基于不确定测度的再制造曲轴径向跳动多元非线性映射模型

径向跳动是不确定环境下再制造曲轴加工质量控制的难点之一。在回收曲轴质量等级不同和再制造加工路线、工艺、方法各异的条件下,分析主轴颈的圆度、曲轴的弯曲度是影响再制造曲轴径向跳动的关键平衡性量度,界定了曲轴主轴颈的圆度、弯曲度的不确定性内涵,并构建了不确定性测度模型,用与其理想值为对比的离散程度来定量化描述不确定性;研究了主轴颈圆度和弯曲度的不确定度与径向跳动合格率之间的非线性映射关系模型,采用高斯-牛顿迭代法求解其拟合公式,给出了各个不确定度影响系数的计算方法,用于分析各个不确定度对径向跳动合格率的影响,以优化曲轴再制造加工、提高径向跳动合格率;通过某再制造曲轴应用实例验证了模型的可行性和有效性。为再制造零部件加工精益化管理提供理论和技术支持。     

基于不确定性测度的再制造曲轴平衡性控制方法

再制造发动机平衡性是影响再制造发动机使用性能的重要因素之一。分析影响再制造发动机曲轴平衡性的关键因素,探究曲轴主轴颈径向跳动、直径、圆柱度及曲轴端面跳动、弯曲度等因素不确定性的内涵;考虑各个因素测量值的离散程度及测量值与理想值的偏差程度,构建因素不确定性定量化测度模型;在以上研究基础上,提出基于改进BP神经网络(BPNN)的发动机曲轴再制造平衡性质量控制方法,其中,网络模型采用梯度下降法对输入层到隐层之间的权值和阈值进行调整,采用支持向量机调整隐层到输出层之间的权值和阈值;通过某企业再制造曲轴的质量数据表明,方法能够有效提高再制造曲轴平衡性合格率,降低曲轴加工废品率,应用实例验证了提出方法的可行性和有效性。     

不确定环境下再制造发动机曲轴轴向间隙优化控制

再制造发动机曲轴轴向间隙既是影响再制造发动机性能的重要因素,也是不确定环境下再制造发动机装配过程质量控制的难点。以再制造发动机装配过程中曲轴轴向间隙优化控制为研究目标,分析不确定环境下再制造发动机曲轴轴向间隙影响因素,并构建基于信息熵的装配尺寸不确定测度模型,进而研究再制造发动机装配过程中曲轴轴向间隙质量耦合内在关系;在确保再制造发动机曲轴轴向间隙装配尺寸熵不大于新品的前提下,通过数学公式推导出再制造曲轴第一轴颈宽度和缸体轴承座宽度分级选配尺寸公差宽放系数;提出基于分级选配的再制造发动机曲轴轴向间隙优化控制方法;通过某再制造发动机企业的实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于在线监测的曲轴主动再制造时机识别

针对机电产品主动再制造时机难以确定的问题,基于主动再制造时域分析理论,以发动机关键零件曲轴为研究对象,提出了一种基于在线监测的曲轴主动再制造时机识别方法。以磨损量为曲轴间接性能评价指标,结合发动机加速磨损试验,监测不同曲轴磨损量下的发动机振动信号,并运用希尔伯特-黄变换提取振动信号特征,构建特征与磨损量之间的映射关系,从而实现在役曲轴的主动再制造时机识别。应用结果表明,该方法能够以较高精度监测曲轴磨损量,识别在役曲轴主动再制造时机,有效解决了服役期间由于外部不确定因素而造成的曲轴再制造毛坯质量不确定性问题。     

多品种汽车发动机两阶段模糊再制造生产计划

针对多品种发动机再制造生产过程中存在的不确定性因素,以最小化生产成本为目标,基于可信性理论建立了不确定环境下汽车发动机两阶段模糊再制造生产计划模型。该模型考虑多品种产品回收情况下,拆解零件的再制造加工数量、加工成本、新零件采购数量以及市场需求的不确定性对再制造加工生产计划的影响,将生产过程分为两个阶段,并采用补偿函数逼近方法,将具有无限支撑的无限维优化模型转化为有限维优化问题进行求解,设计了基于逼近方法的粒子群算法来求解两阶段模糊生产计划问题。以曲轴飞轮总成为仿真实例,验证了该混合智能优化算法解决两阶段模糊规划问题的有效性和合理性。     

不确定环境下再制造加工车间生产调度优化方法

针对再制造加工车间工况兼具随机性与模糊性,采用模糊随机变量表示废旧件加工时间,以描述再制造加工车间工况的双重不确定性;在不确定理论的基础上,建立基于模糊随机机会约束的再制造加工车间生产调度问题模型,并提出求解该问题混合智能优化算法:基于Arena仿真平台应用模糊随机模拟技术产生输入和输出数据,利用粒子群优化算法训练径向基函数神经网络以逼近不确定函数,将训练好的神经网络嵌入至遗传算法中优化再制造加工车间生产调度问题;通过仿真实例验证该混合智能优化算法解决加工时间为模糊随机变量的不确定环境下再制造加工车间生产调度问题的有效性和合理性。     

基于面向对象Petri网的再制造装配过程质量控制方法

针对再制造零部件的不确定性引起的再制造装配质量控制困难的问题,提出了一种基于面向对象Petri网的再制造装配过程质量控制方法,能够对再制造装配过程进行预测和反馈控制;并以再制造发动机曲轴飞轮组装配过程为例,将再制造曲轴的关键质量属性数据输入Petri网模型,对再制造发动机装配中曲轴飞轮组的平衡性进行预测和反馈控制,实例验证表明了方法的有效性和可行性。     

基于轴心轨迹特征的发动机曲轴再制造性分析方法

运用主动再制造理论对再制造毛坯质量的不确定性进行了分析研究,提出了一种基于轴心轨迹特征的发动机曲轴再制造性分析方法。该方法通过运用不变矩算法提取同一发动机曲轴不同磨损状态下轴心轨迹的特征量,建立特征量与磨损量之间的映射关系,来判断发动机零部件的再制造性,从而实现对任意状态下曲轴磨损的量化。试验结果表明,运用该方法对曲轴磨损量进行识别具有较高的精度,为寻求曲轴服役期内最佳再制造时机提供了较为准确的判别依据,同时为服役期内伴随产品失效的同批次再制造毛坯质量的不确定性控制等问题提供了解决方案。     

不确定环境下回收发动机拆卸调度方法

针对再制造系统中回收发动机的不确定因素,研究面向再制造拆卸的调度问题。首先为了减少再制造拆解过程中不确定因素的影响,采用模糊综合评价法进行了回收质量等级划分;然后采用双重模糊变量描述了回收发动机质量状况差异及拆解时间的不确定性,建立了基于双重模糊机会约束的再制造拆解车间生产调度问题模型;应用双重模糊模拟技术产生输入和输出数据,利用神经网络逼近模型的不确定函数,将训练后的神经网络嵌入遗传算法求出优化结果。通过仿真实例验证了该混合智能优化算法解决双重不确定拆卸调度问题的有效性和合理性。     

自重引起的挠度对曲轴跳动量测量的影响

在发动机传动装置中,曲轴是极为重要的零件之一,由于其形状和结构的复杂,加工后的成品通常存在较大的径向跳动,而导致挠曲变形,为保证曲轴的性能,需要对其进行校直。跳动量的测量是校直工艺中相当重要的一个环节,但跳动量的测量往往会受到曲轴自重引起的挠度的影响,为此,文中提出了一种综合利用有限元分析和插值计算的方法,来去除自重影响,从而实现曲轴跳动量的精确测量,为校直工艺参数的准确确定进而开发出精密曲轴校直机奠定了坚实的基础。     

Fatigue features study on the crankshaft material of 42CrMo steel using acoustic emission

Crankshaft is regarded as an important component of engines, and it is an important application of remanufacturing because of its high added value. However, the fatigue failure research of remanufactured crankshaft is still in its primary stage. Thus, monitoring and investigating the fatigue failure of the remanufacturing crankshaft is crucial. In this paper, acoustic emission (AE) technology and machine vision are used to monitor the four-point bending fatigue of 42CrMo, which is the material of crankshaft. The specimens are divided into two categories, namely, pre-existing crack and non-preexisting crack, which simulate the crankshaft and crankshaft blank, respectively. The analysis methods of parameter-based AE techniques, wavelet transform (WT) and SEM analysis are combined to identify the stage of fatigue failure. The stage of fatigue failure is the basis of using AE technology in the field of remanufacturing crankshafts. The experiment results show that the fatigue crack propagation style is a transgranular fracture and the fracture is a brittle fracture. The difference mainly depends on the form of crack initiation. Various AE signals are detected by parameter analysis method. Wavelet threshold denoising and WT are combined to extract the spectral features of AE signals at different fatigue failure stages.     

New approach for robust multi-objective optimization of turning parameters using probabilistic genetic algorithm

Limited by techniques, the process of remanufacturing exists masses of uncertainties which have a great impact on the remanufactured parts quality, how to achieve a higher quality of mechanical products by using limited remanufactured parts precision, has become one of the key issues of remanufacturing industry. Firstly, with a target to reduce uncertainties and improve the quality of automatic products, a method of tolerance grading allocation for remanufactured parts is proposed based on the uncertainty analysis of the remanufacturing assembly. The dimensional tolerances of the mechanical parts are divided into positive and negative two groups. We use selective assembly method to reduce assembling deviation. Then, the method is proven by mathematical formulas that the remanufactured parts variance can be expanded to two times, and the tolerances can be liberalized 40 % through tolerance grading allocation method. It is also the theoretical basis for improving the reuse radio and quantitatively describing the tolerance liberalization in this paper. Finally, feasibility research on this method is studied from the angle of cost–benefit. Furthermore, a tolerance grading allocation example of remanufactured engine piston assembly in a power corporation shows the validity and practicality of the proposed method.     

混合定子铁心再制造电机应变数值仿真与转矩不平衡分析

提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用，定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象，分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律；计算了非晶合金定子和硅钢定子对应的径向力密度，应用电磁机械耦合模型对再制造电机应变进行数值分析；研究了再制造电机单位电磁转矩轴向分布规律，给出了再制造电机电磁转矩计算公式，发现了非晶合金定子和硅钢定子对应电磁转矩不相等引起的转矩不平衡现象，分析了转矩不平衡对转子铁心的影响。制作了再制造电机并进行了振动试验，试验结果证明了分析的正确性。     

再制造工艺技术讲座（一）——废旧产品再制造工艺与技术综述

再制造工艺与技术是保证再制造产品质量、节约再制造费用、提高再制造效益的核心内容及重要途径,也是实现节能减排的有效措施。本文叙述了再制造工艺与技术的定义,分类指出了再制造技术的主要内容及特点,对再制造工艺与技术进行了总体性阐述。     

中国特色的再制造零件质量保证技术体系现状及展望

再制造在实现资源能源节约的条件下生产出经济发展所需要的产品,是建设资源节约型、环境友好型社会的有效途径针对中国特色的再制造模式,结合再制造产品及其生产环节,分析影响再制造零件质量的主要因素,指出为保证再制造零件质量应把控的几个环节,即再制造毛坯质量评价、再制造生产过程监测、再制造零件/涂层质量检验,并提出再制造零件质量保证技术体系,介绍我国近几年在再制造标准方面的主要成绩,并指出为适应我国再制造产业快速发展需要,急需加强再制造成形技术方法和再制造质量检测评价方法等方法标准的研究。阐述再制造毛坯和再制造涂层质量无损监/检测评价方法,并结合车辆发动机典型零件再制造实践,介绍无损检测评价技术在再制造质量保证中的应用。展望中国特色再制造零件质量保证技术的未来发展。     

基于线性回归模型的机电产品再制造费用预测

针对再制造决策者在产品再制造成本发生前无法决策的问题,提出运用线性回归模型,建立产品零部件失效类型信息与产品再制造费用之间的线性关系;基于同类产品零部件失效类型信息以及同类产品再制造费用的统计,对产品的再制造费用进行事前预测,并根据各类零部件的质量属性,对产品再制造的预测费用进行修正,获得相对准确的产品再制造费用预测,并用预测费用与实际费用的相对误差描述再制造费用预测的准确性。     

面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法

为提高再制造零部件利用率并提升再制造复杂机械产品的装配精度,提出了一种面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法。在分析再制造复杂机械产品装配特点的基础上,对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分;从装配精度角度出发,综合考虑装配过程中的质量损失和成本差异,以尺寸链为约束,构建了公差带优化模型,并研究了基于遗传算法的模型求解过程;在此基础上,提出了基于历史数据的正向推理模式,以及基于装配实时信息的逆向推理模式,推导出装配优化方案集并对车间异常情况作出及时响应;最后,开发出再制造发动机装配过程在线质量控制系统原型,验证了该方法的可行性和有效性。     

再制造加工及其机械加工方法

失效零件的再制造加工是保证再制造产品质量、降低再制造费用的核心内容。本文叙述了再制造加工的概念,分析了失效零件进行再制造加工的条件,并对再制造加工技术方法进行了分类;重点分析了失效零件机械加工法再制造的特点,并探讨了常用的修理尺寸法、钳工再制造恢复法、镶加零件法、局部更换法、换位法和塑性变形法等再制造修复方法。     

再制造工艺技术讲座（二）——再制造拆装工艺与技术

再制造工艺技术中的拆装工艺技术是保证再制造产品质量、节约再制造费用、提高再制造效益的重要内容。本文叙述了再制造拆装工艺与技术的概念,分类指出了再制造拆解与装配的技术要求及工艺方法,指出了其技术发展趋势。