以某型特大桥缆索吊为研究基础,介绍缆索吊节段智能化吊装控制系统组成、控制方案、算法及实施方法,该控制系统可对施工全过程的设备动态、关键控制参数、施工环境等要素进行全方位实时监测与控制,并通过自动化、信息化和智能化等监控技术手段,提升施工安全及效率,推动缆索吊施工向智能化、无人化方向发展。相关控制方案及实施方法研究,能够供后续相似项目的开展与施工参考,以提升国内桥梁施工水准。
旋挖钻广泛应用于市政建设、公路桥梁、铁路桥梁及高层建筑等桩基础施工工程,适用多种地质,成孔质量高,施工速度快。随着社会的发展,市场对施工设备的高效、节能需求越来越高,为响应国家双碳政策,研发人员开拓思路,研发了增程式电动旋挖钻YTR456HE,该增程式电动旋挖钻在工程施工中得到了成功应用。介绍YTR456HE型增程式电动旋挖钻的结构形式、新能源系统及其在工程中的实际应用。
针对现有站驾前移式叉车转弯时稳定性差,以及高位堆垛时叉车晃动的问题,对悬挂结构进行创新设计,并研发出悬挂智能控制系统。悬挂智能控制系统的控制器可根据整机的不同工况,控制悬挂机构中集成式锁止液压缸电磁阀的开度,使悬挂具有可刚性或弹性连接于车架的主动控制功能,弹性连接车架时,可提高操作舒适性,刚性连接车架时,则可提高整机稳定性和安全性。该功能兼顾舒适与安全,提高了前移式叉车的高位承载能力,同时又满足了低位操作舒适性的需求。
针对当前大负载回转装置主要依靠电动调节来调整回转角度,一旦设备发生故障或停电,回转装置将无法进行回转的问题,设计一种双驱大负载回转装置。该装置由摇架、托架、防盾、高低机和蜗轮箱组成,实现了电动和手摇两种方式控制管道的回转角度。结果表明:该装置具有操作简单、精度高和灵敏性强等优点,能够通过电动和手摇两种方式控制管道的回转角度,并保证了调整角度的精确性,反应的灵敏性,避免了管道角度矫正偏差造成的精度问题。
在绝缘斗臂车的斗部平台上安装电力机器人,替代作业人员完成危险、复杂、繁重的带电作业,成为未来电力系统带电作业方法的主要发展方向。亟需研发一种适用于电力机器人自主操控的安全可靠的绝缘斗臂车,以便于电力机器人精准地控制绝缘斗臂车各机构动作,更高效地将电力机器人送到目标位置展开作业。介绍一种电力机器人用绝缘斗臂车,该车型已在国家电网机器人作业车项目中推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。
针对现行在用自动扶梯附加制动器存在动作设置频繁、缺少链条检测的不足,提出一种新型附加制动器装置。新型自动扶梯附加制动器装置能够采集来自自动扶梯扶手带或梯级的运行速度,当超速或逆转时能够实现电磁控制棘爪勾住驱动轮内嵌的棘轮完成制动;同时,附加制动器还设计了一套驱动链条检测装置,当检测到驱动链条发生松弛、断裂时,会带动机械连杆装置动作电气开关完成制停。新型附加制动器装置能够节省空间,提高乘坐安全性。
桥梁支座摩擦副中的镀铬镀层在重度腐蚀环境下易锈蚀,不锈钢贴合面容易出现鼓包、脱焊等影响支座耐久性的病害问题,加速支座摩擦副中耐磨材料的磨损,影响支座的使用寿命及支座整体使用性能。提出将具有更好硬度、耐磨性及防腐性能的陶瓷涂层应用于桥梁支座摩擦副中,并开展陶瓷涂层的基础性能验证。同时,结合桥梁支座在实际桥梁中的应用状态,完成陶瓷涂层长距离磨耗、平面摩擦因数及曲面摩擦因数等性能测试研究。研究结果表明,陶瓷涂层摩擦副在桥梁支座摩擦副中具有良好的应用性能和发展前景。
为研究工件表面形貌以及土壤含水率对黏性土壤黏附力的影响规律,通过表面喷砂处理制备不同表面粗糙度试样,并根据土工试验标准制备含水率土壤。对土壤-金属界面接触系统黏附力分析发现:不同粗糙度表面,黏附力随土壤含水率增加呈现先降低后增加,然后经历稳定波动区间后急剧下降的趋势;土壤塑限WP<29.25%时,黏附力随粗糙度增加呈现先增加后下降的趋势;土壤液限WL>63.27%时,黏附力随粗糙度增加呈现逐渐下降的趋势。分析认为界面接触面积和水膜是导致黏附力变化的主要原因,粗糙度与含水率存在合理匹配区间。该研究成果可为旋挖钻机筒钻、盾构掘进刀盘及挖掘机斗齿等减黏研究题提供理论与应用基础。
针对滚动轴承故障诊断精度不高,诊断时间过长的难题,提出一种最大均值差异优化下的卷积神经网络,并利用该网络模型搭建诊断模型。利用再生希尔伯特空间和高斯核函数优化最大均值差异算法,在此基础上,结合优化后的最大均值差异算法与子域适应迁移学习网络,搭建最终的滚动轴承故障诊断模型。研究结果表明,所搭建的诊断模型最高故障诊断精度值为0.98,诊断时间低至0.11 s,具有较好的诊断性能。
由于非完整运动约束的存在,车辆系统成为典型的欠驱动系统,这给车辆系统的控制带来极大的困难。针对车辆系统的道路保持控制问题,基于Olfati-Saber解耦算法解耦的车辆跟踪误差模型,对双层滑模控制方法进行改进,提出一种反演设计的自适应双层滑模控制律,并通过CarSim-Simulink联合仿真验证该控制方法的有效性。仿真结果表明,该方法相较于原方法具有更优的跟踪性能,而且更具保守性,在保留原方法对车辆动力学参数摄动的鲁棒性的同时,有效地抑制了原方法的颤振现象。
针对自主研发的Ultra-T30型串联协作机器人建立四参数MDH运动学模型,利用FARO激光跟踪仪采集标定点坐标,并构造机器人几何参数集合与末端位置误差两者之间的最小二乘目标函数,基于Levenberg-Marquardt算法的关节偏移辨识,进一步对机器人几何参数进行补偿,并通过10组验证点对标定结果校核。研究结果表明:标定后机器人Ultra-T30平均误差降低了79.67%,均方根误差较标定前降低了79.75%,这也为Ultra-T30机器人的商业应用推广奠定了坚实的基础。
综述现有的裂纹监测方法,指出新型裂纹监测技术在混凝土泵车支架管裂纹监测中应用的必要性。介绍RFID与智能涂层传感器耦合技术研究,包括该技术的监测传感器、监测原理和监测流程。最后,通过混凝土泵车支架管疲劳试验和仿真计算,验证了RFID与智能涂层耦合裂纹监测技术的可行性和有效性。
介绍旋挖钻机动力头结构设计现状,简述旋挖钻机动力头传动件的基本结构。为满足使用寿命要求,降低设计成本,分析新能源旋挖钻机动力头的载荷分布,得到基于实际载荷分布的动力头结构安全系数,给出一种基于载荷分布的动力头主要传动件可靠性设计方法。
纯机械式垂钻系统具有制造成本低、耐高温、组装简单、可靠性高等优点,而且不含有任何电子设备。纯机械式垂钻系统适用于深井以及超深井、高陡高斜等地层,为钻具始终垂直钻进带来新的技术突破,满足了现代钻井技术对井斜的控制要求。从纯机械式垂钻系统的纠斜原理出发,研究上下双偏重块在纯机械式垂钻系统纠斜过程中的作用,为纯机械式垂钻系统提高纠斜精度提供新的思路。
针对滚动轴承运行时的非线性特征,提出基于EEMD和复杂度相结合的故障诊断方法。首先对滚动轴承正常、内圈故障、外圈故障和保持架故障等不同运行状态下的振动信号进行EEMD分解,然后利用峭度理论筛选出各种运行状态下的有效IMF,最后依次对每种运行状态下的对应层IMF进行复杂度分析并比较。试验结果表明复杂度作为信号所代表系统状态的特征参数,该方法能够准确有效地识别滚动轴承的运行状态。
为了保证聚合物背板质量,需要测量其表面双层涂层厚度,通过筛选分析,选择超声脉冲回波法。由于超声回波受基材性质、涂层厚度、涂层界面及涂层体系的影响,不同超声测厚设备接收回波和处理信号的能力不同,所以需要对超声波探伤仪、超声波测厚仪及超声波涂层测厚仪测厚能力进行判定。按照标准GB/T 37361—2019/ISO/TS 19397:2015《漆膜厚度的测定超声波测厚仪法》测量,描述试验过程,对试验结果进行分析。试验结果表明,只有超声波涂层测厚仪能够准确测量聚合物背板涂层厚度,满足生产要求,也对以非金属材质为基底的涂层测厚有一定的指导意义。
采用有限元软件对输送机刮板进行堆焊过程模拟,选择均匀温度热源模型结合生死单元技术算法,对堆焊过程的温度场和应力场进行分析。均匀温度热源加载下的焊缝温度场显示了随着堆焊层的增加,温度峰值不断增大,温度-时间曲线的变化规律与实际焊接的规律吻合。应力场分析结果表明,多层焊后焊缝厚度方向上的残余应力随着焊接距离的增加,由压应力转变为拉应力,经过中心位置后降低为压应力。模拟参数指导的堆焊试验结果符合技术质量要求。
针对需具备耐高温、耐腐蚀和隔爆性能的某舰载系统重要舱室内使用的视频监控设备需求,设计一款液冷防爆摄像机。采用热仿真分析与试验研究相结合的方法综合分析液冷防爆摄像机的散热性能。研究结果表明:强迫液冷起到了很好的散热效果,冷却水的流动带走了环境温度传递导致的以及液冷防爆摄像机内部电子元器件工作产生的绝大部分的热量,且液冷防爆摄像机内部电子元器件的温度值均未超过上限温度。最后,基于液冷防爆摄像机流道口的不同分布情况,对比分析6种进液口与出液口排布方案,找到现有结构下散热性能最优流道口设计方案,并基于研究结果对液冷防爆摄像机结构进行优化设计,优化后的摄像机结构有效地提升了液冷防爆摄像机在高温条件下的散热性能。
固定式伸缩臂叉装车在臂架运动过程中,整车重心是不断变化的。为保证叉装车的作业安全,以TH4518型伸缩臂叉装车为例,设计一套行之有效的叉装车安全控制系统。根据重心法计算伸缩臂叉装车载荷图,并分析横向力矩保护系统的组成和原理。设计相关程序,确保车架在左右调平及工作过程中,不超过安全作业区域的范围,使整车处于安全状态,不会发生倾翻。经实际运行验证,所设计的安全控制系统稳定可靠。
针对传统架桥机转场过路基需要柔性支腿与地基拉锚,并采用运梁车背驮架驮运架桥机的方式存在效率低、费时费力且锚固质量无法有效保证,存在安全隐患等问题,提出一种架桥机柔性支腿自稳定锚固装置的设计方案,并以JQSD900型架桥机柔性支腿为例,从主体结构、工作原理、受力情况3个方面对其进行分析。分析结果表明,该设计方案受力可靠,支撑稳定,可满足架桥机自走行过路基最大荷载要求。现场应用结果表明,该装置可实现架桥机自走行过路基,节约运梁车装拆驮架时间约6 h,为架桥机成套销售实现间接利润额约2 000万元,其经济性和安全性均得到明显提升,具有广泛的应用前景和推广价值。
根据工业车辆驾驶员视野相关标准,针对12 t级以上重型叉车驾驶员视野运用RAMSIS软件进行视野仿真分析,确保实车驾驶员视野达到最佳。模拟12 t级以上重型叉车在门架落地状态、全自由状态和最大起升状态3种常规工况下的视野并进行比较,所得分析结论可为驾驶员视野结构改进提供参考。
在陈腐垃圾资源化治理领域,风力分选机是用于分选可燃物和中骨料的关键设备,其分选效率直接决定了可资源化物料的分选效率和纯净度。从风力分选机的进料角度出发,探讨振动给料结构和均料辊结构两种结构在用风力分选机中应用时对效率及效果提升的影响。
对一种曲臂式高空作业平台机构进行参数化设计及优化,并开发出曲臂机构参数优化设计系统。所开发的参数化设计系统界面操作直观、简单,通过界面操作驱动曲臂机构的优化设计,减少了设计失误的概率,提高了高空作业平台的设计效率。
设计一种自动绕包装置,有效解决绕包式电缆接头手动绕包存在的时间长、效率低、质量差等问题。通过对电缆接头的绕包工艺、绕包主运动及轴向进给运动进行分析,得出3种绕包带材拉伸所需要的张力。并提出一种间接张力控制策略,通过调节带材两端的电机转速来间接控制带材的张力大小。该策略中没有附加的张力传感器、系统结构简单、控制精度高。
建立了单螺栓连接有限元模型,在验证其螺栓预紧力模拟结果合理性的基础上,对液压拉伸法紧固螺栓组的预紧-回弹过程进行有限元模拟,讨论了重复紧固螺栓组过程中螺栓回弹和弹性相互作用规律。结果表明,重复多次紧固的预紧工艺可以减小螺栓组弹性相互作用对预紧力的影响,提高螺栓预紧力和降低螺栓组中不同螺栓的预紧力差值。分析了不同安装次数中的螺栓预紧力变化情况,为液压拉伸法下的螺栓组紧固工艺设定提供参考。
以微耕机的底盘为研究对象,首先对微耕机的底盘进行分析,完成参数计算,通过三维绘图软件Solid Works对主要零部件进行建模,完成整体装配。通过ANSYS Workbench对微耕机的主要承力部件进行有限元仿真分析,得到车架的前六阶固有频率值,与微耕机的动力输出转速差距较大,不会产生共振,证明车架设计合理。
齿轮作为减速器传动结构中的关键零部件,齿轮参数设计优劣影响着整个减速器的性能、寿命、舒适性等指标。采用S-N曲线假定法设定零部件的损伤值,并将实际路谱转换为当量载荷谱后,通过Romax软件利用全因子试验设计研究法进行齿轮宏观参数的设计选择,再通过软件计算出齿间载荷和齿向载荷分布状况对齿面接触应力分布的影响后,进行齿轮微观修形优化,改变齿面接触,改善齿面应力接触点,并减少齿轮副的传递误差,从而实现提升减速器传动性能、减小噪声和使用寿命的效果。通过对齿轮参数从宏观参数调整及微观修形方面进行优化设计及对比,在理论上使强度安全系数提升30%以上,传递误差减少76%,最终通过噪声测试,验证优化方案在振动方面的优化效果,测试结论证实该优化方案对齿轮噪声有明显的改善。
辊环是轧钢设备的关键部件,其更换效率直接影响生产线的运行效率。目前辊环拆卸存在劳动强度大和操作复杂的问题,严重影响了更换效率,增加了企业的运营成本。设计一种辊环液压松卸装置,旨在解决传统拆卸方法费时费力的问题。基于传统拆卸方法的特点进行设计与力学分析,并对装置的关键承载零部件进行有限元分析。分析结果表明,该装置的强度与刚度满足要求,具有高效、稳定和安全的特点,为辊环自动更换系统的研发提供了基础。
硅锆合金用硝酸、氢氟酸溶解后以高氯酸冒烟驱除硅、硝酸和氢氟酸,定容后根据样品中锆的含量,选择直接或稀释后补齐盐酸、高氯酸介质用电感耦合等离子体原子发射光谱仪检测。该方法可检测的含量范围宽0.5%~40%,由于硅挥发较完全,锆的测定可直接用高氯酸介质配制工作曲线。加入标准回收率在97%~103%之间,测定值的相对标准偏差n=6在1.10%~1.83%之间。
激光熔覆是一种前沿的表面处理技术,对增强材料表面的耐磨性具有至关重要的作用。激光熔覆已成为优化基体材料表面减摩耐磨性能的关键手段。该技术通过在基体材料表面熔覆高熔点、高硬度的合金或陶瓷粉末,形成一层性能卓越的熔覆层,从而显著提升材料的耐磨、耐腐蚀和抗氧化等特性。概述激光熔覆的基本特性及其当前应用状况,探讨熔覆材料对熔覆层性能的影响,并介绍相关优化工艺。
在当下制造业生产中,对零部件的精度要求日渐增高,机械加工工序受设备精度、材料性能、切削参数等因素影响,难以满足加工需求,影响产品质量。故而,提高机械加工精度,减小加工误差,对于产品质量提升、降本增效有着重要意义。对机械加工工艺内容进行阐述,从机床精度、材料性能、工艺参数等方面列举机械加工精度的影响因素,并提出改善方法,如使用高精度机床、精密量检具、高效刀具,或者对切削参数进行优化,对操作者定期进行技能培训等,以聚焦高精度、高效率生产,提高企业市场竞争力。
北京地铁12号线15合同标段接收站为芳园里站,该站盾构接收原设计为出洞后正常吊装接收,后因故车站中板封顶,盾构拆解不具备正常吊装条件。该条件下盾构拆解工作难点主要是盾体及刀盘的拆解。经测量,盾构出洞后顶部距中板最小距离不足40 cm,且盾构上方中板对应位置开孔埋设吊点强度不够,该条件下盾构拆解工作难度极大。针对现场实际条件,经充分论证,盾体刀盘采用搭设门字架方式进行拆解,有效解决了有限空间对拆机工作的限制,圆满完成了盾构的拆解工作。
介绍天津铁道职业技术学院与天津中德应用技术大学联合开展的本科层次应用型人才培养工作,联合培养的专业是机械电子工程,培养方向是轨道交通车辆技术。对应用型人才培养工作进行深入探索和实践,在梳理联合培养本科应用型人才基本情况的基础上,在教学实施过程中,对人才培养方案制定、联合培养管理体制等方面进行总结,可为深入推进高等职业教育与本科教育联合培养应用型技术技能人才提供参考。
机械工程实践教育课程是新形势下地方高校教育教学工作的重要载体,也是推进"三全育人"改革的驱动力。针对课程教学改革中,一些高校面临的全员育人效能不佳、育人过程的连贯性不足及全方位育人形式化等问题,对课程策略重新审视,提出构建高校工程实践教育课程育人工作的新框架。强调"以学生发展为中心,以教师启发为辅,发挥学生主体性"的课程理念,全面、连贯、多维度地推动机械工程实践教育的发展,通过整合理论知识、实践技能和价值素养的育人新路径,为地方高校工程实践教育高质量发展提供参考。
石油钻机司钻控制室是一个复杂的人-机-环境系统,而司钻控制装备是石油钻机的工作核心,是保障油气顺利开采的关键。简述相关领域人机界面的研究现状,从设计优化、设计评价角度对司钻控制装备人机界面的研究进行分析与归纳。通过对现有司钻控制装备进行调研分析,梳理其人机界面存在的问题,提出司钻控制装备人机界面的人性化布局原则、整体一致性的设计原则,从人-机-环境协同、增强交互性的角度提出司钻控制装备人机界面的设计策略,为石油钻机控制装备人机界面优化提供设计参考。
随着我国铁路线网逐步向高速化、重载化发展,有砟轨道结构服役周期面临巨大挑战,尤其是客货共线提速段及运煤重载、风沙地区等特殊线路,在复杂环境及列车循环荷载共同作用下,道床劣化和脏污严重,对列车安全平稳运行造成极大隐患。目前,传统大型机械清筛捣固等维修方式,对轨道结构存在较大扰动,维修成本高,并且维修后的线路各项力学指标欠佳。介绍以真空吸污为原理的一系列新型碎石道床吸污装备,归纳整理不同有砟道床结构应用的吸污装备,提出应用建议。研究结果表明,道床吸污工艺对正常行车运营干扰小,适用于有砟结构的养护维修,运用方式和工况灵活,有助于延长道床维修周期,尤其适用于重载、风沙线路,也适用于城市轨道交通有砟道床结构。
决策规划在挖掘机实现无人化施工中扮演着至关重要的角色,直接影响施工的效率和安全性。在深入研究无人挖掘机路径规划算法的基础上,对当前无人挖掘机的任务决策和路径规划技术进行梳理。在任务决策技术方面,对矿山机械普遍使用的分层有限状态机和融合强化学习的任务决策技术进行了分析;在无人挖掘机路径规划技术方面,围绕多目标最优挖掘轨迹规划和不规则工程机械移动动态路径规划两种技术,分别进行算法流程和研究现状分析。最后,对挖掘机无人化施工中的决策规划现状进行总结,并对未来的发展方向进行展望。
针对小型水域水面垃圾清理具有清理频率高、人工成本高、漂浮物种类多等特点,开发出一款适用于小型水域水面漂浮垃圾的清洁机器人。该机器人体积小,重量轻,通过模仿鱼类在水中吸食的动作,利用水泵在收集口内部产生水流,内部和外部形成的压差,促使收集口外部的水流向内部,使得周围漂浮物汇入收集装置,实现漂浮垃圾的快速集中收集。小型化设计与高度可调节的浮板,实现了机器人在狭窄水域的自由通行,鱼吸式原理实现了快速、精确吸取水面漂浮物的功能。
沙漠自动草方格机旨在解决传统人工种植草方格所面临的效率低下和时间成本高昂的难题,为我国沙漠化治理提供了有效手段。为沙漠自动草方格机设计一款控制系统,该控制系统以STM32单片机为核心,主要由履带式移动系统、横向草方格铺设系统、纵向草方格铺设系统和检测报警系统组成。采用蓝牙模块进行串口通信,超声波模块进行测距,保证整个系统的正常运行。相较于人工操控的草方格机,采用该控制系统的草方格机在效率、安全性和成本方面具有显著优势。
柱塞滑靴作为柱塞泵转子部分运行频次最高的组成部件,其性能的好坏对柱塞泵寿命甚至整机寿命有着重要影响。以直轴斜盘式柱塞泵为例,对柱塞滑靴组件的常见形式、损坏方式、故障现象等进行介绍,从液压系统设计原因、终端用户使用工况原因及柱塞泵本身设计、工艺、机加工原因等多方面进行分析,并针对不同损坏成因提出相应的改进方法,对直轴斜盘式柱塞泵柱塞滑靴组件设计、柱塞泵维修及性能提高有一定的参考作用。
盾构再制造可以解决目前因适应性不佳,导致盾构闲置数量多的现状,从而避免资源浪费,为企业节约成本。以将Φ8 m级泥水盾构改造成双通道盾构为例,介绍了工程及设备概况、盾构针对性改造设计、主要部件维修方案,以及再制造后盾构施工应用情况,为泥水盾构再制造提供一定借鉴。
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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