线性摩擦焊机夹具系统弹性变形对焊接过程的影响

线性摩擦焊机是研制高推比航空发动机整体叶盘的关键设备,其核心是产生往复运动的振动系统。在振动系统往复运动中,固定夹具系统在往复摩擦力的作用下,不可避免的产生弹性振动和机械位移。通过建立线性摩擦焊接过程的动力学理论模型,研究了固定夹具的弹性振动对线性摩擦焊机振动系统驱动力、机械功率及产热功率的影响。指出线性摩擦焊接过程中,夹具系统的刚性对于焊接过程有很大的影响。固定夹具系统的弹性变形降低了摩擦界面的产热功率。摩擦阻力对驱动系统输出功率及摩擦产热功率的影响存在转折点,摩擦阻力过大,驱动系统输出功率及摩擦产热功率反而会下降,因此必须保证线性摩擦焊机夹具系统的刚性。该研究为进行线性摩擦焊机的设计提供了理论依据。     

线性摩擦焊顶锻端工件的微运动分析

在高速摄像机下观察钛合金试件的线性摩擦焊焊接过程,掌握了高频振动下该线性摩擦焊机顶锻端工件的微运动规律,分析其对焊接界面产热功率的影响,并且利用有限元方法分析了微运动产生的主要原因及降低的方法。结果表明,利用该线性摩擦焊机焊接钛合金试件的过程中,顶锻端工件的微运动对焊接界面产热功率的损耗达到无微运动理想状态的1/3,顶锻端的弹性变形是引起顶锻端工件微运动的主要原因,通过改进顶锻端工件的夹具结构可以有效地减小微运动的幅度,提高了焊接界面产热功率。     

线性摩擦焊机振动系统幅相控制策略研究

为保证线性摩擦焊接过程能量输入的稳定性，提高线性摩擦焊机振动系统幅值与相位的控制精度，建立了振动系统目标信号、输入信号与输出信号之间的关系，提出幅相控制策略，设计了幅相控制算法控制器，并采用Simulink建立了系统控制模型，通过模拟仿真，得到了不同焊接参数下的算法输入参数。通过典型参数下的焊接试验，验证了幅相控制的可行性。根据焊接过程参数分析了不同控制方法的控制效果，结果表明采用所设计的幅相控制策略，焊接过程中振动系统的振幅误差为1.2%，相位误差为0.16°。     

基于振动摩擦焊机用2.2 kW液压站可靠性测试研究

针对液压式振动摩擦焊机液压站工作性能缺乏国家可靠性测试标准问题,提出了一种按照产品可靠性定义确定液压站工作条件、运行时间、规定功能的测试原则;设计了计算机可靠性测试系统并实现了对振动摩擦焊机配套的2.2 kW液压站的可靠性测试。     

惯性摩擦焊机主轴系统性能分析

根据摩擦焊接过程原理对惯性摩擦焊机中主轴系统力能参数进行计算校核,在试验研究的基础上,对惯性摩擦焊机的主轴、飞轮和离合器等轴系转动件进行了动平衡试验与校正,并完善了惯性摩擦焊机,为今后摩擦焊机的推广应用提供了理论依据.     

摩擦焊机电液比例减压施力系统压力特性分析

为提高摩擦焊接过程的控制精度,重点分析了由比例减压阀和比例方向阀组成的摩擦焊机轴向压力控制系统的静、动态特性,长期生产过程中轴向压力波动规律,以及油温对轴向压力控制结果的影响。并与开关阀组成的摩擦焊机轴向压力施力系统的对应数据进行了对比分析。结果表明:比例阀控制系统轴向压力的静、动态特性均优于开关阀系统;在长期焊接生产过程中,比例阀控制系统的轴向压力不受液压系统油温影响,比开关阀系统稳定,控制精度高,重现性好。     

摩擦焊机主交流电机输出功率的计算机检测

摩擦焊机主电机输出功率是摩擦焊接过程能量消耗和供能状况之间联系的纽带，是研究摩擦焊能量转换的重要环节．本研究借助高性能的微机系统，实现了对摩擦焊机主电机输出功率的检测，并给出了摩擦焊机主电机输出功率曲线的数学模型，为进行摩擦焊精确的能量控制和功率极应控制方法创造了良好条件．     

C450型摩擦焊机液压系统改进分析

摩擦焊接式钻杆以焊缝强度高、生产效率高等优点逐渐成为煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工的主要钻具。C450型摩擦焊机是早年为生产摩擦焊接钻杆而定制的专用设备,随着生产强度的增加,焊机液压系统暴露出发热严重的问题。本文在分析焊机液压系统的基础上指出了系统发热原因,并提出了利用恒压变量泵改进系统的方案,最后利用AMESim软件对改进方案进行了对比分析。     

摩擦激励下螺旋桨推进轴系弯扭耦合振动研究

螺旋桨推进轴系中水润滑轴承-轴颈摩擦诱导异常振动、噪声是制约舰艇隐身性能的重要因素,研究其成因机制和影响规律对于识别和有效控制异常振动、噪声具有重要价值。为此,从非线性摩擦和轴系整体动力学耦合的角度对螺旋桨推进轴系摩擦诱导振动问题进行分析。采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型描述轴承-轴颈的动摩擦特性,考虑非线性摩擦-扭转振动-横向振动的耦合作用,在此基础上利用Hamilton原理和有限元法建立连续轴系的非线性动力学方程。运用Newmark-β法和Newton-Raphson迭代相结合的方式求解并获取系统非线性动力学响应,分析动摩擦特性及弯-扭耦合作用对轴系摩擦诱导振动的影响规律。结果表明,相较于纯扭转系统,弯-扭耦合系统更容易产生摩擦自激振动。除轴承-轴颈摩擦特性外,不稳定的弯曲模态同样为耦合系统摩擦自激振动的重要成因。     

14 t摩擦焊机整机静动态特性分析

以14 t连续驱动摩擦焊机整机为研究对象,建立了用于有限元分析的简化模型,对摩擦焊机整机进行了静动态特性分析。在静态特性分析中,对摩擦焊机受自重状态、摩擦加工阶段、顶锻加工阶段以及切削加工阶段等不同工况下的整机刚度、强度进行了校核,确定了焊机切削状态下刚度的薄弱位置,为焊件切削加工工艺参数的制定提供理论参考。在动态特性研究中,首先基于Block Lanczos特征提取法求解了整机前6阶固有频率,对焊机各阶振型进行了描述,通过与临界转速对比后,对摩擦焊机整机设计的安全性进行了校验。并基于其模态求解结果,对摩擦焊机进行了谐响应分析,得到了在切削力激励作用下床身与切削系统的频率响应特性。     

超声振动强化搅拌摩擦焊的热力行为及微观组织特征

为了利用超声振动降低搅拌摩擦焊过程中金属材料的屈服应力和流动应力,研发超声振动强化搅拌摩擦焊试验装置,开展6061-T6铝合金的焊接工艺试验。采用实时采集焊机电参数并将其转化成力矩和力的方法,测试超声振动作用下搅拌摩擦焊的焊接载荷,利用热电偶测试施加超声时的焊接热循环,通过体视显微镜和金相显微镜分别观测焊缝截面尺寸和接头微观组织,并与相同参数下常规搅拌摩擦焊的情况进行比对。研究结果表明,超声振动能够显著降低焊接轴向压力和搅拌头转矩,增大焊缝横截面尺寸,细化和均匀焊核区和热力影响区的晶粒组织。热循环的测量结果显示,超声振动的施加略微降低了测量点的焊接热循环峰值温度。分析认为,超声振动与搅拌头附近的塑性变形材料相互作用,降低了金属材料的屈服应力和流变应力,进而改变了原有的温度场,从而产生了优异的工艺效果。     

数字电焊机网络控制系统的设计与实现

介绍了一种基于以太网的数字电焊机网络控制系统。利用嵌入式网关结合单片机控制系统实现了数字电焊机的以太网接入，可以使作为现场生产单元的电焊机与目前基于以太网和TCP／IP协议的企业信息系统无缝集成。设计了网络电焊机管理系统，利用SQL Server构建了基于Web的焊接规范数据库和焊接生产过程监测数据库。整个系统可以实现焊接规范参数数据库的维护、电焊机参数远程监控和焊接规范的远程设置与网络化管理。     

连续驱动摩擦焊机的研究现状和展望

摩擦焊接是一种优质、高效、节能和环保的固相连接技术,广泛应用于航空、航天、机械制造和石油勘探等领域。摩擦焊机是实现摩擦焊接技术的一种工业自动化设备,连续驱动摩擦焊接方法是最先试验成功的实用焊接方法,连续驱动摩擦焊机也是最经典的摩擦焊机。本文针对国内外连续驱动摩擦焊机设备的研究和应用现状,从主机、液压以及控制系统3个角度综述其发展概况,并在此基础上预测了连续驱动摩擦焊机的发展趋势和方向。     

自动堆焊机的研制

设计了挤压辊自动堆焊专机系统.详细阐述了滚轮架、主轴浮动卡盘和侧挂滑车立柱与悬臂升降机构等各部分的结构及关键点,并根据堆焊专机动作特点设计了控制系统.经现场试验表明,该系统运行可靠,生产效率高.     

无轨导全位置爬行式弧焊机器人系统

介绍了一种采用新型轮履复合式爬行机构的全位置爬行式弧焊机器人系统,详细地阐述了系统的组成和工作原理。该系统由爬行机构、焊接系统、视觉跟踪系统以及控制系统组成,是一种既无需轨道也无需导向的自动焊接系统。爬行机构具有负重能力强、运动灵活等特点,满足机器人在大型工件上全位置爬行焊接要求。通过大量试验对爬行机构进行了运动分析,建立了机器人运动模型。针对系统的复杂性设计了开关控制器,实现了爬行机构及十字滑块的协调控制,达到焊缝精确跟踪的目的。进行了焊接条件下的跟踪性能试验、全位置多层多道焊接试验,取得了满意的效果,实现了大型工件焊接过程自动化。     

全数字化气体保护逆变焊机的设计与开发

利用逆变电源响应速度快、控制精度高、易于实现数字化控制的特点,设计了用于气体保护焊生产的全数字化逆变焊机。开展了可以满足CO2气体保护焊、直流MIG焊和脉冲MIG焊的微机控制多功能IGBT逆变焊机的研制,完成了包括主电路、控制电路、脉宽调制电路、驱动电路、系统软件设计以及焊机安装调试等多项任务。对焊机电源各组成部分进行了功能分析,并记录了试验数据与波形。试验表明:该焊机响应速度快,硬件电路简单可靠,抗干扰能力强,达到设计要求。     

CO2焊机的计算机测试系统的研制

针对当前对CO2焊机电源测试及其焊接过程分析的需要,开发出一套能自动测试弧焊电源性能的系统.通过对焊接过程中电弧电压、电源电流信号进行采集、处理,实现了对电焊机外特性的测试,同时可对焊接工艺性能做出实时评价.该系统具有智能化程度较高、人机界面友好、测试及数据处理功能齐全等特点,为以后焊机工艺技术的提高带来一定的推动作用.     

基于PLC控制的自动环缝焊机的设计

为解决液力变矩器在焊接过程中焊件变形、焊件同轴度较差、焊接效率不高的问题,论文设计以PLC为控制核心自动控制系统,配以机械装置组成自动环缝焊机.通过实践中应用证明,此环缝焊机比传统焊接具有更高的焊接稳定性、更好的焊接质量、较高的焊接质量,具有广泛的推广价值.     

浅谈碗式中速磨煤机的振动原因及措施

介绍了石横特钢喷煤系统40tHPS943型碗式中速磨煤机在检修后,磨煤时振动大,通过调整磨煤时的各参数,最终达到正常生产状态的一些分析与措施。