半自动拧取式菠萝采摘收集机的设计与分析

为解决菠萝采摘作业中劳动力需求量大、人手易受伤以及成本高等问题,设计了一种半自动拧取式菠萝采摘收集机。首先,基于系统设计原理,综合利用凸轮、连杆、链轮链条等机构,完成了半自动拧取式菠萝采摘收集机的结构设计。然后,运用SolidWorks软件对半自动拧取式菠萝采摘收集机进行三维建模,对其剪式升降机构、爪臂平移机构、采摘机械爪和收集系统进行了参数设计与校核;运用SolidWorks软件中的Motion模块、 Simulation模块以及MATLAB软件,对剪式升降机构、凸轮主轴和收集槽进行了运动学分析和静力学分析。最后,通过采摘收集试验来验证半自动拧取式菠萝采摘收集机的可行性。结果表明,该半自动拧取式菠萝采摘收集机的平均采摘收集效率可达17.99 s/株,不同采摘规模下采摘收集效率方差最大为0.070 (s/株)²,说明该采摘收集机具有良好的工作稳定性。半自动拧取式菠萝采摘收集机操作简单,携带轻便,能有效满足小规模种植户的灵活采摘需求,具有较广阔的应用前景。     

基于Ansys的纸浆模塑成型设备吸浆模支架轻量化设计

目的利用有限元分析软件Ansys对纸浆模塑成型设备吸浆模支架进行轻量化设计。方法首先运用APDL建立了支架参数化有限元模型,对其进行了静力分析,结果表明,支架强度存在较大富裕,具有轻量化的优化空间;选取支架许用应力作为状态变量,支架总质量作为优化目标函数,基于Ansys Design Opt模块,采用一阶优化方法对支架进行了轻量化设计。结果优化后,支架总质量降低了33%,节约了生产成本。结论提出了纸浆模塑吸浆模支架结构轻量化的优化设计方案。     

智能远程报警系统研发

提供基于电话网络远程家庭监控系统的设计,此系统可实现智能防盗报警。主要针对家庭实行多点监测,可进行自动摘机和拨号报警。系统由AT89C51组成中央控制模块、电话网络模块、信息传送模块、遥控模块组成,介绍有警情和有被叫时的工作原理以及遥控电路和摘机、DTMF拨号电路的框图。     

深水勘察船基盘被动升沉补偿系统的设计研究

在深水勘察船升沉运动时,为使牵引基盘钢丝绳的拉力保持在一定的范围,设计了基盘被动升沉补偿系统．介绍了基盘被动升沉补偿系统的方案和工作原理,建立了基盘被动升沉补偿系统的数学模型,分析了钢丝绳对分析部件的拉力．对补偿系统中的滑轮组倍率、液压缸直径、液压缸行程和蓄能器总容积这4个主参数进行了分析设计,并分析了补偿系统中钢丝绳对基盘的拉力．最后针对具体的勘察船升沉运动和作业水深的设计条件以及钢丝绳对基盘的拉力范围的设计要求,通过对补偿系统中的一些设计参数的取值,对补偿系统中的主参数进行了设计计算,并对设计的补偿系统中钢丝绳对基盘的拉力进行了仿真．仿真结果表明,钢丝绳对基盘的拉力达到了设计要求．这为相关设计人员对基盘被动升沉补偿系统的设计提供了理论指导．     

筒子纱自动包装生产线控制系统设计

目的 为进一步提高筒子纱包装过程的自动化程度,采用分布控制和集中管理模式设计一种筒子纱包装生产线控制系统.方法 该控制系统主要包括上位机、自动包装模块、自动码垛模块.控制系统硬件可分为监控层、应用层、控制层和设备层.上位机基于TCP/IP协议制定系统应用层,通过工业以太网与各模块控制器通讯.各模块控制器会将传感器采集到的信息发送至上位机,上位机进行数据处理、分析、存储等操作,进而实现数据共享.针对筒子纱翻转系统,利用机器视觉采集筒子纱侧面图像,经图像处理后,与模板进行比较,进而判断筒子纱姿态并执行翻转操作,最后进行实验研究.结果 实验结果表明,所述控制系统的包装成功率可以达到99.7％以上.结论 筒子纱自动包装生产线具有成功率高、包装速度快、稳定性高等优点,可满足筒子纱包装需求.     

自动猫道起升系统动力学模型与分析

在对钢丝绳拉升式自动猫道进行现场试验时发现钢丝绳载荷波动明显,无法完成目标重量管柱的起升.为此,分析了钢丝绳拉升式自动猫道的结构与运动特性,并基于达朗贝尔原理建立了自动猫道的动力学模型,采用MATLAB软件进行数值求解并分析了基座上挡块与坡道底端的距离、移送臂与支撑臂的铰接位置、支撑臂长度对钢丝绳载荷的影响,分析得出将基座上挡块调整至坡道底端、合理降低支撑臂长度能有效降低起升过程所需钢丝绳拉力.依据分析结果调整自动猫道结构尺寸后进行现场试验,液压绞车的最大起升油压下降超过2 MPa,自动猫道机起升能力得到提高.该分析与实验结果可为钢丝绳拉升式自动猫道结构设计与优化提供指导.     

周转铝箱的轻量化设计

目的 以某周转铝箱作为研究对象,通过有限元分析方法和正交试验设计对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩的问题。方法 利用有限元分析软件Ansys Workbench对周转铝箱进行堆码工况的仿真分析,通过2个失效准则对分析结果进行评价,基于正交试验设计优化方案,通过Matlab软件对优化方案进行数学模型的建立及计算。结果 通过仿真分析,第1阶模态载荷因子为6.98,基于失效准则,周转铝箱的安全余量较大。根据极差分析,以箱体自身质量为唯一指标,确定了周转铝箱箱体侧柱厚度尺寸对箱体自身质量的影响最大,继而通过Matlab进行数学模型的建立以及计算,轻量化方案在满足工况使用条件的同时箱体的自身质量减少了9.88%。结论 轻量化设计后的周转铝箱符合强度失效和稳定失效2个准则,且满足实际工况使用条件,进一步说明采用正交试验法和有限元分析法进行轻量化设计的方案是可行的,实现了成本的减少,也提高了材料的利用率。     

井下作业管(杆)自动测长系统研制

起、下管杆作业是修井作业的主要工艺之一,在下管杆作业前必须对管杆进行测量,以满足设计要求。传统的管杆测长主要是靠人工用米尺来完成,而这种测量方法容易发生测量数据不准,测长和计算耗时费力等现象。针对这种情况,研制开发了井下作业管杆自动测长系统。该系统采用安装在井口护板内的位移传感器传递测长启动信号,钢丝绳上的测长传感器进行测长,满足了井下采油作业测长的工艺要求,降低了操作者的劳动强度,提高了工作效率。     

基于有限元对卸料机翻转框架的轻量化设计

目的以翻转框架为研究对象,采用有限元对其进行轻量化设计,在满足强度和工作性能的条件下最大程度地减轻其质量。方法针对翻转框架的实际工况,利用拓扑优化和尺寸优化对翻转框架进行轻量化设计。在满足工作性能和翻转框架强度的基础上,对在上料工况和极限工况下的翻转框架进行强度分析,基于分析结果,对翻转框架先后进行拓扑优化和尺寸优化,并对比分析优化前后翻转框架的强度情况。结果优化后的翻转框架强度满足要求,其减重幅度达到了17%。结论设计出的卸料机翻转框架结构满足其强度和工作性能的要求,并达到了较好的轻量化效果。     

自动化生产线用同步带传动升降机的动态特性分析

传统升降机多采用链传动和钢丝绳传动的方式,存在占用空间大、运行平稳性差、噪声大和维修保养量大等问题。以显示器自动化生产线的功能需求为背景,根据其工艺要求,设计了一种采用同步带传动的具有换向移载装置和横向移载功能的多进多出型升降机。在此基础上,基于多体动力学理论构建了升降机刚柔耦合模型,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)软件对升降机的动态特性进行仿真分析,对同步带传动系统和载货台的运行稳定性进行研究。结果表明：所设计的同步带传动机构能够满足显示器自动化生产线多进多出的功能需求,且运行平稳性较好;载货台的位置累积误差小于7 mm,运行速度误差小于1%,可以获得较高的定位精度;导向装置在传动过程中能抵消负载力矩,使传动平稳,保证了配重和载货台在升降过程中的稳定性。研究结果为同步带传动升降机在自动化生产线中的良好应用提供了一定的理论参考依据。     

卸船机钢丝绳使用分析

钢丝绳作为沿海火力发电厂卸船机的重要消耗物资,使用量大,而且品牌种类繁多。通过对某电厂码头卸船机近十年来使用不同品牌、规格的钢丝绳统计分析,结合国内集装箱码头的一些使用数据,探讨了不同卸船机用钢丝绳的技术特点、使用寿命和性价比,为沿海燃煤电厂在卸船机钢丝绳选用提供技术参考。     

Theoretical and experimental investigation of effects of failures on the tensile endurance of elevator ropes

Elevators have an important place in human life just after uprising demands in high rise buildings, skyscraper and luxury residence concepts have surged. Steel wire ropes provide permanent working safety and reliability in the elevator installations. Due to this reason steel wire ropes are one of the vital components of elevators. In this study, effects of discard criteria such as wire breaks, abrasive wear and corrosion where extents of those failures are defined by ISO 4344 standard on the tensile endurance of 6×19 Seale and 8×19 Warrington elevator ropes have been investigated theoretically and experimentally. Tensile endurances of rope samples that have different extents of failure have been determined by using tensile testing machine and comparison is made by undamaged samples for each rope separately. In addition, stress and strain values occurred on the elevator ropes investigated have also been presented. The most critical failure type has been found to be 24 wire breaks for 6×19 Seale rope with fiber core where lifting capacity reduced by 25.99 %. The most critical failure type has been found to be abrasive wear which is 0.1 mm in depth along 100 mm length for 8×19 Warrington rope with independent wire rope core where lifting capacity reduced by 7.93 %.     

水平双主动水箱拉丝机主传动系统设计和配模计算

通过对主传动系统的设计计算和拉丝过程中的配模计算,使主传动系统和配模之间有了较好的匹配,较好地解决了钢丝生产过程中钢丝及滑轮间严重磨损造成钢丝破坏等问题,保证了拉丝机的性能和可靠性,提高了钢丝生产的质量和效率。     

紧凑型硬币分拣整理机

目的 为了便于硬币的分离、整理和包装,基于硬币的尺寸和质量设计出一种可以对硬币进行自动分拣的机械装置。方法 在单片机控制下,通过入币机构将大量硬币打散,分币机构将硬币进行分离,传动机构将动力传递给上面的入币机构和分币机构,最后通过收币机构将硬币进行整理。整个系统通过控制实现对硬币的有序分离、整理、计数和整理。结果 硬币可以自动落入硬币桶内,实现了对硬币的自动整理。结论 该硬币包装分离整理机具有操作简单、精度高、速度快等优点,可以满足市场需要。     

编织袋自动捆扎打结机的设计

目的 为解决现有人工使用绳子对编织袋进行捆扎打结效率低、劳动强度大的问题，设计一种基于双套结的编织袋自动捆扎打结机。方法 根据手工打结的过程，将机械化成结划分为束口、打结、套绳、系紧、断绳等步骤。利用3个气爪与2个抱爪的夹持动作将袋口挤成束状，束口后滑轨带动袋子运输到打结工位，再通过电机和气缸来驱动特制的绳结扩大装置来完成旋转成结和扩大绳环，利用横向和竖向滑轨的组合运动将绳环套在袋口，套绳后从绳子的两端拉紧绳结即可实现编织袋自动捆扎打结，构建完成控制系统，并制作出实体样机后进行打结试验。结果 对样机的工作性能进行测试试验，捆扎打结机的打结成功率约为92%，平均打结时长约为28.1s/个。结论 通过编织袋自动捆扎打结机的研发，能有效减少人力劳动，具有推广价值。     

电子雷管引火元件自动焊接检测一体机的设计

针对电子雷管生产效率不高的问题,设计了电子雷管引火元件自动焊接检测一体机,研究了在保证焊接质量的前提下药头与控制模块的焊接、脚线与控制模块的焊接、自动检测药头和自动检测电子引火元件技术。结果表明:药头与控制模块、脚线与控制模块4点同时锡焊技术稳定可靠,焊接质量较好;焊接完成后10发引火元件同时检测,大大提高了检测效率;该电子雷管引火元件焊测一体机运行稳定可靠,效率较高,达500发/h。     

液压万能试验机油管接头漏油改造实践

通过分析确认液压万能试验机油管接头漏油的原因是电磁换向阀工作时产生的振动使油管接头根部产生横向裂纹,据此制定了两套油管改造方案：一是增加钢质油管接头的壁厚,提高接头的耐振动疲劳性能;二是用高压钢丝编织胶软管替代钢质油管,由钢性连接变为柔性连接,减小振动的传递。实际运行结果表明：改造后试验机运行状况良好,未再出现漏油故障,从而有效地保证了试验机的正常运行,且避免了油料的浪费和环境的污染。     

电梯钢丝绳疲劳断裂原因分析

对电梯钢丝绳断丝进行了表面形貌、显微组织、化学成分等检测分析。结果表明:电梯钢丝绳表面断丝为疲劳断裂,主要原因是钢丝绳在循环应力的作用下,受到外部挤压以及长期摩擦失油处形成疲劳应力集中点,萌生疲劳裂纹。又因钢丝绳表面挤压处产生白色马氏体,使得钢丝表面韧性弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,故而出现了早期钢丝绳表面钢丝断裂;最后提出了相应的改进措施。     

The influence of corrosion on the life of steel ropes and prediction of their decommissioning

Operation of steel wire ropes brings a number of risks that affect their lifetime. During operation of steel ropes the one of the most adverse effects is the effect of corrosion. Manufacturers are working hard to eliminate the effect of corrosion by lubricating cables, surface protection of wires and alike, but these methods are not able eliminate corrosion rise and propagation totally. To examine the process of degradation of the mechanical properties of the steel ropes in the corrosive environment, we conducted research on a rope sample as a whole and on the samples of individual wires. The samples were exposed to the saline solution for a period of total duration of 64 days. The monitoring of the degradation was carried out at 16-day intervals when the samples were subjected to mechanical tests. The rope sample as a whole was subjected to the tensile test. The individual wire samples were subjected to the tensile test, alternating bend test and torsion test. The criteria according to the standard EN 12927-6 and the Slovak Mining Office Regulation (SBU) No. 50/1989 Coll. were used to evaluate the results of the degradation of the mechanical properties. These were then confronted with the criteria used in maritime shipping. Based on the results of the mechanical tests, the trend of the degradation of the mechanical properties in the saline solution and marginal values for the rope decommissioning were determined. Gradually, with an increase of the impact of corrosion on the rope samples, the impact on rope rotation resistivity was also registered, besides the mechanical properties changes.