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2023年, 第25期 刊出日期:2023-09-05
  

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    工业设计
  • 贾子朝 郭志伟 高学林
    中国机械. 2023, 0(25): 2-6.
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    电子枪阴极与阳极的对中性会对电子束的流通率、束斑形态等产生影响。本文通过仿真分析了阴极偏心、倾斜两种典型工况下电子束的传输特性,初步得到了阴极偏心对电子束聚焦、偏转及坩埚内电子分布状态的影响规律,为后续生产制造阶段加工工艺的制定提供了必要的参考数据。
  • 童疏影
    中国机械. 2023, 0(25): 7-10.
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    3D 打印技术在工业领域的应用已经涉及多个行业,如汽车、航空航天、建筑、医疗、教育等。其中,复杂曲面结构是一种常见的工业设计元素,它具有高强度、低重量、美观等特点,广泛应用于航空航天、建筑、生物医学等领域。然而,传统的网格模型在复杂曲面结构设计中存在着许多问题,如网格质量不高、计算量大、难以优化等。因此,本文提出了一种基于 isosurface 函数和点集函数的极小曲面模型结构设计与优化方法,旨在提高复杂曲面结构的设计质量和性能。首先,根据复杂曲面结构的形状和尺寸,利用点集函数生成初始网格,并引入平均曲率项作为网格优化的目标函数。其次,利用 isosurface 函数替代隐式方程项,生成基于平均曲率为零的极小曲面模型结构,并对其进行优化和调整。再次,将极小曲面模型结构转换为 3D 打印所需的格式,并进行仿真和实验验证。最后,通过与基于隐式方程的网格模型进行对比分析,证明本文所提方法能够有效提高复杂曲面结构的设计质量和性能,为 3D 打印技术在复杂曲
    面结构设计与制造中的应用提供了一种有效的工具。
  • 王加云
    中国机械. 2023, 0(25): 11-14.
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    某发动机曲轴小端有 4 个螺纹(底)孔,大端有 8 个螺纹(底)孔和 1 个工艺孔,两端孔的位置度误差应满足公差要求,需要检查。本文通过曲轴工艺分析,研讨和确定曲轴在检具中的定位和夹紧方式,并设计了发动机曲轴两端孔位置度检具、功能量规和扫描规,光滑量规功能性地检查工艺孔、螺纹底孔位置度,扫描规测量各位置度具体误差值。
  • 许胜军 汪俊明 刘晨凯
    中国机械. 2023, 0(25): 15-18.
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    焊接机器人是焊接工作站的关键部件之一,在焊接过程中,由于高温和化学反应的影响,容易导致焊缝产生变形和偏移,造成较大的误差。本文以电磁水表传感器焊接工作站为背景,重点分析了焊接机器人的结构及工作原理,同时列举了焊缝时易产生的误差类型,针对焊缝误差问题,提出了利用模糊 PID 控制方法,将其应用到焊缝机器人焊缝轨迹控制系统中,实现自适应优化轨迹控制,最后利用Matlab 软件进行仿真分析,结果表明,该控制方法具有高效性、准确性,能够实现焊缝的精确控制。
  • 张 洁
    中国机械. 2023, 0(25): 19-22.
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    在实际加工中,减少人员干预、实现标准作业、减少操作人员具有重要意义。自动化生产线在大量生产中,能提高生产率,稳定和提高生产质量,保证均衡生存,缩短生产周期,降低工人劳动强度。本文从实际加工过程出发,仔细研究了壳体外形加工共性和特异性,最终确定一套适用于壳体外形加工流程的快装夹具应用实例。解决了壳体外形加工时,由于每一次组合夹具的样式不固定,压板干涉、对刀具的要求有影响、影响 CAM 程序刀路、难以拆装、整个零件悬高过高引起震动,造成的加工效率低下、光洁度不高等问题。对壳体外形加工统一模块式加工方法进行研究推广。
  • 李泰江
    中国机械. 2023, 0(25): 23-27.
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    结构要素设计决定了机械类产品的运动承载能力、稳定性、产品精度等方面的性能特征。通过合理的结构设计,可以最大程度地优化产品性能,满足用户的需求和预期。本文旨在探究机械类产品结构要素的设计要点,以帮助机械工程设计师更好地进行理解应用。文章概述了机械类产品的结构要素,并强调了主要结构要素与辅助结构要素的区分及它们在产品性能中的作用;详细讨论了结构要素设计的基本原则,包括结构布局与连接设计、运动与传动系统设计及润滑与密封设计,以帮助工程设计师在实际应用中做出明智的决策,并呼吁其在产品设计和制造中充分考虑以上要点,以确保产品更加优质,保持市场竞争力。
  • 吴 鹏 罗远哲 张艺腾 韩松松
    中国机械. 2023, 0(25): 28-31.
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    数据销毁是“数据归于消灭”的处理流程末端。任何存储的数据都可能受到网络攻击,安全彻底地销毁数据,特别是在数据生命周期结束时将其销毁,可以确保数据的安全。本文设计了封闭式双辊撞击数据存储介质粉碎机,一次性可以粉碎大量的光盘、芯片、U 盘等,避免粉碎机偏心布置造成的振动问题,完美解决数据安全的最后一公里,避免了因数据存储介质泄漏而对公司造成的重大损失。双辊的设计还能够通过机械传动替代传统的液压传动,在操作上具有复杂性。本次研究结果表明,封闭式双辊撞击数据存储介质粉碎机结构不复杂、检修便利、粉碎效率较高、污染较小,在设计上具有较高的合理性,且整机结构更加紧凑,作业性能更佳。
  • 机械制造与智能化
  • 王相淋
    中国机械. 2023, 0(25): 32-35.
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    对于机械制造及加工来说,合适的机械装配工艺可以有效提升装配精度,从而保证机械装配质量。本文旨在探讨机械装配工艺与关键技术。首先对机械装配工艺的概念与特点进行了总结,再对其进行分类,接着对装配工艺的关键性技术中存在的问题进行探讨,最后对机械装配的关键技术进行分析,并提出了按层次进行合理规划、严格控制装配误差、强化装配工艺库的有效管理等一系列机械装配的优化策略,以保证机械装配质量。
  • 陈 闯
    中国机械. 2023, 0(25): 36-39.
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    随着人工智能技术的快速发展,其在机械设计制造领域的应用也日益广泛。本文探讨人工智能技术在机械设计制造中的应用,详细讨论了人工智能在机械设计中的各个应用领域,包括智能优化算法、产品结构优化、材料选择优化、工艺参数优化等。此外,还介绍了人工智能在机械制造过程中的应用,包括智能化制造设备、智能化生产线和智能化工厂等,以及在质量控制中的应用。最后,对人工智能技术在机械设计制造领域面临的挑战进行了探讨,并展望了其未来的发展趋势。
  • 杨 越 郑慧斌 尹美贵 金晓东
    中国机械. 2023, 0(25): 40-43.
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    本文旨在研究齿轮与电子元件的耦合特性及其在机械系统中的控制策略。首先介绍了齿轮传动和电子元件的基本原理,并分析了二者耦合的机理和特点。其次进行了一系列实验,探究了齿轮与电子元件的耦合现象,并分析了实验结果。最后提出了一些机械系统中的齿轮与电子元件耦合控制策略,包括控制策略的设计与实施,并评估了其效果。本研究对于深入理解齿轮与电子元件耦合特性及提高机械系统的控制策略具有重要意义。
  • 李海峰
    中国机械. 2023, 0(25): 44-47.
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    起重机梯圆螺纹轴作为起重机的关键部件,承担着传递力矩和实现升降定位功能的重要任务,其结构和加工质量直接影响起重机的工作性能和安全性能。因此,对于梯圆螺纹轴的制造过程中的车削加工、材料选择和热处理等方面的研究和优化具有重要意义。本文重点探讨起重机梯圆螺纹轴的车削加工过程,以及材料选择和热处理对轴性能的影响。
  • 孙梦楠 佟永龙 李重阳
    中国机械. 2023, 0(25): 48-51.
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    离心压缩机的驱动方式中,变频电动机较为常用,它具有环保、节能、噪声小、维修保养成本少且维护安全简单等优势。变频电动机的调速频率一般在 30 ~ 50Hz,电压为 10kV,形式多为三相异步电动机。电动机的主要振动监测指标为壳振动,振动标准一般在 2.8mm/s 以下。变频电动机使用把合螺栓与支撑底座把紧在一起,在改变频率进行调速过程中,水平与垂直方向的壳振动发生振值偏大现象后,需要对电动机本身、电动机安装连接、支撑底座强度,以及是否发生频率干涉进行逐一排查分析,针对不同影响制定整改方案,以消除对电动机所产生的不利影响。通过对电动机壳振动大现象的分析、过程及结果的总结,本文提出了变频电动机与支撑底座频率干涉引发机壳振动偏大的分析处理策略。
  • 秦冬雁 黄青松 王 宏
    中国机械. 2023, 0(25): 52-55.
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    随着全球制造业竞争日益激烈,质量控制与检测技术在机械加工中的应用已成为产业发展的关键。此研究的前提是针对当前制造业面临的机械加工质量挑战,特别是在表面粗糙度、尺寸偏差和材料硬度或韧性的不均匀性方面。为了有效应对这些挑战,文章选择某制造工厂对 AISI 1045 碳钢的加工过程作为研究对象,深入探讨了质量检测技术,如三坐标测量机、表面粗糙度测量仪以及非破坏性检测技术的实际应用。研究策略包括系统收集和分析加工数据,识别主要的加工问题,以及基于数据分析的优化建议。
  • 机械工业应用
  • 李 鹏
    中国机械. 2023, 0(25): 56-59.
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    长距离高起伏复杂输水工程水锤发生概率相对较为频繁,且防护难度较大,单靠一两种常规水锤防护措施,很难满足要求。本文结合滕州某输水工程实际情况,通过 AFT 水锤模拟分析计算,将防水锤气压罐与常规水锤防护措施相结合,达到了理想的效果,气压罐在长距离高起伏复杂输水工程水锤防护中具有广泛的应用前景。
  • 王永刚
    中国机械. 2023, 0(25): 60-63.
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    本文讨论了在煤炭液压支架自动化系统中实施的节能设计和材料优化措施。首先采用轻量化材料和优化设计,有效降低支架的自重,从而降低了液压系统的能源消耗。其次通过对液压系统的优化设计,包括管道布局和元件选择,减少液压系统中的压力损失,降低泵的功率需求,提高了能源传递效率。此外,智能化控制策略的应用也有助于最小化能源消耗,根据实时工况调整液压系统的参数。最后,定期的设备维护和高质量液压元件的使用有助于减少系统的能源损耗,延长设备使用寿命。这些综合措施将有助于提高支架的性能和可持续性,同时降低煤炭液压支架运行的总体成本。
  • 孟凡朋
    中国机械. 2023, 0(25): 64-67.
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    带式输送机作为煤矿的一种重要运输设备,通过由工作面伸缩带式输送机、采区带式输送机、主运带式输送机等组成的带式输送机运输系统,将工作面的原煤源源不断地运送至地面,是原煤运输的主要方式。伸缩带式输送机目前在煤矿中广泛应用,其伸缩一般采用自移机尾来实现机械化自移,自移机尾的自移距离受到工作面推进度的限制,很难实现固定位移,造成自移机尾和最后一节中间架无法有效搭接,会有一段胶带悬空,造成撒煤、跑偏等问题。本文针对自移机尾与中间架不能有效搭接的问题,设计了一种自适应中间架和 H 架,中间架的长度可以伸缩,H 架的高度能够升降,能够分别与机巷可伸缩胶带输送机最后一节中间架和自移机尾连接,解决中间架和机尾不能有效连接的问题,防止因缺少支撑而造成的胶带跑偏和撒煤。
  • 李 芳
    中国机械. 2023, 0(25): 68-71.
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    细水雾灭火系统灭火剂是水,灭火机理是冷却、窒息,相对气体灭火系统具有灭火性能好、对人体无害、对环境无影响等优点。目前在大型火力发电厂上的应用较少,本文依托实际工程,从细水雾灭火系统应用范围、灭火系统的选择、防护区优化等方面,对高压细水雾灭火系统在大型燃机项目的应用及设计进行研究。
  • 陈先锋
    中国机械. 2023, 0(25): 72-75.
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    多台数控机床集成托盘自动上下料实现柔性加工线调试的关键技术在于通讯实现方式、安全防错机制以及小批量多品种加工协调方式。针对某项目中有 5 台 DMC65H 卧式加工中心要求由托盘仓储库实现工件柔性化加工系统,本文通过数控机床、工业机器人及柔性化仓储系统之间采用 PROFIBUS 现场总线通讯方式,工件的自动装夹、托盘自动存取等关键信号的交互采用“问 - 答”式握手协议,通过带订单参数自动选择加工程序的方式来建立小批量多品种生产加工的协调机制,从而解决柔性化加工系统中多台数控机床与托盘自动上下料集成的关键技术,为数控机床高效、稳定生产加工提供了基础技术支持,具有良好的应用前景。
  • 安全与生产
  • 倪 淼 王 洋
    中国机械. 2023, 0(25): 76-79.
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    为避免过滤器出现堵塞,提高 PSA 尾气压缩机运行性能,本文根据 PSA 尾气压缩机相关概念,分析其过滤器堵塞情况,同时,从吸附剂粉尘后移故障处理、气温过低故障处理、多余过滤器无法快速卸载清理故障处理、尾气指标超标故障处理、水汽凝结故障处理等方面入手,根据故障原因,并提出相应的解决措施,以期通过研究为相关人员提供有效的借鉴和参考。
  • 洪健 辛永祥
    中国机械. 2023, 0(25): 80-83.
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    为了提高并联电容器装置操作过电压保护效率与质量水平,优化过电压保护效果,本文开展了并联电容器装置操作过电压分析及保护方法研究。首先,对并联电容器装置操作过电压进行了全面分析,获取分闸过电压和合闸过电压的相关特性。在此基础上,通过抑制并联电容器稳态电压升高,计算过电压保护整定值,引入复合开关,并联电容器柜内设置无间隙金属氧化物避雷器等方式,实现过电压保护。试验分析结果表明,本文提出的过电压保护方法应用后,并联电容器装置操作过电压保护的灵敏度得到了显著提升,保护效果显著增强,能够快速实现过电压保护目标,不会造成并联电容器装置操作误动或拒动现象。
  • 单东文
    中国机械. 2023, 0(25): 84-87.
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    石油钻井绞车作为现代石油钻井工程中的重要装备,主要承担钻井时送进钻具、起放井架、起下钻、下套管等作业任务。但在实际使用中,由于石油钻井工程工作量大、任务难度高,绞车常会出现动力系统故障、传动系统故障等问题,影响钻井效率。基于此,本文提出基于故障树分析法的石油钻井绞车故障诊断策略,结合绞车工作原理与故障树原理,建立石油钻井绞车故障树,以完成对各类故障的自诊断,提高绞车故障诊断效率,保障绞车稳定运行。
  • 孙玉柱
    中国机械. 2023, 0(25): 88-91.
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    在凝结水泵应用过程中,如果出现振动情况,可能会导致泵组出现故障,使泵组停运,甚至会引发严重的安全事故;还可能会使备用泵与运行泵之间频繁切换,很容易使凝结水泵的电动机和供电设备出现问题。因此,本文对连接水泵的具体运行原理和工况进行分析,了解导致凝结水泵振动的具体原因;从不同角度出发加强凝结水泵振动问题检查和优化,并且采取科学合理的措施预防凝结水泵出现振动问题,为凝结水泵的检查和维修提供一定参考。
  • 陈鑫洋 李水明 肖振泉
    中国机械. 2023, 0(25): 92-95.
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    针对旋转机械设备轴承故障信号难以识别的问题,提出了一种基于多尺度涨落色散熵的支持向量机算法(MFDE-SVM)。多尺度涨落色散熵(MFDE)通过分析不同时间尺度下的数据变化,来捕捉数据的多样性和不规则性,提取隐藏在轴承振动信号中的故障特征,以此提高支持向量机(SVM)在故障诊断中分类的准确性。实验结果表明,MFDE-SVM 算法分类精准度高达 99.36%,相对于 MDE、MFE 和 MSE 算法故障识别精准度提高了 3.83%、5.96% 和 5.75%。
  • 王志平 张 鑫
    中国机械. 2023, 0(25): 96-99.
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    为控制离心泵机组故障现象的发生,以某泵站单级双吸离心泵机组为例,本文开展离心泵维护检修技术的设计研究。引进小波-主成分分析法,选择小波基计算函数,对机组在运行中的信号进行提取与分解,根据采样点的时序特征,确定信号的采样频率、信号待分解的层数,实现对泵站单级双吸离心泵机组运行中的故障诊断;根据泵站单级双吸离心泵机组的实际运行工况与作业环境,设定离心泵机组中电动机温升限值并计算其绝缘电阻;通过离心泵机组定子绕组和转子绕组的维护与检修,完成离心泵机组维护检修技术的研究。实例应用结果表明:设计的方法基本可以实现对离心泵机组在运行过程中异常工况的排查与及时处理,能够为机组运行提供全面的技术支持与保障。
  • 廖骥晖
    中国机械. 2023, 0(25): 100-103.
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    装卸料机液压油系统作为秦三厂重水堆机组重要的辅助系统,直接影响着与不停堆换料相关的安全性,油泵失效作为该系统最严重的异常工况,可能对乏燃料及重水的安全造成影响。本文从具体事例出发,详细分析了油泵失效后异常工况出现的机理和现象,并提出了对应的应急响应措施和预防性措施来缓解异常发生后的后果或杜绝异常的发生。通过对实际异常工况的处理,论证了应急响应措施的有效性,并为今后处理类似工况提供了指导。
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