为解决沥青老化引起的就地热再生质量问题,设计一种沥青路面老化层剔除装置。该装置采用路面耙松、螺旋输送、圆弧刮刀相结合的方式,能够一次性完成5~10 mm沥青路面老化层的剔除作业。耙松装置采用耙齿座铰接、交错耙齿、弹簧缓冲结构,铰接于再生施工车辆车尾,可通过多位姿调整实现沥青路面耙松深度及宽度的调节,提高工况适应性;输料装置采用圆弧形螺旋壳体、圆弧形刮刀结构,缩小了螺旋叶片与螺旋壳体间距,避免了沥青混合料黏附螺旋壳体内壁,提升了维护保养性能,有利于改善就地热再生施工质量,便于就地热再生推广应用。
山区陡坡多,山体多,工况非常复杂,管道施工难度大,常规焊接工程车很难满足机械化流水线作业要求,施工效率低。为了提高山区作业安全性、环境适应性和施工效率,从整机稳定性、地面附着能力、驻车装置、牵引装置、安全监控等角度进行优化设计,介绍山地焊接工程车的基本结构、工作原理,以及设计应用,研发山区作业专用的山地焊接工程车,提高施工安全、质量和效率,对推动山区管道施工能力提升具有重要意义。
针对挖泥船泥泵轴疲劳断裂问题,研究基于流场非定常数值模拟、轴系瞬态有限元计算、应力-疲劳寿命修正模型下的泥泵轴疲劳寿命预测方法,并据此计算分析泥沙粒径、输送浓度以及叶轮局部磨损对泥泵轴疲劳寿命的影响。计算结果表明,随泥沙粒径与输送浓度的增大,泵轴疲劳寿命均呈对数规律降低,可根据计算结果合理调整泥泵轴系检修周期;叶轮局部磨损会造成泵轴疲劳寿命的显著下降,施工中应注意磨损叶轮的及时修复。
针对难以获得实际成本函数的现状,从可靠性成本影响因素入手,构建新型可靠性成本函数,提出基于新型成本函数的系统可靠性分配方法。首先,依据可靠性成本函数的构建原则,建立新型可靠性成本函数;其次,提出非线性规划可靠性分配流程,阐述可靠性分配优化模型的建立方法;最后,介绍应用粒子群算法开展系统可靠性分配优化求解,并给出计算实例。实例表明,满足同样可靠性要求的前提下,基于新型成本函数的系统可靠性分配方法成本更低。
以工程车辆所应用的经典伸缩式实腹臂体为研究对象,选取某系列高空作业车辆臂体截面的尺寸参数及臂体的应力极值为样本,用于BP算法,进行回归训练,获取系列臂体尺寸参数变量与结构应力极值的映射关系。设计人员可用该映射关系式快速预测结构应力极值,减少大量初步方案设计时的试错工作,为事前仿真提供设计依据,提高产品设计效率,快速响应市场需求。
通过对某型针对欧美市场开发的沥青混凝土摊铺机整机辐射噪声和驾驶员耳旁噪声进行测试分析,识别出对噪声贡献较大的噪声源;通过对主要噪声源提出的4种降噪方案进行1/3倍频程分析得到具体降噪整改方向;通过发动机舱粘贴吸声棉,排烟系统进风口内部结构流线型设计,降低风机发电机转速和改变进气格栅形状,使摊铺机整机噪声和驾驶员耳旁噪声明显降低。测试结果表明,该摊铺机整机噪声指标达到了欧盟噪声指令规定的水平。
齿轮传动装置的动态特性直接影响其工作性能。以某电厂用调速齿轮传动装置为研究对象,在进行出厂试验过程中发现,齿轮传动装置试验台架存在刚度不足问题,从而影响齿轮传动装置及台架试验系统的固有频率。通过优化试验台架,改变了齿轮传动装置及台架试验系统的固有特性,改善了台架试验中的振动情况。
基于不同截面多胞薄壁结构的吸能特性研究的需要,构造多种不同的圆形、八边形以及六边形多胞薄壁管,用ANS YS软件对1 2种不同截面形状薄壁管的轴向压缩数值进行非线性仿真模拟,对比不同截面形状的吸能特性,确定最优截面薄壁管。通过响应面设计法,将该薄壁管的内外管壁以及加强肋板的厚度作为设计变量,以应变能密度和峰值压力为目标,拟合得到响应面模型,并进行多目标优化。研究结果表明,优化后的薄壁管能够在保证峰值压力较小的前提下,使应变能密度和压缩效率最大化。
以冲击破岩掘进机工作机构为研究对象,利用Pro/E建立其三维实体模型,基于旋转矩阵法进行数值计算,求解不同作业姿态下的工作轨迹,基于ADAMS建立的虚拟样机模型进行运动学分析,仿真得到工作机构的包络图和液压冲击锤锤点的位移曲线图,基于ANSYS对常用作业姿态进行有限元分析,得到不同步工况和同步工况的应力分布云图和变形分布云图。研究表明:旋转矩阵法和虚拟样机法所确定的性能参数误差在允许范围内,工作机构的运动规律、作业范围和强度满足设计需求,各部件铰接处为应力集中区域易发生疲劳破坏,所得结果为后续工作机构的结构优化以及力学特性研究提供依据。
为了解决直线运动设备摩擦副在长期运行后出现的磨损,为后续摩擦副材料的选择提供依据,选用铍青铜、铝青铜、锡青铜与常用的钢材和铝材分别组成摩擦副进行摩擦性能试验。在油润滑和干摩擦条件下记录磨损率、摩擦系数及温升,采用控制变量法进行对比试验,确定不同材料摩擦副在相同工况下的磨损程度。试验结果显示,铍青铜在相同试验条件下,与钢或铝配合的磨损率均最小。
为了改善某特种车辆的遇振缓冲性能,建立某一特种车辆用新型双气室油气弹簧的数学模型,运用综合变量法对新型油气弹簧的输出力进行数值求解,研究其变量影响趋势。通过结构参数的调整提高油气弹簧性能。研究发现,增加缸筒内径、环形腔面积分别会导致油气弹簧的两个行程输出力的增大、减小,增加环形腔面积仅会使伸张行程输出力减小。研究结果为新型双气室油气弹簧的输出力性能优化奠定理论基础。
履带式挖掘机行走振动对整机作业性能和操作者健康都有一定影响。从挖掘机行走振动产生的机理入手,分析履带行走系统的履带升变量对挖掘机行走振动的影响,并应用n-code多通道测试设备和振动加速度传感器对挖掘机行走振动进行量化测试,采用Infield软件进行数据分析,通过对比试验提出改变履带式挖掘机的履带升变量以改善挖掘机行走振动、减轻挖掘机操作者作业强度的解决方案。以某型挖掘机为例,测试3种不同履带升变量条件下驾驶室地板的振动加速度并进行对比,综合评估整车稳定性和行走振动后,给出某型挖掘机履带升变量的设计建议值。
以某型号液压挖掘机为研究对象,运用AMESim软件建立液压挖掘机工作装置及其负载敏感液压控制系统模型,并通过该软件进行挖掘、回转、卸载工况下的仿真分析。以某型号挖掘机为研究对象,对其进行挖掘、回转、卸载工况仿真分析,验证仿真模型的设计正确性,分析负载敏感液压控制系统的优势。此基于AMESim软件建立的负载敏感液压控制模块系统的仿真设计可以为以后挖掘机新产品开发中相关工作机构和液压系统的匹配设计奠定基础,同时也可对现有产品的机构工作效率、能量消耗、故障情况进行分析研判。
针对水泥库筒仓清灰的自动化需求,设计一种适用于筒仓结构的清灰机器人,以期替代危险的人工清理工作。该机器人基本结构包括运动机构、清灰执行器两部分,运动机构采用的是悬挂式伸缩臂结构,收缩时体积小,展开后覆盖面广;清灰执行器采用的是空气激波吹灰器,能产生高速冲击波,实现无接触式的安全、高效清理。对工作臂和支撑臂这两个关键部件进行力学分析,导入ANSYS Workbench进行静力学分析。结果表明,机器人满足刚度、强度要求,具有良好稳定性,能广泛应用于筒仓结构的清理工作。
针对液压挖掘机作业环境一般较为恶劣的情况,对液压挖掘机振动舒适性优化问题进行研究。根据挖掘机驾驶室动态响应特点,提出以调频-经验小波变换(FM-EWT)方法提取挖掘机操作人员振动舒适性的特征指标,以振动剂量值作为评估舒适性的指标,建立液压挖掘机振动舒适性优化模型,并通过实例进行分析验证。研究表明,某型液压挖掘机经优化后,8h振动剂量值减小了1 5%,提高了舒适性。
针对现有挖掘机铲斗结构参数优化设计中,优化变量主要凭设计者经验选取导致优化效果欠佳,优化设计过程中需反复调用有限元软件进行结构应力分析,致使优化效率低等问题,提出一种基于知识引导的铲斗结构参数优化设计方法。以综合考虑铲斗结构轻量化和综合多工况下结构等强度最大化为优化目标,利用结构参数对铲斗结构件体积和综合多工况下最大应力值的灵敏度知识,指导优化变量的选择,采用基于样本的应力普查方法确定铲斗应力特征截面,并建立铲斗结构神经网络应力预测模型;在此基础上,针对现有遗传算法的局限性,构建优化过程知识引导的遗传寻优算法,并通过实例验证该方法的可行性。实例验证优化结果表明,与优化前相比,铲斗体积下降了14.14%,且铲斗各部位均满足结构强度要求。
以某型滑移装载机为例,进行行走液压系统设计和选型计算,同时以失稳比和稳定度为指标对滑移装载机进行稳定性评价,并对滑移装载机横向稳定度和纵向稳定度进行分析和计算,为滑移装载机液压系统设计和稳定性分析计算提供新的设计计算方法。
为了对双剪叉起升机构液压缸的受力情况进行分析,为配套的液压系统提供设计输入,利用虚功原理建立液压缸受力情况的数学模型,采用MATLAB软件的GUI图形界面系统,开发一套双剪叉起升机构液压缸受力分析及液压缸参数计算程序。通过友好的人机交互界面将起升载荷、剪叉臂尺寸、液压缸连接位置尺寸、液压缸数量及液压缸额定压力等参数输入该程序,实现对整个起升过程的液压缸受力情况的计算,并通过液压缸受力情况计算其参数,同时在系统界面直接输出相应的曲线。
铅酸蓄电池是电动叉车的主要动力源,体积大,质量重,在整车上的布置方式对整车重心位置有一定的影响,进而影响叉车的稳定性。简述目前电动平衡重式叉车主流的两种蓄电池布置方式,在保持整车纵向稳定性系数一致的情况下,按照现有稳定性试验方法分析计算两种布置方式对横向行驶稳定性的影响。以3.5 t电动平衡重式叉车为例,分析两种布置方式对横向行驶稳定性的影响,计算结果显示:保持相同纵向系数时,采用蓄电池上置布置时整车质量比蓄电池中置方式轻。
工程机械安全锁止系统的主要作用是保证操作安全,防止驾驶员在未做好准备时误操作而引发安全事故。以滑移装载机为例,对机械控制型、液控型和电控型等不同配置的滑移装载机安全锁止系统的实现方式和结构进行详细介绍与分析,指出未来安全锁止系统将会成为工程机械不可或缺的基本功能模块。
为实现纯电动汽车起重机的节能,结合燃油起重机的系统作业场景和系统特性,提出一种纯电动汽车起重机卷扬势能回收装置,并设计相应的能量回收流程和控制策略,实现回收能量的管理。以某25 t纯电动汽车起重机为对象进行实测,验证该装置及控制策略的有效性。测试结果表明纯电动汽车起重机能量回收装置和控制策略满足技术要求。
介绍叉车进气系统的噪声产生机理,针对某型叉车进气系统存在的噪声问题进行噪声测试,分析进气噪声的频谱和阶次特征,发现该型叉车进气系统在中频500~900 Hz时的噪声存在共振特征。根据进气系统频率特性并结合叉车结构空间,设计一种进气消声器,应用Simcenter 3D仿真软件对消声器进行传递损失计算,对中间管路的穿孔率进行优化,当穿孔率控制在30%~40%时,传递损失趋于稳定。最后应用Acu Solve流体仿真软件对进气消声器的压力损失进行评估,结果符合要求。优化后的消声器安装在某型叉车上进行噪声测试,进气噪声降低2~5 d B(A)。
为提高装载机负载敏感液压系统的工作效率,提出一种泵口压力补偿系统,通过引入先导压力对泵口压力进行补偿。建立带泵口压力补偿系统的装载机液压系统仿真模型,并与原系统进行仿真分析对比。研究结果表明:带泵口压力补偿系统的装载机液压系统能够降低转向液压泵泵口压力,在降动臂工况下,转向泵泵口压力降低0.62 MPa,转向液压泵输出功率降低1.4 4 kW。对整机进行测试所得结果与仿真结果一致性较好,表明带泵口压力补偿的液压系统可有效降低装载机液压系统的能耗。
土方机械可持续发展涵盖设计开发、生产制造、使用寿命等产品全生命周期的各个阶段,涉及环境效益、经济效益、社会效益等多方面因素,土方机械可持续发展是一项系统性工程,是推动行业绿色健康发展、助力我国“双碳”目标实现的重要工作,需要完善的标准体系规范运行。以推动土方机械可持续发展为目标,介绍土方机械可持续发展标准技术现状以及可持续发展标准体系规划,分析探讨当前土方机械可持续发展中存在的问题。通过主导制定可持续发展类国际标准、国家标准及行业标准,逐步搭建和完善土方机械可持续发展标准体系。
针对隧道施工粉尘污染问题,阐述隧道施工过程的产尘机理和粉尘特征,分析爆破法和掘进机法施工的粉尘运移规律。总结归纳出水降尘、气排尘和滤料除尘3类隧道粉尘防治技术,并对每一类技术中采用的各种措施进行除尘效果和工程应用分析,为隧道施工粉尘防治提供参考依据。
某海上油田回注生产水增压泵受下游井口平台注水系统的限制,实际所需流量与泵的设计流量不符,针对操作人员经常调整泵出口截止阀开度达到节流的做法会导致泵体内憋压,进而导致机械密封频繁泄漏,泵体和管线振动加剧,不利于该泵的平稳、安全运行问题,经过计算并切割泵的叶轮外圆后,长时间测试证明泵的运转状况趋于正常,满足油田注水需求。介绍油田回注生产水增压泵叶轮外圆切割方法及其应用。
以天津地铁11号线招远路站—外环辅道站区间右线盾构施工为例,详细介绍经过以粉质黏土、粉砂、黏质粉土为主的地层时盾构姿态超限的现象,并根据引发超限的原因不同,对姿态超限问题采取不同的处置措施。通过对数次姿态超限问题进行总结归纳,得出姿态变化理论原因,给后续施工提供铰接使用、渣土改良等防范措施,并给出适用于该地层的掘进参数设置建议,大大降低了姿态超限风险,提高了施工质量,增加了经济效益。
在南京和燕路过江通道的隧道掘进中,Φ15 m级超大直径泥水盾构在高水压和薄覆土地层下进行工作,衬砌管片线型控制难度极大。为保证隧道衬砌管片线型满足设计要求,从盾构掘进方向、盾构姿态、管片选型、同步注浆和上浮控制等方面,分析衬砌管片线型控制技术,并提出对应的解决措施。工程应用结果表明:环内、端面、环间最大错台量分别为4.1 mm、1.4 m m、4.4 m m,满足现有规范的控制要求,证明所提出的管片线型控制技术的可靠性。
设备选型配置是工程成功的关键因素之一,需充分考虑周边环境、工程地质条件及装备技术能力,通过调研目前国内外沉井式竖井掘进机类型及其应用案例,对比分析不同类型沉井掘进机原理和适应性,为未来城市沉井法竖井施工的设备选型提供参考依据。
某型履带式起重机使用过程中副卷扬钢丝绳从杆头滑轮里脱出,造成钢丝绳挤压损伤,又因为钢丝绳损坏位置位于起重机鹅头位置,不易发现,存在较大安全隐患。履带式起重机钢丝绳出现损坏,不仅会造成财产损失,还会影响项目工作进度,更会严重影响履带式起重机在吊装过程中的安全性。因钢丝绳损坏造成的吊装事故时有发生,因此必须解决这个问题。经过多方技术交流与探讨,采取改进杆头防脱绳装置的方式,实现钢丝绳在滑轮内的顺滑旋转,使钢丝绳不再脱离钢丝绳滑轮,免于受到挤压损伤,从而保证设备运行的安全性。
期刊名称:工程机械
英文名称:
Construction Machinery and Equipment 创刊时间:1964年 主管及主办单位:
天津工程机械研究院有限公司 出版周期:月刊,每月10日出版 电话:022-26899851 投稿邮箱:cme@cm518.com 国内刊号:CN 12-1328/TH
国际刊号:ISSN 1000-1212
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