复合式高速电主轴在线动平衡装置的开发

所有高速旋转系统,动平衡是一个计了在线动平衡装置.首先,利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力,实现在线实时精密补偿;其次,考虑到此时空旋转电磁力能耗大,机械结构内应力大的缺点,运用影响系数法控制策略,在平衡盘上利用旋转极坐标合成矢量力,驱使附加质量块移动使转子质心落回旋转中心,同时时空旋转电磁力消失,主轴系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡.通过ADAMS与MATLAB联合仿真,证明了振动在10000r/min速度点附近减少了95%,达到了高速主轴的平衡品质标准.     

枕形包装机旋转往复式横封机构的运动分析

目的针对横封机构热封时间不足的问题,提出一种横封轨迹为D形的旋转往复式横封机构,并分析该横封机构的运动特性。方法根据包装机横封机构的工艺要求,求出该机构伺服输入的运动学方程。在Adams中建立机构的简易模型,并将伺服输入的运动学方程作为驱动进行运动学仿真。结果旋转往复式横封机构能够实现设定的工艺要求,可以有效地延长横封时间。结论旋转往复式横封机构丰富了横封机构的种类,在一定程度上解决了旋转式横封机构和往复式横封机构存在的问题。     

重载汽车齿轮变速箱振动信号与结构模态特性分析

针对重载汽车齿轮变速箱的工作特点,对该齿轮变速箱的振动信号进行了功率谱分析和倒谱分析,并用有限元软件对该齿轮变速箱进行了结构模态分析。分析结果为研究以减振降噪为目的的齿轮变速箱结构动力学优化设计奠定了基础。     

基于自适应观测器的四旋翼无人飞行器传感器故障诊断方法

针对四旋翼无人飞行器传感器故障诊断问题,提出一种用于四旋翼无人飞行器加速度计和陀螺仪故障同时发生的故障检测与隔离以及故障偏差值估计的非线性诊断方法.首先,在建立飞行器动力学模型和传感器模型的基础上,构建四旋翼无人飞行器传感器故障检测与诊断系统.其次,利用故障观测器完成传感器故障的检测与隔离,基于Laypunov方法设计非线性自适应观测器对未知故障偏差值进行估计.最后,在传感器测量噪声存在的情况下,证明自适应律的稳定性和参数收敛性.实验结果表明,该方法能有效进行传感器的故障检测与隔离,实现对传感器故障偏差的估计与跟踪.     

碳纤维复合材料超声辅助磨削加工表面质量影响因素及交互作用研究

碳纤维复合材料属于典型的难加工材料。为了改善超声辅助磨削加工碳纤维复合材料的表面质量, 选取表面粗糙度 (Ra) 与磨削力 (F_z) 作为研究对象, 主轴转速 (A)、进给速度 (B)、磨削深度 (C)、工具粒度 (D) 这几个关键的工艺参数作为优化变量进行超声辅助磨削试验。结合响应面分析法, 建立能够较好反映各优化变量对Ra和F_z的预测回归模型。通过方差分析和建立的响应面3D图, 得出各参数及其交互作用对响应变量影响的显著性及其影响规律。借助Design Expert软件优化后得到在考虑这些交互作用下的最优工艺参数组合为:A=4500 r/min, B=8 mm/min, C=0.1 mm, D=275 um。     

在线视觉测量系统的刀具图像去抖动方法研究

研究视觉采集图像时由于机床电动机振动导致的刀具图像抖动问题。对比研究3种经典图像去抖动方法,在自适应L-R算法的基础上,针对自适应L-R算法的耗时性,结合金字塔的结构,研究一种自适应L-R算法—金字塔相结合的去抖动方法,以图像复原质量的主观评价方法和客观评价参量为标准,对该算法的实现进行定性认识和定量分析。同时以实验室自主研发的在线视觉刀具测量系统为对象,对算法实现进行实验验证。此算法具有较高的PSNR值和MSE值,而且计算时间骤减。通过在线刀具图像的采集和算法的实现,验证此算法具有去抖效果。     

热连轧机磁栅尺结构的模型参数辨识

应用系统辨识技术,采用受控自回归(auto egressive exogeneous,简称ARX)模型结构和Matlab系统辨识工具箱,辨识了热连轧机辊缝位移传感器的动力学模型参数,建立了该传感器结构的动态数学模型。系统的输入和输出数据分别为同步记录的轧机相应位置的振动加速度信号,ARX模型的参数估计采用最小二乘估计法(LSCE),辨识模型的拟合度达到79.48%。辨识结果表明,传感器外壳圆盘结构的刚度和阻尼太小,对轧机垂直振动系统的影响严重,说明其结构设计不合理,需要进行结构动力学修改。     

基于图像处理的刀具几何参数测量技术研究

采用图像预处理和边缘检测等图像处理技术自动测量刀具的长度、直径、圆角半径和两个刀刃的角度,利用Delphi平台上开发的基于图像处理的测量软件可以在瞬间检测出刀具几何参数,实现了刀具几何参数测量的自动化。针对刀具的边缘轮廓形状特征,运用了二值化、中值滤波、边缘检测、轮廓提取和参数提取等图像处理技术。使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小刀具几何尺寸参数的测量。满足刀具测量的精度高、自动化程度高、重复性好等要求。     

Preparation of Ni60-WC coating by plasma spraying, plasma re-melting and plasma spray welding on surface of hot forging die

In order to produce the hear-resistant inner layer of hot-forging die, the plasma spraying and plasma re-melting and plasma spray welding were adopted. Substrate material was W6Mo5Cr4V2, including 10%, 20%, 30% tungsten carbide (WC) ceramic powder used as coating material to obtain different Nickel-based WC alloys coating. Micro-structure and micro-hardness analysis of the coating layer are conducted, as well as thermophysical properties for the coating layer were measured. The experimental results show that the coating prepared with 70%Ni60, 30%WC powder has the best properties with plasma spray welding, in which the micro-hardness can achieve 900HV, meanwhile it can improve the thermal property of hot-forging die dramatically.     

基于等效静态载荷法的平面四杆机构的结构动态优化设计

介绍并推导了等效静态载荷法(ESLM),并将其应用于结构动态优化设计.通过HyperWorks软件对平面四杆机构进行动力学分析,得到了最大动应力.运用等效静态载荷法(ESLM),把动态载荷转化为等效静态载荷,进而在HyperWoks中实现了平面四杆机构在动应力约束下的的形状优化设计.动态优化设计结果为四杆机构各杆件的形状设计提供了参考,体现出了基于等效静态载荷的形状优化方法在机械结构动态优化设计过程中具有重要的理论意义和实际的应用价值.