面向通风需求的涡簧储能系统设计及运行方式分析

以节能为目的探究新型能源获取及存储方式,选择机械储能中的弹性储能为储能方式,以地下车库升降机械下降过程中的重力势能为能量来源,以地下车库通风(排烟)机为负载,以平面涡卷弹簧(简称"涡簧")为核心储能原件进行重力势能的二次回收利用,借助Solid Works软件设计涡簧储能装置结构,在刚体动力学理论基础上建立储能系统运动方程,通过Matlab编程分析储能系统的运行方式。研究结果表明涡簧储能装置不仅能实现能量有效的可控输入与输出,还可以运用在重力势能收集场合,在此过程中涡簧储能装置储能效率随涡簧组中涡簧个数的增加而增加,随储能次数的增加而增加,涡簧输出功率随着涡簧释放速度而动态变化。     

应用于惯性导航系统中的扭矩计量技术研究

惯性导航系统中的加速度、转速、扭矩等关键量的准确测量直接影响到系统导航精度.扭矩计量是惯导系统中的关键量之一.由于气浮轴承摩擦损耗小,目前替代刀口支撑的标准扭矩机已逐步成为扭矩溯源的首选形式.结合转速、加速度精确测量技术与溯源方法研究,惯性导航系统的关键量测量能够为后续复杂数据处理分析、坐标转换与最终位置信息处理提供有...     

测量单轴气浮台转动惯量的新方法

本文介绍了利用扭振法测量单轴气浮台转动惯量的新方法。该方法与三线扭摆法比较,无需知道气浮台的质量,具有设计简单、操作容易的优点,推而广泛,还可借助浮台来测量任意复杂形状态物体的动动惯量,是一种很实用的转动惯量测量方法。     

传动轴扭矩测量装置的结构设计及实验分析

为解决传动轴扭矩难以实现长期监测的问题,设计一种新型传动轴扭矩测量装置.在传动轴表面焊接一底座,用紧固螺栓把扭矩测量装置固定在上面,通过测量敏感梁的应变测出所受扭矩.对自制的实验扭矩测量装置利用ANSYS Workbench进行静力学分析,同时进行静态特性和动态响应实验,得出特性指标和响应曲线,实验结果证明:该扭矩测量装置可行有效,对解决传动轴扭矩的监测具有实际指导意义.     

扭矩扳子检定装置测量不确定度评定

结合扭矩扳子检定装置的建标工作,依据JJG707-2003《扭矩扳子检定规程》、GJB2749A-2009《军事计量测量标准建立与保持通用要求》、GJB3756-99《测量不确定度表示及评定》,对扭矩扳子检定装置的测量标准不确定度以及利用该装置检定4级扭矩扳子的测量结果不确定度进行了评定。     

测量物体转动惯量的新方法研究

利用刚体绕定轴转动的动能定理,在建立了单轴气浮台绕定轴转动的转动惯量与时间关系的基础上,提出了一种基于单轴气浮台利用能量衰减测量物体转动惯量的新方法。通过理论推导得出了测量物体转动惯量的实验计算式,并进行了实验验证,实验测量结果与理论计算结果的相对误差均在±0.5%以内。     

扭矩扳子示值测量结果不确定度评定

一、概述1.测量依据JJG707-2003《扭矩扳子》检定规程。2.测量条件温度为(20±10)℃,相对湿度不大于80%。3.测量标准扭矩扳子检定装置。4.测量对象数显扭矩扳子(1000Nm)。5.测量方法以扭矩扳子示值为依据,在标准装置上读数。将扭     

基于气浮轴承的大扭矩标准机

扭矩计量是力值计量的重要组成部分。由于气浮轴承的支撑刚度高,摩擦损耗小,目前替代刀口支撑的标准扭矩机已逐步成为大扭矩标准机的首选形式。各国计量院也相继建立装备气浮轴承的扭矩标准机。根据2014年德国物理技术研究院主导并发布的国际比对报告,气浮轴承在大扭矩标准机上的优势十分明显。中国计量科学研究院目前也开始建立20kN·m基于气浮轴承标准扭矩机的工作,以提升我国在大扭矩校准方面的能力。     

轴系扭矩测量方法与发展趋势

扭矩是反映轴系传动装置输出功率和评价其工作特性的主要技术指标,通过实时监测输出扭矩可为机械动力设备的可靠运行、故障诊断、安全维护提供有效保障,开展轴系扭矩测量方法研究具有重要意义。本文基于传递法的两大类扭矩测量原理,详细分析了当今研究较为广泛的几种应力(应变)检测型、扭转角检测型扭矩测量方法和传感器结构的工作原理、特点以及存在的问题。结合轴系传动装置自身的特点与发展,认为今后轴系扭矩测量方法应在应变片测量工艺改进、非接触式测量、特殊尺寸轴上测量、数据处理方法和可计量性设计几方面开展进一步研究。     

机电耦合作用下变频调速驱动风机轴系扭振失稳分析

以变频改造后的某台轴流引风机上发生的轴系损坏故障现象为例,建立了风机在矢量变频模式下运行时轴系机电耦合扭振动力学模型,研究了升速过程中传动轴角速度和扭矩变化情况,分析了扭矩脉动情况下的频谱特性,并开展了扭矩和扭振现场测试。研究结果表明,三相交流电经过变频器调制输出到电机的信号中含有大量谐波,风机变频运行在一定转速范围时,电机输出扭矩中的谐波分量与轴系扭转固有频率重合,就会导致传动轴出现扭转共振,有可能出现较大幅度的扭矩脉动。转速较高时,也有可能出现因机电耦合所引发的扭振失稳现象。因电机和风机的转动惯量相差很大,脉动情况下联轴器两侧扭振幅度差别较大,导致联轴器所承受的脉动扭矩较大,容易引发联轴器损坏和转轴裂纹,对设备安全运行产生很大影响。设备变频改造时,应对轴系扭转振动特性和强度进行分析和评估。     

激光多普勒扭矩非接触测量的研究

基于激光多普勒效应测量转轴单截面转速的原理,通过测量双截面的转速进而求两截面的转速差。对转速差进行积分得到在扭矩作用下转轴两截面的相对扭转角,从而得到转轴扭矩,实现传动轴扭矩的非接触测量。同时,设计了实验系统并在扭矩实验平台进行了实验,实验结果表明,激光多普勒法与传统扭矩测量方法的相对误差小于0.2%,说明激光多普勒法具有较高的测量精度。     

具有单向离合器的多楔带附件驱动系统旋转振动建模及参数优化设计

建立有单向离合器装置的三轮-多楔带附件驱动系统的非线性旋转振动数学模型。用Gear数值算法求解从动轮与张紧臂的角度波动。计算结果表明,有单向离合器装置时从动轮与张紧臂的角度波动、各带段的动态张力、带-轮间的滑移率等系统动态特性均明显减小。计算、研究单向离合器弹簧刚度的大小、附件轴与从动轮转动惯量比的大小对系统动态特性的影响。以张紧臂角度波动、单向离合器弹簧扭矩、带-从动轮间的滑移率最小为优化目标,建立单向离合器弹簧刚度和附件轴转动惯量两参数优化设计数学模型。结果表明,优化后的系统参数,三轮-多楔带传动系统的动态特性均得到一定程度的改善。文中单向离合器装置三轮-多楔带传动系统的建模、动态特性求解及参数优化设计方法,为发动机前端附件驱动系统的旋转振动控制提供参考。     

Study on Forced Torsional Vibration of CFRP Drive-Line System with Internal Damping

The use of CFRP transmission shaft has positive effect on the weight and flexural vibration reduction of drive-line system. However, the application of CFRP transmission shaft will greatly reduce the torsional stiffness of the drive-line, and may cause strong transient torsional vibration. Which will seriously affect the performance of CFRP drive-line. In this study, the forced torsional vibration of the CFRP drive-line system is carried out using the lumped parameter model. In addition, the effect of rotary inertia, internal damping, coupling due to the composite laminate, and excitation torque are incorporated in the modified transfer matrix model (TMM). Then, the modified TMM is used to predict the torsional frequency and forced torsional vibration of a CFRP drive-line with three-segment drive shafts. The results of modified TMM shown that the rotational speed difference of the CFRP transmission shaft segment is much larger than metal transmission shaft segment under excitation torque. And compared the results from finite element simulation, modified TMM and torsional vibration experiment respectively, and it has shown that the modified TMM can accurately predict forced torsional vibration behaviors of the CFRP drive-line system.     

Dynamic instability of composite-material drive shaft subject to fluctuating torque and/or rotational speed

This study is concerned with the detailed analysis of the dynamic insta- bility of composite-material drive shafts subject to fluctuating torque and/or rotational speed by using various thin shell theories. The theory is the dynamic analog of the Sanders best first approximation. By means of tracers, the analysis can be reduced to that of various simpler shell theories, i.e. Love's first approximation, Loo's, Morley's and DonnelVs shell theories. The analysis includes the combined effects of torsion and rotation. The rotational effects contain the centrifugal and Coriolis forces. As an example, dynamic instability regions are presented for a simply supported, very long drive shaft subject to fluctuating torque and/or rotational speed. Effects of constant torque and rotational speed are also investigated     

齿轮箱传动轴扭矩与转速测试

设计一种应变式无线扭矩传感器,同时集成了转速测量功能,在测量传动轴扭矩时,同时能准确地测量出转速。该传感器节点内置独立的高精度桥路电阻和放大调理电路,可以通过上位机软件,实现1/4桥、1/2桥、全桥测量方式的自动切换,兼容了各种类型的桥路传感器。节点通过无线数字信号传输,将测得的应变及转速值无线发送到上位机数据测试系统,该传输方式消除了传统采用的长电缆传输带来的噪声干扰,使得整个测量系统具有很高的测量精度和很强的抗干扰能力。通过工程实际应用,测试结果显示,无线扭矩-转速传感器稳定可靠。     

光电反射式动态扭矩测试方法研究

针对等直径转轴动态扭矩测试方法计算模型和测量装置复杂以及测试范围受限等问题,提出了一种基于DASP的光电反射式动态扭矩测试方法。建立由光电反射式传感器和DASP系统等组成的动态扭矩测试系统,利用传感器光电脉冲信号的时差和相对转角,来实现动态扭矩测量。实测结果表明,通过调整传感器的位置,就可以实时、精确地实现扭矩的非接触式测量。这种测试方法为转轴的扭矩测试提供了一种新的技术途径。     

基于ARX模型的齿轮箱建模方法

齿轮箱是一个结构复杂的系统,输入输出的影响因素众多,于是单输入单输出的系统传递特性必然无法准确地反映实际工况中齿轮箱的运行特征,针对此问题本文提出了基于ARX模型的齿轮箱多输入多输出建模方法,并使用两个输入信号（输入轴扭矩和转速信号）及三个输出信号（输出轴扭矩、转速信号和箱体上采集的振动加速度信号）,将齿轮箱建模为一个二输入三输出的系统。实验结果显示：ARX模型从系统固有特性的角度来分析齿轮箱的状态,可以有效区分不同的故障状态。     

Analysis and development of the angular twist type torque-meter

The measurement of torque is essentially required for the precise machinery assembly, the improvement of machine performance and the control of power transmission system. The torque sensing part has a qualification such that the torsional stiffness is larger than the bending stiffness for high accuracy extent. Also the deflection of rotational part should be linearly proportional to the input torque and the power loss of coupling should be minimized. Now, the encoder technology is well developed enough to measure even a small twist angle. The type of rotating torque transducer discussed in this paper is the angular twist-type, which utilizes the principle of measuring the angular twist in a gage length proportional to the torque transmitted. This kind of shaft phase of torque-meter should have low stiffness in order to give a high resolution, but the low stiffness can cause a low resonant frequency, which will deteriorate the measuring system. In this paper, the torque-meter using two encoders are designed and manufactured with the rotating stainless steel bar. It is found that the values of axial strain calculated by the equation are in good agreement with the measuring values. Experiments also have been carried out to obtain strain distribution on the sensing plate surface and to investigate the effect of the surrounding conditions. The torque-meter using STS304 bar is designed and manufactured by the proposed equations.     

一种利用激光多普勒技术测量扭矩的原理研究

章在概述了各种扭矩测量的原理、发展和运用后，提出了一种利用激光多普勒效应测量弹性转轴扭矩的原理。它是利用由同一激光器发出的在被测转轴2个截面上4个点处的相干光束测量这2个截面的相对转速，然后通过积分得到两截面的相对转角，进而实现被测转轴扭矩的测量。章根据不同工况，提出了相应的扭矩动态测量计算方程。为大型机械设备主传动动力监测的自动化、智能化提供了新的技术手段。