTR:
摘要:通过对某POF三辊连轧管机组液压压下位置控制系统的分析,重新定义负载压力、负载流量和泄漏流量,推导出液压缸活塞杆外伸、内缩时传递函数模型。为对称阀控非对称液压缸模型的建立提供理论依据。连轧机压下系统精度要求高,受实际环境影响,存在一定非线性。为满足控制参数能根据外界环境自动调整的要求,设计了模糊自整定PI控制器,仿真结果证明该控制器能满足系统要求。
2020, 48(5):156-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.034 CSTR:
摘要:介绍了汽车行业及驱动桥壳的市场需求,在现有成形工艺基础上,提出了一种驱动桥壳复杂结构成形的新的加工工艺,设计了与该工艺相匹配的关键工序。针对核心工序驱动桥壳整体复合胀形,采用有限元法对整体复合胀形变形过程进行验证分析,结果表明:开槽管坯胀形温度为600 ℃时,胀形过程最大应力值达到243 MPa,能够满足驱动桥壳成形需求。
2020, 48(5):161-165. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.035 CSTR:
摘要:为了得到粗糙度对翼型气动性能的影响,采用CFD数值模拟,研究了S809翼型布置粗糙度时的气动性能,得到了其敏感粗糙度;模拟计算了翼型吸力面和压力面分段布置粗糙度时,翼型升、阻力的变化;采用对称加厚的方式对S809翼型进行钝尾缘修型,并对最优修型和原始翼型气动性能进行了比较。结果表明:粗糙度0.5 mm是S809的敏感粗糙度,吸力面距离前缘5%、55%弦长位置和压力面相距45%、65%弦长位置是翼型粗糙度敏感位置;钝尾修型2%弦长为最优,修型之后的升力在布置粗糙度后有明显提升,综合指标数表明:改型翼型相比于原始翼型具有相对较低的粗糙度敏感性。
2020, 48(5):166-170. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.036 CSTR:
摘要:流量脉动是导致柱塞泵噪声的主要原因,而且流量脉动会通过管道传播给液压系统的其他元件,引起其振动发出噪声,所以减小柱塞泵的流量脉动成为了研究的重要问题。传统的减小流量脉动的方式是在配流盘的腰形槽前端加工三角槽,但这种方式对工况较为敏感,当转速、压力发生变化时不能很好地减少脉动。通过PumpLinx仿真软件验证了另外一种减少流量脉动的方式,该方式是在配流盘三角槽前端设置一个预压缩容腔。仿真结果表明:当转速、出口压力发生变化时,预压缩容腔可以较好地减小流量脉动。
2020, 48(5):171-174. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.037 CSTR:
摘要:为了分析超静定液压支架的承载能力,通过机械结构和液压系统两个方面进行研究,运用AMESim和ADAMS机液联合仿真的方法。在ADAMS中对液压支架进行动力学建模,并导出模块接口,然后在AMESim中建立液压支架的联合仿真模型。对液压支架进行了多种工况的仿真分析。分析结果表明:超静定液压支架不论从机械结构和液压系统方面都能抵抗不同条件下的工作载荷,满足煤矿下的使用要求。
2020, 48(5):175-178. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.038 CSTR:
摘要:为提高液压外骨骼机器人油箱的换热性能,采用CFD数值模拟方法,对不同翅片结构的圆环形槽翅片油箱流动传热性能进行了三维数值模拟,得到了不同入口风速下翅片表面平均换热系数、进出口压降和综合评价系数JF因子随翅片结构变化的特性曲线。研究结果表明:翅片厚度在0.5~0.9 mm时,换热系数随翅片厚度的增加而减小,同时压降随厚度的增加而增大;翅片间距在2.1~2.9 mm时,换热系数随翅片间距的增大而增大,同时压降随间距的增大而减小;翅片高度在10.5~14.5 mm时,换热系数和压降都随翅片高度的增加而增大。研究结果表明:当翅片厚度为0.5 mm,翅片间距为29 mm,翅片高度为12.5 mm时,翅片单元整体综合换热性能最优,仿真结果为翅片油箱结构优化设计提供了参考。
2020, 48(5):179-183. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.039 CSTR:
摘要:针对液压驱动活塞运动轨迹和压力精度跟踪误差较大问题,设计了神经网络模糊滑模控制,并对控制精度进行仿真验证。创建了液压缸驱动平面简图,推导出液压缸腔室内部参数变化方程式。分析了液压缸驱动压力和位置的变化,采用线性模型建立输入和输出变换方程式。引用滑模控制方法,采用神经网络算法对滑模控制进行逼近,通过模糊切换规则对滑模控制进行自适应调整。采用MATLAB对液压缸活塞轨迹和腔室压力跟踪进行仿真验证,并且与滑模控制输出效果进行比较和分析。结果表明:采用滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较大;而采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较小。采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸控制系统自适应调节能力较强,从而提高了活塞运动轨迹和腔室压力跟踪精度。
2020, 48(5):184-188. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2020.05.040 CSTR:
摘要:为了确定引起机床润滑泵发生故障的主要原因,针对传统故障树分析方法在不确定复杂系统分析中的诸多不足,将灰色关联度分析方法与传统故障树法相结合,并应用到机床润滑泵故障分析中。通过故障树底事件的结构重要度,得到机床润滑泵每个底事件的灰色关联度,进而能够准确判断出各种故障模式发生的可能性大小,结果表明:控制板故障是引起润滑系统失效的最主要原因,这与实际中试验结果相符。该方法能为今后机床润滑系统改进、故障诊断、提高可靠性提供了一种新思路,并为状态预测提供参考。
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