基于影像的内燃机曲轴随动自动检测技术

为实现内燃机曲轴关键几何尺寸的快速、自动、精密测量,研发了一种基于影像测量原理的内燃机曲轴随动自动精密检测系统.介绍了测量原理及系统方案,包括光学成像系统的设计与选型、4轴随动机械结构的设计方案等;介绍了系统检测流程以及面向曲轴特征影像的核心图像处理算法及特征提取技术;进而提出了光学成像系统的标定方法,并对标定过程中的难点设计了解决方案;进行系统集成,开发了曲轴检测样机,并开展工程应用.应用结果表明,本技术实现了对曲轴沟槽及直径参数的快速、自动、精密检测.     

非接触式圆心快速提取技术

针对几何公差检测自动快速的工业需求和现有基于接触式测量方法的缺陷,本文提出一种非接触式圆心快速提取方法.针对轴类零件,采用两个激光三角法位移传感器,建立了圆心提取数学模型.提出一种基于三坐标测量机的标定方法,并确定了最佳的标定数据选取方式.搭建了激光三角法位移传感器测量实验装置并进行了实验验证,经与三坐标测量机比对,采用测量精度10μm的传感器,可保证圆心要素提取精度在30μm以内.由于采用非接触式测量,整个测量系统更加安全,易于实现自动化操控,可提高检测效率.     

卧式金属罐容量检测方法研究

基于容量比较法、光电内测距法和自动测量控制原理,就卧式金属罐容量检测方法进行了研究.提出检测过程的模糊控制与数据处理优化算法,建立了具有自动容量比较法检测系统;提出检测过程的自动识别、拟合与数据处理优化算法,建立了自动几何测量法检测系统;分别与手动容量比较法检测生成的容量表进行比较,计算了检测系统所生成容量表的不确定度;实现了加油站在不停业、不清洗的前提下对地埋卧式金属罐容量的现场检测.     

复合式叶片型面测量系统的误差 分析与补偿

针对具有复杂型面的叶片类零件检测中所面临的数字化测量问题,提出了一种复合式的测量原理与方法。分别采用接触式的电感原理和非接触式的激光三角原理测量叶片的叶根基准以及叶身型面,并基于此原理设计研制了叶片型面四坐标测量系统。研究中结合该系统的机械结构特征,对影响其测量精度的各项几何误差进行了系统的分析,并提出了基于激光干涉测量的误差提取与补偿方法。实验结果表明,应用提出的误差分析与补偿方法可有效获取叶片型面四坐标测量系统的几何误差并显著提高其测量精度。     

任意位置回转面特征参数的提取

通过对点云数据的处理提取出其具有代表性的特征参数是逆向工程关键技术之一。圆柱面为常见几何特征,其特征参数为截面圆半径、轴线及其拉伸长度。针对测量技术中的坐标标定误差问题,提出了空间任意位置圆柱面特征参数的提取,阐述了其提取原理和方法,并通过实例验证其有效性。     

视觉检测技术在曲轴锻件尺寸检测中的应用

针对当前曲轴锻件尺寸检测自动化水平不高的问题,通过对图像边界识别、CCD标定等关键问题的研究,提出了一种利用图像处理技术自动检测锻件尺寸的方法.基于CCD摄像机的检测系统实现对曲轴锻件连续成像,通过图像拼接、边界处理,得到曲轴各处的特征信息,快速准确的计算出曲轴各位置的几何尺寸与形位公差.该方法提高了曲轴锻件的检测速度和精度,极大的提高了生产效率.     

基于功率谱密度的路面评价与特征参数提取

介绍了道路路面数据测量系统的构成和数据预处理方法。针对测量的海量道路路面数据,阐述了路面数据的功率谱密度分析与传统的功率谱分析的差异,解读了GB/T7031-2005中的倍频程滤波和路面分级方法,提出了基于拟合直线的斜率截距路面特征参数提取方法和基于功率谱密度曲线的路面分级百分比例特征参数提取方法。在介绍路面评价和特征参数提取方法的基础上,使用真实的路面测量数据作为例子,充分显示了这两种路面特征参数提取方法的效果。实例分析结果表明,使用这两种路面特征参数提取方法来评价和分析道路路面数据,计算过程快捷方便,处理效果简单明显,可在道路路面数据的特征参数提取及其它工程振动信号的统计分析中推广应用。     

基于坐标测量机的铁路轮对参数的测量方案

设计了一种基于三坐标测量机的轮对几何参数自动测量装置,对其主要结构和工作原理作了详细分析,并给出来轮对几何参数的计算式。该测量装置结合了三坐标测量机测量精度高和自动测头智能化程度高的特点,可实现工件的自动、批量化检测,它对于解决目前轮对测量手段落后、测量误差大、劳动强度高等问题具有一定的实际意义。     

电子连接器外观缺陷检测方法研究

为了提高电子连接器产品的质量,对其进行产品检测已成为产品生产过程中一个重要的环节。考虑到连接器的多样性、各类外观缺陷等因素,本文提出了一种基于机器视觉原理的检测方法 .通过对连接器进行几何参数测量及对缺陷连通区域提取,实现了对连接器外观缺陷的检测,具备一定的通用性。     

基于高阶累积量的柴油发动机曲轴轴承故障特征提取

利用基于高阶累积量降维处理的1.5维谱、2.5维谱分析曲轴轴承不同磨损间隙下的发动机振动信号,提取曲轴轴承磨损故障的特征参数,有效地解决了高阶累积量计算量巨大,难以实现在线应用的缺点。试验时将振动加速度传感器放置在发动机缸体的5个不同的位置测取振动信号并分析,提取高阶谱降维处理后的特定频段内的频带能量作为特征值。结果表明,本文提出的方法能够有效地抑制噪声的干扰,提取出的特征参数能够较好地反映曲轴轴承的技术状态,且当发动机转速达1300r/min以上,振动加速度传感器置于油底壳与缸体接缝处的左右两侧时,采集的振动信号最能反映曲轴轴承的技术状况。     

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

目的 解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法 从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果 有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论 试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。     

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。     

内燃机曲轴模型系统振动分析的实用方法

针对内燃机运转过程中的亟需解决的建模问题,采用模态机械阻抗综合法对6135ZG型柴油机曲轴系统振动进行复杂耦合振动系统的动力学建模和振型分析。以流体动力润滑理论为基础,对径向滑动轴承和推力轴承的动态特性进行了分析,在计算中考虑了油膜支承刚度对曲轴振动特性的影响,并采用相对应的有限元模型作为计算对比对象,对前6阶振动情况进行了分析。经过结果对比发现两者计算结果基本吻合,证明了建模方法的正确性。     

曲轴维修与再制造现状与展望

曲轴作为关键重要的传动零件,被广泛应用于汽车、煤矿、船舰、化工、石化等领域,其质量的好坏直接关系着工作系统的性能。列举分析了曲轴类零件的典型失效形式及其主要原因,归纳总结了曲轴修复和再制造常用技术手段,包括镀层技术、焊层技术、激光熔覆技术、热喷涂技术以及热喷涂层的重熔技术,并重点介绍了高速电弧喷涂技术在曲轴再制造方面的优势及应用现状。总结了目前曲轴维修与再制造存在的主要问题,并对曲轴再制造的发展方向进行了展望。     

柴油机曲轴早期断裂分析

采用宏观断口分析、化学成分分析和显微组织检验等方法对增压柴油发动机曲轴发生断裂的原因进行了分析。结果表明,曲轴材质符合技术要求,而热处理后的校直过程存在问题,由此留下了隐患,造成该曲轴在运行过程中产生疲劳裂纹而断裂。提出了改进措施,杜绝了此类事故的发生。     

小尺寸梯形凸台曲轴盖板成形工艺研究

目的研究汽车曲轴盖板复合加工工艺的可行性。方法根据零件特点,采用多道次拉深和整形相结合的加工工艺成形零件,并利用有限元技术,对成形过程进行了数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行了验证。结果试制出的零件表面质量较好,法兰内缘处梯形凸台尺寸精度达到了要求,和有限元仿真模拟结果相吻合。结论采用多道次拉深和整形复合工艺所获得的汽车曲轴盖板,完全满足零件实际使用要求,成形工艺有效、可行。     

程序分析在摩托车曲轴生产车间的应用

用工艺程序分析方法对左、右曲轴及总成的工艺流程进行了分析,删除了左、右曲轴加工完毕后的多余清洗工序;用制造流程程序分析方法对左、右曲轴及总成的制造过程进行了分析,并结合布置和经路分析,得知曲轴制造过程中搬运路线较长;按照工艺流程来重新布置加工设备,可以使左、右曲轴加工路线分别缩短44.8%和54%.     

Failure Analyses of Six Cylinder Aircraft Engine Crankshafts

Results of failure analyses of two aircraft crankshafts are described. These crankshafts were forged from AMS 6414 (similar composition to AISI 4340) vacuum arc remelted steels with sulfur contents of 0.003% (low sulfur) and 0.0005% (ultra-low sulfur). A grain boundary sulfide precipitate was caused by overheat of the low sulfur steel, and an incipient melting of grain boundary junctions was caused by overheat of the ultra-low sulfur steel. The precipitates and incipient melting in these two failed crankshafts were observed during the examination. As expected, impact fractures from the low sulfur steel crankshaft contained planar dimpled facets (PDF) along separated grain boundaries with a small spherical manganese sulfide precipitates within each dimple. In contrast, PDFs along separated grain boundaries of impact fractures from the ultra-low sulfur crankshaft steel contained a majority of small spherical particles consisting of nitrogen, boron, iron, carbon, and a small amount of oxygen. Some other dimples contained manganese sulfide precipitates. Fatigue samples machined from the ultra-low sulfur steel crankshaft failed internally at planar grain boundary facets. Some of the facets were covered with nitrogen, boron, iron, and carbon film, while other facets were relatively free of such coverage. Results of experimental forging studies defined the times and temperatures required to produce incipient melting overheat and facets at grain boundary junctions of ultra-low sulfur AMS 6414 steels.     

曲轴轮毂中间齿精压成形工艺研究

目的为了解决某型号曲轴轮毂中间齿形充填困难的问题。方法对齿形精压过程进行了数值模拟,分析了不同摩擦因数、减压孔尺寸对金属流动分布、等效应变及成形载荷的影响,并进行了试验验证。结果摩擦因数影响变形金属轴向和径向的流动分布,减压孔尺寸影响分流面位置及金属的流动速度;根据模拟结果,生产出了合格的产品。结论摩擦因数过小,径向流动阻力减小,不利于金属轴向流动充填齿形,较大的摩擦因数有利于齿形充填,但是摩擦因数过大会导致成形载荷过大;随着减压孔直径增大,金属的分流面外移,对大直径处齿形充填不利。模拟结果对实际生产具有重要的指导意义。