不对称三油腔动静压轴承设计及仿真验证

介绍了不对称三油腔动静压轴承的设计计算分为静压腔设计和动压面设计两步骤的设计思路。将静压腔的设计按四油腔静压轴承的设计公式计算;考虑到下油腔是动压面润滑油的来源,动压面的设计按包角为120°的径向滑动轴承设计公式计算,并建立了与设计手册中油膜压力变化规律相符的包角为120°径向滑动轴承的CFX有效模型。CFX模型边界条件修改后的仿真结果接近理论公式计算,验证了设计思路。     

滑动轴承油腔车削装置

按产生油膜压强的方式来分,主轴的滑动轴承可分为动压轴承、静压轴承和动静压轴承等。但不论哪类轴承,其油腔或油楔的加工质量都将直接影响主轴的工作精度和性能。我厂原先对滑动轴承油腔或油楔加工,大都采用铣削或铲拉等方法完成,效果不理想,于是就设计制造了一套车削装置。多年来的生产实践证明,该装置结构简单,操作方便,加工质量稳定。与铣削法相比,生产效率可提高6倍。并且只要更换靠模凸轮,就能适用于不同形状油腔或油楔的加工。下面就这一车削装置的结构原理及靠模凸轮的设计作     

浅油腔滑动轴承的试验研究

本文讨论了油腔式滑动轴承静、动特性的试验原理，在自行研究的动静压滑动轴承试验台上对浅油腔轴承进行了试验研究，获得了一批有价值的试验数据，与理论结果有较好的吻合，对浅油腔轴承在工业中应用提供了依据。     

有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计

针对小孔节流深浅腔动静压轴承的性能优化问题,基于平行平板扩散流动计算模型及流量守恒原理,推导了微元控制体边界压力的插值函数,提出了分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压力、承载力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的有限体积计算方法。使用该方法研究了供油压力、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性的影响规律,从而得到了以上相关参数的优化区间。在此基础上,采用四因素三水平的正交试验法,在满足多目标性能最优的前提下,得到了小孔节流深浅腔动静压轴承结构参数与工作参数的最优组合。以该组参数试制了小孔节流深浅腔动静压轴承并建立了试验平台,测量了不同转速及供油压力下油腔的压力值。试验结果表明,轴承油腔压力试验数据及理论计算值随主轴转速的变化趋势一致;误差在11%以内。验证了有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计方法的正确性。     

基于TRIZ的可拆卸连接结构设计研究

针对绿色设计中可拆卸设计问题,提出运用TRIZ冲突解决原理和TRIZ物质—场分析原理进行产品零部件间连接结构的可拆卸设计。通过构建连接结构可拆卸属性与新TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,并建立连接结构的TRIZ物质—场模型,分别给出了利用TRIZ冲突解决原理和TRIZ物质—场分析原理进行可拆卸设计的两种方法,以提高产品零部件的可拆卸性能。设计实例证明了方法的可行性。     

液体静压和动静压滑动轴承动态特性分析计算

本文根据小扰动原理,对液体静压和动静压滑动轴承进行了动态特性分析,研制了用不等步长有限差分法计算八个动态特性系数的通用计算程序.本文既考虑了油腔的静压作用,又考虑了封油面上的动压效应,列出了求解静压和动静压滑动轴承动特性计算的全部过程和具体公式,用不等步长差分法导出了动态雷诺方程的迭代格式,并对静压轴承油腔边界条件的处理进行了较深入地讨论.     

螺旋油腔动静压滑动轴承各向异性研究

研究了一种新型螺旋三油腔动静压滑动轴承的性能,与普通中间供油三油腔滑动轴承对比,探讨了滑动轴承的油腔位置角变化对轴承油膜承载力及8个动态特性系数的影响。结果表明,螺旋三油腔动静压滑动轴承螺旋油腔的存在,改变了轴承内润滑油的压力分布,极大地降低了轴承静动态特性的各向异性,使轴承在不同的圆周方向上表现出较为相近的性能,这对于如镗床类沿周向交变载荷的场合是极为有利的。     

基于TRIZ与实例推理原理的产品绿色创新设计方法

为开发环境友好型绿色产品,提高绿色产品的创新效率,提出了基于TRIZ和实例推理原理的产品绿色创新设计方法。以本体论为基础,给出了绿色产品设计实例的表达机制,构建了绿色产品设计实例的本体库,实现了产品绿色创新设计案例知识的检索、重用和修正。建立了绿色设计属性与TRIZ冲突矩阵48个工程参数之间的关联表,实现了绿色设计属性向TRIZ工程参数的快速转化。建立了基于TRIZ和实例推理原理相结合的产品绿色创新设计支持平台,并以洗碗机底板的创新设计为例讨论了所提出方法的正确性和有效性。     

基于TRIZ理论双人脚踏车的创新设计

通过对传统双人脚踏车传动机构和整体结构的研究和分析,找出了存在的问题,建立了问题模型。根据TRIZ理论中的矛盾矩阵表,选择合适的发明创新原理,并利用原理类比移植的思想,对双人脚踏车进行创新设计,设计出一种具有速度合成功能,休闲性更高的新型双人脚踏车,结果表明TRIZ理论在机械创新设计和优化设计的可行性和高效性。     

小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性解析研究

小孔节流深浅腔动静压轴承是一种采用小孔节流器实现节流作用及浅腔实现二次节流作用的动静压混合轴承。针对现有理论不能解析研究油腔结构参数及工作参数对承载特性影响规律的不足,以及计算流体力学数值仿真软件计算时周期长,而不便于工程设计人员应用的缺点,基于油腔压强分段线性化的思想,建立分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压强、承载能力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的解析方法。进而以该方法研究动静压轴承的供油压强、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对轴承承载特性的影响规律。研究发现,在其他结构参数及工作参数一定的条件下,浅腔深度为初始油膜厚度的2～3倍时,轴承刚度接近最大、温升接近最低。通过油腔压强的解析值与试验值的比较,证实了该方法的有效性和研究结果的正确性。     

应用TRIZ的主动再制造绿色创新设计研究

针对主动再制造设计过程中的创新问题,提出一种应用发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的主动再制造绿色创新设计方法。将TRIZ技术冲突解决原理和环境化质量功能配置方法相结合,建立再制造设计参数与TRIZ工程参数之间的映射关联,在再制造设计需求驱动下进行零部件再制造设计改进。分析存在的主动再制造设计冲突,建立主动再制造绿色创新设计知识关联与提取机制,给出TRIZ物理冲突解决原理与知识集成的主动再制造绿色设计冲突消解方法,并从再制造性能、生命周期能耗及成本三方面进行主动再制造绿色设计评价,同时开发相应的计算机辅助设计系统。通过设计方法与工具研发,以期提高主动再制造结构绿色设计改进的效率和成功率。最后通过变速箱输入轴系零部件的设计案例验证了该方法的可行性。     

基于TRIZ理论的制动器创新优化设计

以制动器的创新设计为例,描述了利用TRIZ理论解决产品创新设计问题的一般过程。介绍了TRIZ理论的概念和体系结构。利用TRIZ理论指导制动器的创新设计过程,从用途、原理、重量、安装要求等方面着手,说明了如何将实际问题抽象为工程技术参数、如何划分优化参数与恶化参数以及二者之间的矛盾;重点阐述了矛盾矩阵和40条创新原则在设计过程中的具体应用方法,最后得出一种结构简单紧凑、安装使用方便、既可提供阻尼力矩输出、又可提供阻尼力输出的制动器。     

基于TRIZ的管道机器人自适应检测模块创新设计

针对管道检测机器人系统"Pipe Guard"的检测模块在检测过程中无法自适应检测不同直径的管道这一问题,提出一种基于发明问题求解理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的自适应检测模块的创新设计方法,建立基于TRIZ物场模型和冲突解决理论的管道检测模块创新设计过程模型,实现了对不同直径管道的自适应检测。通过定义TRIZ问题,综合采用TRIZ物场分析模型的标准解以及冲突解决理论的分离原理和发明原理求解该设计问题。采用一种可分离的弹性鼓、膜实现了自适应检测不同直径的管道。当管道直径变大时,弹性鼓、膜通过弹簧的作用力而伸长以适应管道内壁并检测管道;当管道直径变小时,弹性鼓、膜可在管壁的作用下,自适应收缩。最后,通过力学分析和数学模型验证了方案的可行性,并给出了影响检测精度和检测灵敏度的因素以及控制检测精度和灵敏度的方法。     

基于TRIZ理论的机电产品创新设计及应用研究

针对机电产品创新设计过程中原理方案建立困难、实现技术局限性大的缺点,采用基于TRIZ理论的机电产品创新设计技术路线,提出了将物-场分析方法和冲突矩阵相结合的方法应用于机电产品的创新设计之中,从概念阶段就将已有的产品知识引入设计过程中,并在产品功能分析和寻求问题解决原理两个方面运用TRIZ理论对产品创新设计进行探讨,最后以设计实例说明该技术路线的可行性.     

Applying TRIZ and AHP to develop innovative design for automated assembly systems

Innovative design in the development of new product and process has become the core value in most business establishments. These innovative designs are often associated with the long-established trade-off compromises or conflicting performance parameters where speed and reliability or quality and cost are readily acknowledged. The rate of change in technology and the commercial environment suggests that the opportunity for innovative design is accelerating and systematic support for innovation process is needed. This study combines the Russian theory of inventive problem solving (TRIZ) and the analytical hierarchy process (AHP) for designing the automated manufacturing systems. This study applied the contradiction matrix table, 40 innovative principles, and 39 engineering parameters to compromise the trade-off between design contradictions and engineering parameters. The design engineers can acquire more feasible solutions and inspiration through the proposed approach. However, due to vagueness and uncertainty in the decision maker’s judgment, an AHP is employed as a decision support tool that can adequately represent qualitative and subjective assessments under the multiple criteria decision making environment. Moreover, the proposed approach can help decision makers facilitate the selection and evaluation of innovative designs in the presence of intangible attributes and uncertainty. In short, the objectives of this research are to use TRIZ to propose the automated design alternatives under the innovative design consideration and to use an AHP to evaluate and select the best feasible alternative under multiple criteria. A case study of designing automated connector assembly line has been used to demonstrate the applicability of the proposed approach.     

TRIZ工具集用于驱动产品创新及生态设计方法研究

为提高创新设计的效率和改善产品的生态性能,提出一种面向产品创新及生态性改进的设计方法。该方法以发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)的对标分析、功能导向搜索和特征传递等现代工具为基础,对产品进行创新设计,快速构建多个初步方案。根据TRIZ的48个工程参数,建立工程参数与生态设计效率参数的关联表,提出了利用该关联表和TRIZ冲突分析工具对初步方案进行生态性改进的措施。基于TRIZ理想度概念,提出综合运用功能性理想度和生态性理想度对系统方案进行评价的新方法,评估设计方案的理想度。根据这些方法,构建了流程化的产品创新及生态性改进设计过程模型。将该模型应用于设计示例,快速得到一系列初步方案及生态性改进方案,并方便有效地对不同方案进行定量评估,实现方案优选,从而验证了该设计方法提高创新效率及改善生态性能的明显效果。     

TRIZ理论中问题解决工具的比较与应用

系统地分析了TRIZ理论中各种问题解决工具的特点，并总结了其各自擅长解决的问题类型为了有效地支持问题的创新解决过程，提出了将待解决问题基于“问题的原因”和“问题解决方向”两个维度，分为5种类型的问题分类方法。问题的解决过程是将此5类问题简化和相互转化的过程，并由此提出了针对不同类型的发明问题，系统的选择TRIZ理论问题解决工具进行创新设计的方法，从而支持基于TRIZ理论的综合创新过程。     

精密磨床转台静压轴承的强健化设计

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题,为提高转台静压轴承的设计水平,提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化,分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律,重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响,给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明,并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升,这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明：进行强健化设计后,在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%,温度的变化量为0.5%~1.6%,较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。     

基于TRIZ的AFD失效分析方法在新型立体车库中的应用

发明问题解决理论(TRIZ)是解决发明问题的一种有效方法,而预期失效分析(AFD)则是通过反向思维将失效问题转化为发明问题的一种失效分析方法。提出了AFD与TRIZ相集成的应用模型,并将此模型应用于基于TRIZ理论提出的新型立体车库的方案设计中,对立体车库所潜在的失效模式进行了分析,并筛选出了重要的失效模式。利用TRIZ中的相关工具提出了重要失效模式的改进措施,并通过实验验证了新型结构形式的可行性、可制造性、可装配性、可组装性、可控性等。