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2024年, 第24期 刊出日期:2024-08-30
  

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    工业设计
  • 刘立林 李宗良 廖毅民
    中国机械. 2024, (24): 4-8.
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    以往传统石/物料筛分设备和输送设备常以固定生产线方式组装于石/物料开采现场或加工现场,且筛分设备与输送设备是分体式组装,存在着占地面积大、筛分效率低、拆装周期长、转运费用高、灵活性及适应性差等弊端。如何在提升石/物料筛分效率的同时,又增加工程机械设备的场地适应力显得尤为重要。本文立足于实际传统石/物料筛分设备和输送设备所存在的弊端,结合国内外筛分输送设备发展趋势,以设计思路为牵引,提出设备主体结构采用模块化、移动式、一体式的产品设计,以满足产品化需求;并阐明多用途履带式移动筛分输送站的功能及工作原理;同时进一步从设计端解决设备转运尺寸过大及紧凑型设备维保难度大等难题。本文研究以期能为石/物料更高效、更优质、更便捷的筛分输送提供参考。
  • 章朝阳 张凯
    中国机械. 2024, (24): 9-13.
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    针对键盘组装生产线中键帽的安装效率低、人工成本高、品质不稳定等问题,本文设计了一套键盘自动插键帽机控制系统。采用三菱FX3GA PLC作为自动插键帽机控制系统中心,完成键帽自动脱帽,插装、数据采集、报警等子系统利用触摸屏实现对生产过程控制,最终实现自动插键帽机控制系统设计。检测结果表明,键帽准确定位,连续运行情况下插键速度6套/min。自动插键帽机控制系统运行稳定,插键效率高且操作方便,可替代人工插键帽,具有广阔的应用前景。
  • 罗丹 王健
    中国机械. 2024, (24): 14-18.
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     随着包装行业的快速发展,对规则物料堆叠的自动化、高精度和高效率要求不断提升。规则物料作为包装过程中的重要物料类型,其堆叠方式的合理设计对提高整体包装设备的工作效率具有重要意义。针对中小型企业面临的传统人工堆叠效率低下、稳定性不足等问题,本文创新设计了一种应用于包装机的规则物料自动堆叠机构。主要通过设计入料输送机构、摆角机构、堆叠输送机构这三大机构对规则物料实现入料过程、摆角过程、堆叠过程,从而实现了物料的高效、精确自动堆叠,不仅可以显著提升生产效率,还能降低人工成本,为包装行业技术升级提供了新思路。
  • 贾子震 石宇萌 姚德鑫 陈雨飞
    中国机械. 2024, (24): 19-22.
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    为了帮助下肢运动功能障碍者进行康复训练,本文设计了一款下肢康复机器人,辅助下肢进行步态训练和恢复运动功能。本文进行了髋关节、膝关节、踝关节等结构设计,设计的下肢康复机器人能够满足下肢关节的康复需求。并基于有限元软件进行了下肢康复机器人的静力学分析,结果表明下肢康复机器人的结构和材料选用满足设计要求。
  • 陈峰
    中国机械. 2024, (24): 23-26.
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    内外丝活接管件在各类管道系统中的应用十分广泛,其结构性能的优劣直接影响到整个系统的可靠性与效率。针对传统内外丝活接管件在高压和高温环境下的密封性不佳和安装复杂等问题,本文通过采用新型密封结构和高性能耐腐蚀材料,有效提升了密封效果,并引入创新的自锁设计及优化安装结构,极大地简化了安装过程,提高了安装效率。通过一系列试验验证了新设计的内外丝活接管件的密封性能,并通过采用高强度材料和改进热处理工艺,显著提升了管件的耐用性和机械强度。试验和实际应用结果均表明,新设计的内外丝活接管件在苛刻的工作条件下展现出了优异的性能,显著减少了密封失败率,并提高了生产效率和系统安全性,有望为相关行业提供技术参考和实践指导。
  • 谢抗抗
    中国机械. 2024, (24): 27-30.
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    在煤矿开采过程中,辅助运输机械的安全运行对于保障生产效率和矿工生命安全至关重要。而智能监控技术通过集成先进的传感器、数据采集和分析系统,可以实现对煤矿辅助运输机械的实时监控和智能化管理,显著提高安全管理的精确性和响应速度。对此,本文设计了一个基于智能监控技术的煤矿辅助运输机械安全运行系统,首先进行了系统设计需求分析,然后提出了系统架构设计,包括智能监控模块的详细设计,最后实现了系统功能并进行了实际应用和测试。实验表明,智能监控系统在煤矿辅助运输机械安全运行中具有高效性和可靠性。

  • 徐贝贝1 李昶2 钱亚3 郭杰4
    中国机械. 2024, (24): 31-34.
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    变电站仪表示数自动识别对提升变电站智能化管理水平具有重要意义,本文立足于机械制造领域的先进技术,提出了一种基于深度学习的变电站仪表示数自动识别系统。该系统采用高清工业相机采集仪表图像,利用改进的YOLOv5算法实现数字定位,并通过ResNet18网络进行数字识别。实验结果表明,该系统在16台不同型号的仪表上实现了98.2%的平均F1值,端到端处理时间为53.6ms/帧,满足了变电站实时监控的需求。本文研究旨在突破传统识别方法的局限性,实现变电站仪表数据的实时采集、智能处理和自动化监控。

  • 高鹏飞
    中国机械. 2024, (24): 35-38.
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    电梯起重机械中的钢丝绳作为关键承载部件,其健康状态直接关系到设备的安全性和可靠性。然而,传统的钢丝绳检测方法存在检测效率低、实时性差等问题,难以满足现代工业对高效、安全检测的需求。PLC(可编程逻辑控制器)技术因其高度灵活性、可靠性和实时数据处理能力,在工业自动化领域得到了广泛应用,为钢丝绳检测系统的设计提供了新的解决方案。本文围绕基于PLC技术的电梯起重机械钢丝绳检测系统设计展开,并通过系统测试验证了其性能和可靠性,并提出了优化建议。

  • 机械制造与智能化
  • 马鲁洁 通讯作者 张祎璠
    中国机械. 2024, (24): 39-43.
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     本文对机械手大臂结构轻量化的实现方案进行了研究与分析,通过Altair Inspire软件所提供的拓扑优化,根据预先划分的设计空间对大臂的拓扑结构进行分析,实施拓扑优化求解,最终输出拓扑优化结果。机械手拓扑结构的改变并未对其物理性能造成影响,而拓扑优化前后大臂质量分别为87.995kg和14.493kg,大臂质量减轻83%,体现出较为显著的优化效果。

  • 梁振进
    中国机械. 2024, (24): 44-47.
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    压铸是一种精密铸造方法,广泛应用于生产高精度和复杂形状的金属零件,如汽车、航空和消费电子产品中的壳体部件。壳体压铸模具的设计质量直接影响产品的质量和生产效率。传统的设计方法往往依赖经验和试错,这种方法不仅耗时长,而且效率低下。随着计算机技术的发展,数值模拟技术已成为优化压铸模具设计的重要工具。本文详细探讨了数值模拟技术在壳体压铸模具优化设计中的应用,探索了模具设计的优化原则,并通过一系列的实验验证,展示了数值模拟如何有效地应用于模具材料选择、冷却和浇注系统设计的优化。结果表明优化后的浇注系统表现出良好的性能,为实际应用提供了可靠依据。

  • 马海艳
    中国机械. 2024, (24): 48-51.
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     本文论述了起重式车厢焊接工艺,针对车厢钩臂架定位及车厢侧弧板焊接变形的问题,分析了弧板变形的原因及制定防止变形的措施。在焊接措施中引用了焊接工装,包括平台架、内模、左侧模、右侧模、上模及压杆,利用平台架支撑底板总成,在内模、左侧模、右侧模、上模及压杆相互夹紧的状态下焊接,并制定了焊接工艺路线,使圆弧车厢的侧弧板及上弧板能够快速拼焊,且保证车厢圆弧不会变形。同时制定了车厢变形检测方案,进一步提高了检测效率,提高圆弧车厢的外观质量。

  • 能源与动力
  • 李昕
    中国机械. 2024, (24): 52-57.
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    针对高工况参数下机械密封的性能问题,特别是黏性剪切热引起的温度升高对密封性能的影响,本研究建立了一个考虑热流体动力润滑(THD)的模型,并与传统的流体动力润滑(HD)模型进行了对比分析研究结果表明,两种模型在压力分布上大致一致,但在THD 模型中,由于动静环端面的相对运动产生的大量摩擦热,导致流体膜的黏度降低,流体动压效应减弱,进而使得流体膜的压力峰值、液膜开启力以及刚度都低于HD 润滑状态。此外,考虑热流体动压作用时,泄漏量增加,这主要是因为流体膜在动压作用下具有更高的黏度。

  • 李涛 付双 曾昌学
    中国机械. 2024, (24): 58-61.
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    为应对风能发电的间歇性和不稳定性给电网的稳定运行带来的挑战,风储联合系统应运而生。该系统可以有效地平抑风电的波动并提高风电的利用率。在风储联合系统中,储能容量的大小对系统的运行态势具有重要影响。为了实现对风储联合系统运行态势的监控分析,需利用实时监测数据对系统运行态势进行实时监控。本文基于实际场站集控系统,对风储联合系统的远程监控系统和风储联合系统的实时数据处理进行分析和探讨,对实际工程有一定的指导意义。

  • 吴星源 杨毅 王叶明 李连彤 吴亚龙 周顺荣
    中国机械. 2024, (24): 62-65.
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     为有效应对溢油紧急情况,国家管网西南管道公司针对收油机、吸油毡、凝油剂等常用溢油应急设备和物资进行了主要性能验证试验。试验旨在深入理解并掌握各类设备和物资的实际性能,分析并总结出其最佳适用范围,进而为更好地应对西南地区的溢油紧急情况打下坚实的基础。

  • 李鹏
    中国机械. 2024, (24): 66-69.
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    随着可再生能源技术的不断发展,风力发电设备的稳定可靠运行显得尤为关键。本文探讨风力发电机组的故障特点,分析了风力发电机组状态监测技术的技术特征,包括可测量参数异常监测、测量设备异常监测和计算参数异常监测等。在此基础上,详细讨论了振动分析技术、温度监测技术、油液分析技术以及声学监测技术在风力发电机组故障诊断中的应用,旨在为风力发电机组的稳定运行提供有效的监测和诊断技术支持。

  • 周忠广 魏文辉 隋世亚
    中国机械. 2024, (24): 70-73.
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    目前,我国煤矿过磅尚未实现无人值守、装车采用现场人工操作装车,存在人为参与过多等问题。为提高场区装车效率,同时也为了避免因人为因素造成的损失,煤矿亟需建立一套智能自动化装载系统。本文通过对我国传统煤炭装车系统现状进行分析,为智能装载系统设计与实现提供方向;然后借助PLC和激光雷达技术为研究智能装车系统提供技术支持;最后尝试以PLC与激光雷达技术为基础,对智能自动化装载系统的构建进行探讨。

  • 机械工业应用
  • 冯显锟1 刘勇1, 通讯作者 石岩松2 汤勤3
    中国机械. 2024, (24): 74-78.
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    T11BK 型长钢轨运输车组在铺设无缝铁路的过程中,需进行装轨、运轨、卸轨、收轨等多种机械化作业。在收轨作业时,钢轨位于车体的中心方向,需要人工使用撬棍将钢轨移动到车体两侧,再进行下一对钢轨的收轨作业。本文提出使用双向液压拨轨机,回收长轨车上的两根旧钢轨的同时进行横向位移调整,全面代替现有人工+撬棍的作业方式,在提高作业效率的同时,提升整车的自动化水平。
  • 侯万武 钟文威
    中国机械. 2024, (24): 79-83.
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    座椅气泵作为按摩系统的重要组成部分之一,通常安装于靠背或者坐垫骨架上,起到为按摩系统提供气源的作用。然而,气泵部件振动可能导致座椅共振,从而导致噪声的产生以及舒适性的下降。某型号带外壳和橡胶减振块的气泵批量生产过程中,由于气泵产品振动一致性存在问题,导致部分气泵振动效果不好。本文针对振动异常产品进行模态和振动试验分析,并提出了中位橡胶件硬度优化的方案,从而显著提升了气泵振动一致性和稳定性。

  • 余锋
    中国机械. 2024, (24): 79-83.
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    干燥窑干燥的渣料黏性较大,容易附着在抄板之间,导致清理难度大且频次高。此外,渣料窑内没有对渣料打散,影响热交换的效果,使得天然气耗量大增,进而生产成本增高。同时,由于窑体表面温度影响,现场作业环境温度高,对员工职业健康造成不利影响。本文对干燥窑进行抄板、窑体内部加装链条、窑体外表增加振打器及窑体包保温等方面优化改进,旨在满足生产干燥渣料的要求,降低生产成本,解决现场高温的问题。

  • 杨明江 明聪通讯作者
    中国机械. 2024, (24): 88-91.
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     随着社会发展和进步,在化工生产控制过程中,控制系统会受到不同的干扰,导致信号会产生跳变、系统输入/输出产生误动作、I/O卡件、通讯接口、I/O板块等电子元器件产生故障甚至烧坏,为解决在生产过程中外界对控制系统干扰问题,利用电源干扰抑制器(TOVS)、地网干扰抑制器(GDIS)、继电器专用干扰抑制器(DIMS)系统技术,将干扰抑制频率控制在75~100MHz,干扰抑制率在90%以上。

  • 姚志明
    中国机械. 2024, (24): 92-95.
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    本文首先对港口机械设备防腐蚀的概念与意义进行了简要阐述,其次,对水性重防腐涂料的选型与测试标准进行了分析,最后,结合特定项目以及Series 27WB水性重防腐涂料,对水性重防腐涂料在港口机械设备防腐蚀处理中的应用策略进行深入分析。希望本文的研究内容能够为港口机械设备防腐蚀工作提供一定理论支持。

  • 孙钦才
    中国机械. 2024, (24): 96-99.
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    当前的集装箱起重机剩余寿命评估方法,结构应力累积分布区域标定以区域划分为主,评估范围受限制,容易形成较大的评估误差,为此本文提出岸边集装箱起重机剩余寿命评估优化方法。根据当前评估需求,预先进行敏感度系数优化,然后采用多点位的方式,打破评估范围的限制,开展结构应力谱多点位累积分布及寿命期内应力测定。以此为基础,采用主成分分析法构建剩余寿命评估优化模型,并采用自适应评估核验实现优化处理。测试结果表明:针对选定的5台起重机,和初始设计的使用年限相对比,起重机的剩余寿命评估的平均误差率为0.7%。这一数据说明本文设计的起重机剩余寿命评估方法更加稳定、高效,评估结构得到了明显优化,评估效果更佳。

  • 安全与生产
  • 南迪 纪宇
    中国机械. 2024, (24): 100-103.
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    煤矿井下带式输送机是煤炭运输系统的关键设备,其异常振动问题日益突出,亟需开展振动故障机理分析和控制技术研究。本文重点研究了托辊磨损、皮带接头损伤和驱动系统不平衡引起的异常振动问题,提出了相应的故障防治对策,包括托辊预测性维护、皮带接头优化设计和驱动系统动平衡调节等。基于多体动力学理论和振动信号处理方法,构建了带式输送机虚拟仿真环境,设计了一系列正交试验方案,定量评估了所提出对策的防振降噪效果。研究表明,综合采用多种防治措施,可显著降低输送机振动和噪声水平,提高设备可靠性。

  • 梁毅涌
    中国机械. 2024, (24): 104-107.
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    下料是石油钻机制造的源头工序,对后续的生产制造效率有着重要影响。随着企业数字化转型升级,下料工序逐步向自动化、数字化、智能化方向发展。本文简要阐述了下料数字化车间的建设重点和实施路径,通过自动化和信息化改造进一步提高下料车间数字化水平,提升车间的生产效率和管理能力。

  • 高恒
    中国机械. 2024, (24): 108-111.
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    本文主要从管壳式循环水冷却器的理论基础出发,利用水压试验、无损检测技术、内窥镜设备对某电站4号主变1号冷却器管束内漏问题进行检测,并针对这一问题采用了管束更换和修复技术,通过对管壳式循环水冷却器材料和设计的改进,提升设备的可靠性和运行效率,以期为相关技术人员提供参考。

  • 王浩宇
    中国机械. 2024, (24): 112-115.
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    本研究旨在探索并验证一种创新的机械维修管理系统,该系统采用了预防性维护和预测性维护策略,以提高设备的可靠性和延长其使用寿命。为验证该系统的有效性,本文设计并实施了一系列模拟仿真试验,分为实验组和对照组进行对比分析。实验组采用创新的机械维修管理系统,对设备进行实时监控和故障预测,而对照组采用传统的事后维修策略。结果显示,实验组的故障预测准确率达到90%,平均无故障时间(MTBF)延长至1500h,维修费用降低30%,系统可靠性提升15%。这些数据表明,机械维修管理系统在故障预测、维护成本控制和系统可靠性提升方面具有显著优势。研究结论强调了数据分析和机器学习技术在现代机械维修管理中的关键作用。

  • 薛广宇 张绍懿 马龙
    中国机械. 2024, (24): 116-119.
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     振动信号在航空发动机故障诊断中扮演着重要的角色。本文通过分析航空发动机振动信号,研究了不同故障模式下的振动特征,并提出了一种基于振动信号的航空发动机故障诊断方法。通过对实际发动机振动信号的采集和分析,成功识别出了多种故障模式,并验证了该方法的有效性。本研究对于航空发动机的健康监测和故障预测具有重要的实际意义。

  • 李华健 孙宇
    中国机械. 2024, (24): 120-123.
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    随着煤矿产业的快速发展,煤炭采掘机械设备的故障诊断与预防维护成为确保煤矿安全、高效生产的重要环节。传统的故障诊断方法多依赖于人工经验,受限于人的主观判断和专业知识的限制,难以保证故障诊断的准确性和及时性。因此,本文针对煤炭采掘机械运行状态监测与故障诊断系统研发策略进行重点分析,开发一套故障诊断系统,通过智能化、自动化的技术手段,提高故障诊断的准确性和效率,对于煤矿的安全生产和经济效益提升具有重要意义。

  • 宋毅 马静 张士永
    中国机械. 2024, (24): 124-127.
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    往复式压缩机是一种十分重要的气体压缩装置,其用途十分广泛。往复压缩机工作环境复杂,在运行中极易发生各类故障。若不能对其进行有效处理,不但会影响其正常工作,还会增加维护费用,从而影响企业的正常生产。基于此,本文在阐述往复压缩机工作原理、工作特性的基础上,对往复压缩机在工作过程中易出现的故障及解决办法进行了分析,并对其维修工作进行了总结。

  • 职业教育
  • 杨灵敏1 彭建盛1 张宏献2
    中国机械. 2024, (24): 128-132.
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    目前,一些地方应用型本科院校机械制造专业仍然坚持传统的教学理念和模式,只关注传统制造知识的讲授,没有跟上新工科建设的发展步伐,因此,这些传统的机械制造专业教学模式亟需调整。随着新工科建设的快速推进,地方应用型本科若想为自身发展争取先机,应当积极响应和落实新工科专业建设所提出的新要求,以便适应新形势下人才培养的要求。本文通过对地方应用型本科院校特点、新工科理念、制造技术发展态势、智能制造产业链、新教学手段等要素的综合分析,利用长短反馈机制对机制专业调整机制进行探索和实践。

  • 王爽1 王刚1 姜春雨2 赵智2
    中国机械. 2024, (24): 133-136.
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    在产业转型升级和实现高质量发展需要的背景下,深化产教融合协同育人、协同发展,实现教育链、人才链、产业链、创新链有机衔接是培养高素质应用型人才的必要路径。本文立足工业机器人技术专业就业的行业需求,在新时代背景下根据“四链融合”等理念,针对目前实践教学中存在的问题,通过建立产教兼容的“双导师”队伍、校企共建多功能生产性实训基地、综合人才协同培养及创新技术转化等方面探索协同创新实践路径。本文旨在为工业机器人技术专业实践教学体系改革提供借鉴,为社会培育优秀应用型人才,为行业需求提供保障。

  • 吴国荣 缪兴华 周银 王健 万浩
    中国机械. 2024, (24): 137-140.
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    传统的机械设计课程教学模式已经难以适应当今社会对应用型创新人才的要求。因此,探索械设计课程教学与学科竞赛融合的有效途径显得尤为重要。本文首先分析了机械设计课程教学与学科竞赛的融合基础,随后介绍了课程内容与竞赛主题的对接、教学方法的创新、教师角色的转变以及学生参与激励机制的建立等相应的具体措施。机械设计课程教学与学科竞赛的有效融合能够提升学生的综合能力,改善教学质量,并丰富学科竞赛成果。

  • 耿汝伟1 邓明明2 程延海1 杨海峰1 苑俊峰1, 通讯作者
    中国机械. 2024, (24): 141-144.
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    随着新一轮科技革命和产业变革的到来,社会工程问题日益凸显,学科交叉融合成为科学研究的重要时代特征。在这样的时代背景下,本文进行了机械工程领域学科交叉融合的师资队伍培养路径的探索。首先,通过构建交叉学科师资队伍组织管理机制,提供制度和政策上的保障。其次,设立交叉学科研究平台,吸引和鼓励教师进行深入的交叉学科研究,优化学科配置。最后,建立完善的考核评聘制度,营造公平公正的科研环境,促进交叉学科师资队伍的发展。

  • 衡斌
    中国机械. 2024, (24): 145-148.
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    天水市是甘肃省的重要城市,装备制造业是其支柱产业。目前装备制造业已成为该地区的主要经济支柱。本文阐述了天水市装备制造业发展情况,介绍了人才培养对装备制造业发展的重要性,分析了天水市装备制造业人才的培养现状与培养方向,探讨了天水市装备制造业人才的培养模式,希望对该产业的发展提供借鉴。

  • 质量与标准
  • 蔡光辉
    中国机械. 2024, (24): 149-152.
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    叉车是工业生产和物流运输中不可或缺的装卸搬运设备。随着科技的进步和市场需求的增长,叉车的性能和效率不断提升。本文针对叉车型式试验方法和关键技术进行深入研究,通过试验数据和理论分析,提出了一套优化的叉车型式试验方案和关键技术改进措施。研究结果表明,采用本文提出的方法可以有效提高叉车的工作效率,降低能耗,延长使用寿命,具有广阔的应用前景。本文研究旨在为叉车的设计、制造和应用提供理论依据和技术支持。

  • 赵艋
    中国机械. 2024, (24): 153-156.
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    材料选择和性能匹配对气动球阀的性能有着直接影响。为了有效提升气动球阀的性能,本文对气动球阀设计中的材料选择与性能匹配进行了系统研究。通过分析阀体、阀芯、阀座、阀杆等关键零部件的材料选择,结合密封性能和使用寿命的匹配方法,并进行有限元分析与实验验证,给出了气动球阀设计的理论依据和实践参考。研究结果表明,合理的材料选择和性能匹配,能够显著提高气动球阀的可靠性和使用寿命。

  • 万家佳
    中国机械. 2024, (24): 157-160.
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    本文设计了一种基于图像特征识别的曳引驱动电梯钢丝绳磨损检测方法。首先采集钢丝绳的高清图像,利用图像特征识别技术,精确选取出显示磨损特征的图像。然后构建一个曳引驱动电梯钢丝绳磨损检测模型,实现对曳引驱动电梯钢丝绳磨损的实时、高效检测。并将本文设计方法与文献[1]基于虚拟仪器的机器视觉的起重机械钢丝绳缺陷检测技术研究和文献[2]基于极端梯度提升回归模型的电梯钢丝绳磨损预测方法进行比对实验。实验结果表明,设计方法数据偏差值在0.021~0.033mm之间,明显优于文献[1]方法和文献[2]方法,显示出相对稳定的性能,本文设计方法在钢丝绳磨损检测中具有更高的准确性和可靠性。

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