锻造机器人金属橡胶关节阻尼设计及振动抑制

为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL 平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明：当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。     

基于Workbench和nCode工具的齿轮疲劳建模与寿命分析

基于齿轮疲劳失效理论,利用Workbench和nCode方法建立齿轮CAE模型,完成齿轮接触动力学和疲劳寿命预测分析。以疲劳耐久性主要影响因素为表征参量,对齿轮副进行静态和瞬态特性分析。在给定不同载荷谱的情况下,基于材料 S-N 曲线和Miner线性损伤累计理论,利用疲劳分析软件nCode Design-Life对齿轮副进行疲劳可靠性分析,得出齿轮接触区域的疲劳结果云图和各节点的疲劳寿命。结果表明：齿轮传动静载条件下的最大接触应力和最小疲劳寿命的区域相同;在动载条件下,最小疲劳寿命出现在齿面分度圆与齿轮端面的过渡区域;在静载、动载条件下,从动轮扭矩的变化对齿轮传动的疲劳寿命影响较大。研究结果可为齿轮抗疲劳优化和加速试验方法的设计提供参考。     

三转子式流体比例控制器设计与试验研究

针对减小比例控制器配比精度对三组元推进剂能效影响的问题,基于三转子流量计工作原理设计了三转子式比例控制器,试验研究了定流量和变流量工况下工程样机的流量比例控制性能。结果表明：三转子式比例控制器的结构简单、易加工、运动平稳、阻尼小;定流量工况下比例控制器的配比比例稳定且精度较高,而且各流量工况点间的配比比例也一致;变流量工况下比例控制器的配比比例存在波动,但其波动幅值随着流量的增大而减小;比例控制器燃烧剂路造成的压力损失最大,冷却剂路造成的压力损失最小。研究成果为研制新型、高配比精度的比例控制器提供了新方案。     

具有符号式位置正解的2T1R并联机构的运动学分析与尺度综合

基于方位特征方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计一种零耦合度且具有符号式位置正解的两平移一转动并联机器人机构,分析计算机构的方位特征集、自由度以及耦合度等拓扑特性。利用机构支链运动副布置的特点建立运动学方程,计算出正运动学和逆运动学的位置解析式,通过一组算例验证计算结果可靠性。研究机构的奇异性并给出正解奇异和逆解奇异的产生条件。分析机构的工作空间,以给定的工作空间作为约束条件,建立实际工作空间最小化的优化目标,选择天牛群优化算法优化得到满足给定的工作空间且使实际工作空间最小的设计结构参数最优解。结果表明：机构具有符号式的位置正解,且工作空间形状规则,呈对称分布、边界光滑。     

密封结构表面表征参数对低温密封特性的影响

针对某航空用液压制动器低温环境下极易出现渗漏油的问题,设计低温筛选试验,研究密封件表面不同表征参数（表面轮廓算术平均偏差Ra,轮廓最大峰值Rp,表面轮廓最大高度Rz）对低温密封特性的影响规律。结果表明：传统Ra指标约束下的密封表面不能完全满足液压制动器低温密封要求,而Rz和Rp指标能更好地表征和约束密封结构的表面加工质量,其中采用 Rz指标约束下的密封表面能显著提升液压制动器的密封特性。根据试验统计结果,给出航空用液压制动器密封表面质量Rz≤1.0 μm的设计参考值,并可应用于其他类似航空液压产品设计中。     

基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别

针对液膜密封状态监测领域无损监测开发不足、信号特征评估困难以及摩擦状态判别智能化特性缺乏的问题,提出一种基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法。该方法将声发射无损监测技术应用于液膜密封的摩擦状态监测,卷积神经网络作为液膜密封摩擦状态自主决策的实现手段,声发射信号的时频信息作为卷积神经网络的特征输入,分析短时傅立叶变换、 S变换以及小波变换3种时频分析方法对卷积神经网络识别性能的影响。结果表明：对于液膜密封的声发射信号,3种时频分析方法与卷积神经网络结合的优选顺序为：短时傅立叶变换、 S变换、小波变换;基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法准确率较高,相比其他识别方法取得了较好的识别效果。     

基于CFD的水轮发电机组推力轴承油膜温度研究

为研究某水轮发电机组推力轴承的油膜润滑及冷却情况,建立推力轴承数值模拟计算模型,分析轴承温度和压力分布,基于流固耦合方法计算轴瓦变形情况。结果表明：该推力轴承轴瓦变形量极小,可以忽略其对轴承安全运行的影响;但该推力轴承在轴瓦外径处最大温度已超出安全运行范围,而且高温区域面积较大,影响轴承安全运行。基于正交试验方法,分析主要运行参数对推力轴承温度的影响程度。结果表明：进油压力对轴承温度影响最大,其次是进油温度,镜板转速对轴承温度的影响很小;随着润滑油进油压力和进油温度增加,推力轴瓦温度会随之上升,而随着镜板转速的增加,推力轴瓦温升减小。通过极差分析得到推力轴承最优工况组合,对于水轮发电机组的安全稳定运行有着一定的指导意义。     

马钢某轧钢加热炉燃烧控制优化项目实施方案及可行性研究

分析了马钢某钢轧加热炉氧化烧损偏高问题,提出了燃烧控制优化实施方案,并研究了方案的可行性,给出了研究结论和建议。     

高速角接触球轴承摩擦力矩的影响因素研究

为更加准确地描述高速电主轴轴承热位移和预紧力对其摩擦力矩的影响,建立角接触球轴承摩擦力矩数学模型。结合修正的拟静力学理论建立轴承受力平衡方程,分析轴承热位移和预紧力对轴承摩擦力矩的影响规律。结果表明：轴承热位移随转速的增加而增大,在高速条件下其值较大;轴承摩擦力矩随径向热位移的增加而增加,随轴向热位移增加而缓慢增加;轴承转速越低,轴承热位移对摩擦力矩的影响越明显;轴承摩擦力矩随着轴向预紧力的增加而增加;轴承热位移和预紧力对轴承差动滑动摩擦力矩影响最大,对自旋摩擦力矩影响次之,对弹性滞后摩擦力矩的影响最弱     

机器人在三缸曲轴打磨工艺中的应用研究

为了对三缸曲轴进行自动、快速、精确的打磨,设计了一套采用多台机器人协作的打磨单元。对三缸曲轴铸件及其披缝的外形特征进行分析,在此基础上,设计了磨具形式、机器人应用方式和曲轴装夹方式,并进行了详细介绍。在打磨过程控制方面,提出了利用磨削电主轴的电流实时控制机器人的打磨进给速度的方法,提高了系统的安全性。此系统已投入使用,实现了对三缸曲轴安全、可靠、精确、高效的自动打磨