2021, 49(22):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.001
摘要:风电齿轮箱高速轴轴承的振动是造成风电机组安全隐患的重要因素,而轴系的耦合作用会对轴承振动产生重要影响。以某750 kW风电齿轮箱高速轴多支撑轴系为研究对象,基于中心差分法提出一种用于分析多支承轴系耦合振动的建模方法,并通过MATLAB进行了模拟计算。结果表明:耦合模型比非耦合模型轴承振动幅度小;不同轴承的接触力不同,且载荷作用点越靠近轴承接触力越大;当载荷作用点在靠近单轴承的一侧时,会出现接触力远大于另一侧的双轴承的情况。
2021, 49(22):6-12. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.002
摘要:结合目前世界上最大的10 m级大直径运载火箭贮箱箱底搅拌摩擦焊接工艺需求,设计了用于大直径球面体搅拌摩擦焊的龙门式焊接装备。由于搅拌摩擦焊是通过被焊材料与高速旋转的焊接头进行摩擦产生热量并使其产生局部塑性化,当焊具沿着焊接界面向前产生位移时,塑性化的材料在焊接头处转动摩擦力的作用下由焊具的前部向后部流动,并在焊接头挤压下形成致密的固相焊缝。与熔焊不同的是,搅拌摩擦焊过程中需要焊接装备提供较大而且非常稳定的顶锻力和搅拌力,因此,龙门铣焊装备整体结构的力学特性分析非常重要。首先结合厚度为28 mm的铝合金材料2219在搅拌摩擦焊过程所需的作用力以及火箭贮箱箱底球面结构,建立焊接头的焊接过程力学方程,进而分析焊接过程中龙门铣焊装备的静力学特性。结果表明:所设计的龙门铣焊装备在焊接头扎入阶段、稳定焊接阶段的最大应力以及U形头最大变形量均与搅拌头和箱底夹角存在线性关系,而且从强度角度来说,目前设计的龙门式装备具有裕度过大的不足,可以改进。
2021, 49(22):13-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.003
摘要:为解决机械系统特别是航空液压管路系统振动过程中存在诸多噪声干扰、难以保证对有效振动信号进行准确分析的问题,结合非线性自适应算法、最小二乘法及传统卡尔曼滤波器,设计改进非线性自适应卡尔曼滤波器。通过仿真,在模拟的振动信号中加入随机噪声,并且将滤波前后振动信号的时域图和频域图进行对比。通过实验数据进行滤波效果对比,验证非线性自适应卡尔曼滤波器滤波效果的优越性。
2021, 49(22):18-23. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.004
摘要:为解决气体静压导轨工作刚度不足问题,提出一种双边气膜刚度最优设计方法。根据气体润滑理论及简化假设推导了气膜压力分布的雷诺方程,基于有限差分法离散了气膜流场求解域和边界条件,在MATLAB中编制了压力分布的求解程序,积分得到气膜的承载力,再求导可得气膜刚度。分析导轨间隙、节流孔结构参数和供气压力等对导轨静态特性的影响规律,为静压导轨的设计制造提供参考。
2021, 49(22):24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.005
摘要:以电解加工平面为例,通过理论和试验研究得到电解加工中加工间隙与加工电流的关系式,提出一种基于电流信号的间隙控制系统,实时获取加工过程中的运动状态。系统采集加工过程中采样电阻的电信号并输出给控制模块;将该信号与单片机程序中的设定值作比较以做出适当的处理并结合继电器发送信号给数控系统,实现对加工间隙的控制。进行2种间隙控制状态下数控电解加工平面的试验研究,结果表明:间隙控制状态下,机床能耗低、加工过程稳定可靠、表面质量好。
2021, 49(22):29-33. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.006
摘要:分析一种索杆混合驱动并联机构的绳索拉力和刚度。考虑绳索单向受力和直线电机双向受力的特性,对机构动平台的位姿进行力学分析,得到关于绳索拉力与直线电机推力的关系式。通过规划动平台运动轨迹,得到绳索拉力与电机推力的分布曲线。结合刚度定义、机构结构参数和柔索拉力之间的关系,推导出并联机构的刚度矩阵模型;通过MATLAB仿真得到刚度评价指标,总结刚度在机构工作空间中的分布规律。
2021, 49(22):34-38. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.007
摘要:在液压振动锤的启动和停止阶段,当振动锤的振动频率达到土壤的固有频率时,振动锤和土壤会出现强烈振动现象,对振动锤的工作寿命和安全性能造成极大影响。为消除此阶段的共振现象,在LabVIEW中设计液压振动锤的控制信号输出程序;采用软启动方式, 并设置对比实验,以验证控制方式的可行性。实验结果表明:所提出的软启动方式能减弱液压振动锤启停阶段的共振现象。
2021, 49(22):39-43. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.008
摘要:采用模拟及实验的方法研究承压输油液压管路在管内速度、压力变化时的频率响应特性。在承压输油液压管路振动模拟实验台上进行实验,采用某EVM8振动监测分析系统。该系统采用嵌入式系统内核、高采样率高精度A/D模块、自适应放大电路、信号频率自动追踪和基于CPLD的自动跟踪抗混滤波器,具有较高的测试精度。通过实验,得到输油管路的振动固有频率。根据计算结果分析液压输油管路内的液压油流速、压力变化对输油管路固有频率的影响。对输油管路内不同流速、压力条件下的频率响应特性进行分析,结果表明:当输油管路内压力不变时,管路的各阶固有响应频率随着流体流动速度的提高而降低;当流动速度不变时,管路的各阶固有响应频率随压力的提高而增加。
2021, 49(22):44-51. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.009
摘要:为减少多永磁同步电机在启动过程中的同步误差并降低电机的启动时间,以传统的交叉耦合控制结构为基础,结合模糊自调整滤波器和新型同步补偿器,提出基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度控制方法,即通过模式选择器对模糊控制器进行工作模式的切换,同时在不同的额定速度和负载转矩下自动调整各电机的软化系数,使各电机在启动过程中遵循软化转速轨迹;通过设计同步补偿器实现相位超前,进而降低同步误差并缩短电机调整时间。最后基于永磁同步电机调速控制平台进行了仿真对比验证。结果表明:在电机负载启动与稳态突变阶段,相比传统的控制结构,改进的交叉耦合控制结构的最大同步误差分别降低了55%和25.7%,速度调整时间同比减少了23%和39%,有效提高了系统的同步性能和动态响应能力。
2021, 49(22):52-55. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.010
摘要:为满足车用永磁同步电机 (PMSM)在快速响应的同时,在负载扰动以及参数变化下具有较强的鲁棒性,提出一种基于逆系统的PMSM滑模矢量控制。对强耦合、非线性的PMSM系统进行可逆性分析,基于逆系统将PMSM解耦成一阶线性转矩子系统和一阶线性定子转矩电流系统,以提高系统响应速度。利用线性连续函数代替传统滑模控制中的符号函数设计滑模控制器,以减小系统抖振、提高系统的鲁棒性与抗扰动能力。分析控制系统的稳定性与控制性能。结果表明:所提出的控制算法与传统PI控制相比响应迅速,在系统参数与负载变化时的鲁棒性显著提高。
2021, 49(22):56-60. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.011
摘要:根据花键轴零件冷搓时所使用刀具的参数以及轴坯的基本参数建立模型;对花键轴的冷搓加工过程进行数值模拟,模拟的花键齿形与实际相符。在此基础上设置模型的微观仿真参数,从微观层面上对加工过程中微观尺寸的变化进行仿真。由于材料性能与其晶粒尺寸有关,故冷搓成形过程中以微观晶粒尺寸与数量变化情况作为指标,采用正交试验探究摩擦因数、搓齿运动速度以及环境温度对晶粒度的影响程度。通过极差和方差法分析3个因素对材料微观晶粒尺寸的影响,得到搓齿运动速度对晶粒尺寸的影响显著。
2021, 49(22):61-66. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.012
摘要:激光熔覆成形技术可以实现零件的再制造,但成形后的零件需要通过铣削加工来提高表面质量和精度。为分析316L不锈钢激光熔覆成形件铣削加工参数对表面粗糙度和表面形貌的影响,使用正交设计和优化设计2种方法进行试验以建立多元线性回归方程。以提高表面质量为目标,通过极差分析和响应面分析进行参数优化并对比优化结果。结果表明:各参数对表面粗糙度影响的显著性由大到小依次为进给速度vf、侧吃刀量ae、背吃刀量ap、主轴转速n;多元二次回归模型显著性更高,准确性最好;响应面优化参数组合得到的表面质量最好,形貌最佳。
2021, 49(22):67-75. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.013
摘要:针对相关滤波跟踪框架中快速运动带来的边界效应和遮挡情况下模型错误学习的问题,提出多特征联合时空正则化的相关滤波目标跟踪算法。算法在第一帧提取目标区域的快速方向梯度直方图特征、颜色空间特征和深度卷积特征,并使用主成分分析法降低特征的维度;然后在相关滤波跟踪框架中加入空域和时域正则化项,来缓解跟踪过程中边界效应和模型退化等问题;最后结合尺度池方法,对跟踪目标进行自适应的尺度估计。实验结果表明,该算法在目标发生尺度变化、遮挡、快速运动等情况下,仍具有较好的跟踪有效性。
2021, 49(22):76-80. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.014
摘要:为探寻深通孔键槽专用铣床柔性转轴加工过程中的振动特性,结合机床结构,运用欧拉-伯努利理论推导出转轴径向的振动位移响应函数模型,〖JP2〗得到工艺参数单因素变化下转轴的振动位移响应曲线。开展转轴振动试验测试,分别比较转轴振动位移幅值的理论与试验值,相对误差均在10%内,表明理论与试验的一致性较好,验证了柔性转轴振动理论模型推导的正确性。模型数据和试验结果表明:在机床铣削过程中,应尽量选择小的铣削深度、多齿数铣刀配〖JP〗合小的每齿进给量及相对较小的铣削速度,使铣削过程更平稳,降低对深通孔键槽加工质量的影响。该研究结果为机床产品设计提供参考。
2021, 49(22):81-85. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.015
摘要:给出数控机床伺服控制系统三闭环控制结构,介绍每个控制环的控制原理。给出伺服参数优化流程,以及速度环、位置环和圆度优化的具体测试项目、伺服参数和优化方法。根据三轴立式加工中心存在的问题,进行了单轴伺服参数优化和圆度优化,给出了优化前后伺服参数和控制性能的对比。优化后三轴立式加工中心的加工节拍减少了2.3 s,圆插补加工误差减小到10 μm以内。
2021, 49(22):86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.016
摘要:针对现有机械手移动偏差控制技术存在的轨迹控制不连续、复杂度高、综合效率低等问题,以机器学习和深度学习为基础提出一种混合神经网络控制算法。分析机械手各关节、连杆的空间坐标转换关系,以RBF为基础构建混合神经网络模型,选用逆多二次函数作为模型的激活函数,分别确定中间隐层和输出层的权值;引入LSTM长短记忆算法,利用LSTM算法的输入门、遗忘门和输出门结构设计,抑制坐标数据训练时出现的梯度膨胀问题,并给出精确的轨迹修正指令。仿真结果表明:提出的混合神经网络算法采样点轨迹偏差均值为0.02 mm,VARP值趋近于0,具有更好的自动控制稳定性和更高的控制效率。
2021, 49(22):91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.017
摘要:针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其组合修形的应力分布规律。结果表明:刀具外圆面的修形量为8 μm和变幅杆内孔的修形量为10 μm的全圆弧母线修形及载荷修正系数m为0.2的对数母线修形,均可实现较好的修形效果;载荷修正系数m为0.2的对数母线与修形量为6 μm的全圆弧母线组合修形,可实现刀具和变幅杆热装过盈连接时不出现应力集中现象,且具有较长的有效接触长度,修形效果最佳。
2021, 49(22):97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.018
摘要:静液压叉车通过制动溢流阀完成行走制动的过程中,叉车大部分动量以热能的形式流失。为了减少制动溢流损失,设计一套基于蓄能器及双联泵/马达的静液压叉车行走制动能量回收系统。分析该能量回收系统工作原理,对叉车各元件的参数进行了计算,建立了系统数学模型和AMESim仿真模型,并对无能量回收启停和能量回收启停两种工况进行了对比分析。结果表明:该系统的蓄能器回收效率可达到26.41%,能量再利用效率可达到90.81%,总节能效率最高可达23.98%。此能量回收系统节能效率可观,为静液压叉车节能技术的进一步研究提供了参考。
2021, 49(22):103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.019
摘要:针对目前混凝土管片生产过程中主要靠人工实现圆弧曲面抹平的情况,设计一种三轴联动自动抹平设备。根据人工抹平混凝土曲面的方式,利用2个直线轴和1个旋转轴联动实现圆弧曲面的插补运动和刀具角度调节。电气控制系统以GSK25iMb数控系统为核心,运用时间分割插补法进行圆弧插补运算,实现对混凝土管片圆弧曲面的自动抹平。通过UG对圆弧曲面进行路径规划,保证刀轨覆盖整个圆弧表面。进行了现场实验,结果表明:抹平后的混凝土管片表面平滑无凹凸,可达到生产精度要求;该设备极大地提高了混凝土管片的生产效率。
2021, 49(22):107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.020
摘要:在对滚柱直线导轨副滚柱进行线接触应力与变形理论分析的基础上,重点研究不同结构滚柱的接触应力分布。利用数值计算和有限元仿真,对相同静载荷下不同滚柱端部压力奇异分布进行数据对比,以优化滚柱结构设计。结果表明:圆弧修形滚子结构不但可以减小应力集中,而且能保持导轨副的刚性。优化后LZ45型滚柱直线导轨的性能优于优化前导轨的性能。
2021, 49(22):112-117. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.021
摘要:针对液压换向阀中双稳态电磁换向机构采用经验法试算永磁体和迭代校核结构的设计计算繁琐的问题,利用磁路法推导出全局优化模型并得到了Maxwell仿真验证,基于工程实际提出约束条件,利用MATLAB中fmincon函数模块进行求解,经过工程化处理得到较为理想的结果。优化模型使得设计目标更为明确,计算过程更为简洁,一定程度上提升了设计效率。
2021, 49(22):118-122. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.022
摘要:电路板手工制作过程中人工钻孔定位准确度要求高、耗时长、危险系数高,为解决这一问题需要机器代替人工自动钻孔。设计一套基于机器视觉的电路板自动钻孔系统。系统通过机器视觉进行电路板的图像采集,经过灰度处理、图像滤波及二值化、边缘检测等预处理后得到电路板线路边缘的图片,利用霍夫变换进行圆孔位置识别与定位,采用遗传算法对加工路径进行优化,通过C#语言编写控制机器程序,实现自动钻孔。实验结果表明:该自动钻孔系统能够准确、快速地进行电路板自动钻孔,大幅度提高了钻孔的效率和安全性。
2021, 49(22):123-126. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.023
摘要:为保证操作者的人身安全及设备安全,开发一种适用于双通道数控机床的安全集成功能。具有该功能的双面刨台式铣镗床通过PMC硬件及程序对各控制通道安全围栏门锁、安全门关闭状态进行实时监控,从全局对各通道安全门锁开启及关闭进行控制。当检测到任意通道安全门开启指令或安全门未关闭状态时,对各通道NC程序执行使能进行互锁控制,并对所有进给轴及主轴进行速度钳制,能尽量避免安全事故的发生,更好地保障操作者的安全,提高机床的实用性。
2021, 49(22):127-132. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.024
摘要:针对掘进机液压系统定量泵供油、换向阀中位机能卸荷,系统耗能多、换向主阀阀芯设计复杂等问题,设计掘进机摇臂升降负载敏感系统。在验证负载敏感变量泵模型、换向阀HCD模型、掘进机摇臂平面机构模型基础上,搭建掘进机摇臂升降负载敏感控制系统仿真模型,分析掘进机摇臂升降系统中位卸荷性能,研究了平衡阀先导比、摇臂液压缸尺寸、液压缸大腔回油主阀阀芯节流面积对摇臂升降性能的影响。结果表明:换向阀处于中位,系统中位卸荷阀开启,泵处于低压卸荷工况;增大摇臂液压缸缸径、平衡阀先导比、B口SymbolnB@T口回油背压,摇臂下降启动冲击均增大;平衡阀先导比取1.0、摇臂液压缸缸径取160 mm、B口→T口回油节流面积取24.68 mm2时,摇臂下降起动冲击较小。
2021, 49(22):133-136. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.025
摘要:针对船用惯性导航设备的无转角抗冲击要求,基于无谐振峰减振器,设计一种三维平移缓冲平台,由于减振器水平方向阻尼不足,在水平方向增加了横向和纵向阻尼器。利用缓冲基本原理,建立三维平移缓冲平台动力学模型。在此基础上,根据冲击设计条件利用ADAMS仿真软件计算出最优隔振器刚度和阻尼参数,最后对缓冲平台样机进行振动试验、垂向及横向冲击试验。结果表明:三维平移缓冲平台振动传递率小于3,冲击传递率小于40%。设计的三维平移缓冲平台为惯性导航设备抗冲击提供了一种有效的应用方案。
2021, 49(22):137-142. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.026
摘要:针对我国自主研发的35 MPa压力体制的2H/2E架构民机液压能源系统,结合液压泵、液压用户、液压管路和自增压油箱等关键液压元件的生热和散热机制,在AMESim软件中建立液压元件热分析模型。在此基础上,建立整套液压能源系统热模型,分析它在正常工况下的热性能,得到正常工况热天飞行、热天低空盘旋和冷天飞行时的热仿真分析结果。对比仿真结果和系统温度要求,结果表明:仿真模型精度较高且建模方法具有普适性,可用于民机液压能源系统设计之初的方案论证、优化等工作。
2021, 49(22):143-148. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.027
摘要:川南地区的大中斜度页岩气井因地层结构,在钻进过程中产生的岩屑极易沉积为岩屑床,使得钻杆摩阻增大,最终还会造成钻具断裂等重大井下事故。为了减少岩屑床的生成并提高井眼清洁度,提出一种新型脉冲射流工具,该工具既可以减少岩屑沉降,还可以破坏已存在的岩屑床。利用仿真分析软件ANSYS建立了新型脉冲射流工具与普通携岩钻杆的仿真模型,利用CFD-DEM(离散单元法)耦合对二者进行精确仿真,在改变岩屑粒径、钻井液密度、入口排量、井斜角等因素下,对比分析新型脉冲射流工具与普通携岩钻杆的岩屑运移能力。最终得出新型脉冲射流工具相比普通携岩钻杆可以更好地提高岩屑运移能力(利用脉冲高速流体对已沉降的岩屑进行搅动),并且其脉冲射流还可以破坏已存在的岩屑床的结论。该研究成果对减少井眼环空内岩屑总质量与提高钻井经济效益具有重要意义。
2021, 49(22):149-154. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.028
摘要:现有技术中的机床主轴质量比过大、惯性矩大,不适用于高速加工。而碳纤维主轴轻质高强,有利于减小芯轴的转动惯量,在确保主轴高速加工中快速响应的同时还可以很好地控制精度。以碳纤维主轴上的T300碳纤维环氧树脂复合材料层合壳为研究对象,首先应用拉格朗日方程建立线性动力学模型,通过瑞利-里茨法计算得到刚度矩阵和质量矩阵,求出模型的低阶固有频率值。再应用有限元软件ABAQUS,将数值模拟与理论计算所得到的固有频率进行对比,研究不同几何参数对固有频率和主振型等振动特性的影响。结果表明:不同几何参数对T300碳纤维环氧树脂复合材料层合壳固有频率和主振型均有较大影响,对实现机床主轴轻量化、保证刚度均有重要的指导意义。
2021, 49(22):155-159. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.029
摘要:为了建立刨削直角切削力预测模型,分析研究的必要性和现状,基于AdvantEdge进行Ti6Al4V合金切削仿真,所得数据作为预测模型的基础。首先对经验公式进行改进,建立改进的指数预测模型;后对仿真数据进行SPSS分析,对模型进行了可行性分析和多元回归求解,最后再对模型进行检验。通过改进的指数预测模型拟合出数据与原数据对比后发现,绝大多数误差在10%以内,说明将切削参数(进给量和切削速度)和刀具参数(前角)进行结合也能预测切削力,同时为后续研究切削参数和刀具参数的结合做了铺垫。
2021, 49(22):160-163. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.030
摘要:为提高液压冲裁机的工作速度和精度,采用电液比例换向阀控制下压液压缸,构成冲裁机电液比例位置控制系统。利用AMESim和MATLAB/Simulink模块进行联合仿真,设计模糊控制规则和模糊PID控制器,对比分析原系统与采用模糊PID控制的系统的位置控制性能。结果表明:加入模糊PID控制的系统响应速度快、无超调、信号跟踪能力强、鲁棒性好。
2021, 49(22):164-168. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.031
摘要:阀后补偿负载敏感液压系统中关键元件压力补偿阀通过阀前后补偿压差来调节流量,因而会造成一定的能量损失,降低系统效率的同时元件使用性能及寿命也大大降低。鉴于此,提出一种以串联液阻分压来降低补偿压差的节能阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立仿真模型并进行仿真分析。结果表明:在相同的工况下,改进后的负载敏感系统,能够降低工作时压力补偿阀的能量损耗,提高系统及元件的性能及使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。
2021, 49(22):169-175. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.032
摘要:为研究喷射流的漩涡空化,基于OpenFOAM平台使用VOF算法搭建可压缩的空化两相流的数学模型。对直角阀座式水压锥阀的空化射流进行三维动态模拟,并将瞬时空化结构、压力分布及节流系数与实验数据进行定量或定性的对比和流动特性分析。结果表明:喷射流的自由边界层诱发漩涡空化结构,锥阀阀芯锥形后沿处形成黏着型空化,而喷射流的壁面边界层未观察到空化现象;自由边界层空化结构的动态演变与漩涡结构的动态特性密切相关;流量特性曲线总体较为平稳,在空化作用下有轻微下降趋势;直角阀座处并不存在足以诱发空化的压降,阀芯表面的压力降梯度相对平缓,为漩涡空化分布及流量特性曲线的平稳趋势提供了合理解释;空化结构的动态演变过程揭示了漩涡空化与阀芯后沿的黏着空化存在明显的耦合。研究结果证明了水压锥阀内部空化喷射流动的动态特性,从流体力学的基础层面解释了空化诱发机制及相关效应。
2021, 49(22):176-179. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.033
摘要:为提高液压支架试验台同步控制系统的同步控制性能,提出一种基于模糊理论和滑模控制的自适应滑模控制方法,对液压支架试验台的主从同步控制性能进行研究。分析液压支架试验台同步控制系统工作原理和理论模型;在AMESim-MATLAB环境下建立仿真模型,并对比分析采用模糊PID和自适应滑模控制的系统的同步动态性能。结果表明:采用自适应滑模控制的液压支架试验台同步控制系统的伺服跟踪能力和稳态性能比模糊PID控制的系统更好,验证了自适应滑模控制在液压支架试验台同步控制系统中应用的可行性。
2021, 49(22):180-183. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.034
摘要:为在设计阶段对YK73200数控成形磨齿机进行热优化,减小热变形,建立磨齿机热特性分析模型,并基于试验对所建模型进行验证。针对磨齿机的各个热薄弱环节,提出相应的热结构优化及高效冷却措施。采用验证后的模型对改进后的磨齿机进行热特性分析。结果表明:基于热结构对称设计原理,改进床身冷却流道结构设计,可使不同位置工况下磨齿机关键点的热变形最大减少21.3%。
2021, 49(22):184-188. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.035
摘要:针对现阶段机床空间误差模型不完整且传统灵敏度分析存在局限性,导致其关键几何误差溯源不准确,以及关键几何误差判定结果难以量化验证的问题,以某立式加工中心为研究对象,提出一种机床关键几何误差判定与量化验证方法。以旋量理论为基础,研究某立式加工中心空间误差建模,以输出机床完整空间误差模型;在此基础上,以基于传统局部灵敏度分析为基础,利用误差贡献度因子判定机床关键几何误差;借助数值模拟实验对判定结果进行量化验证。结果表明:相较于传统灵敏度分析结果,利用误差贡献度因子判定关键几何误差的结果更准确;基于误差贡献度因子的判定结果,不仅能量化几何误差相对机床空间误差的影响程度,同时可为机床部件制造精度设计提供理论参考。
2021, 49(22):189-193. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.036
摘要:液压转阀是一种能实现液压系统油路切换的控制元件,具有换向频率可控的特点,尤其在高频液压激振系统中应用较多。关于液压转阀性能研究的成果较多。从液压转阀的结构创新、液动力特性、高频换向特性、缝隙流特性等方面进行了总结,概述了影响转阀性能的有关因素,提出了液压转阀有待于深入研究的一些问题。
2021, 49(22):194-198. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.037
摘要:HVD(希尔伯特振动分解)算法以其强烈的抗模态混叠性能,常用于频率耦合下的信号分解,但起始端点的选择是制约其工程应用的关键。针对此,提出一种自回归HVD算法确保抑制边界效应的同时解决频耦信号精准分解难题。此方法以HVD为分解基函数,结合自回归模型具备的自适应边界延拓的能力完成对HVD算法的优化,最终完成复合故障中具有频率耦合特性的信号精准分解。以风力机实验系统的二级平行轴齿轮箱为验证对象,分析不同转速下的复合信息,辨识效果证明自回归HVD在具有频耦特性的复合故障诊断中具有显著优势。
2021, 49(22):199-205. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.038
摘要:对国外某型号加工中心进行可靠性综合分析,采集各子系统故障数据,并应用MATLAB软件进行分析,确定各子系统的故障频率分布函数,计算求得平均故障间隔时间、平均首次故障时间的点估计值与当量故障率。应用基于熵权理论和专家经验的主观、客观赋权相结合的方法确定指标综合权重,采用三角形和半梯形相结合的隶属度函数对各指标的模糊性进行描述,并应用模糊数学理论对高档加工中心各子系统可靠性水平做出综合评价。利用最大隶属度选择原则获得各子系统的可靠性划分等级,最终确定该型号高档加工中心的可靠性等级为“高”。
2021, 49(22):206-211. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.22.039
摘要:现有滚动轴承故障特征提取算法的性能会随着故障集规模扩大而出现衰减。针对故障信号间存在的干扰和模态混叠等问题,提出一种基于双树复小波的特征提取算法。双树复小波结构包含两个独立的滤波器组,在含噪混合信号的分解和重构中形成互补关系,提升信号采样的平稳性;优化双树复小波滤波器组的结构,降低故障信号平移敏感性,利用门限阈值处理高频小波系数,达到降噪的目的,并基于时间序列样本熵提取子带信号的能量特征。实验结果显示:提出的算法能够准确提取滚动轴承各部分的故障特征信息,算法的在线故障识别率达到99.56%。
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