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2024年, 第25期 刊出日期:2024-09-02
  

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    航空航天先进制造
  • 林乐瑜 张云志
    中国机械. 2024, (25): 4-7.
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    为应对当前技术和产品复杂程度不断提高,研制周期不断缩短的新形势,本文针对航空发动机“一次成功”的研制需求,通过分析燃油控制系统附件研制特点,阐明了通用质量特性设计与产品设计同步开展的重要性,并严格控制技术状态管理关键环节,利用以往产品质量问题分析结果实现对研制产品的反哺,显著提升新品研制过程的质量管理水平,以确保“设计一步到位”。
  • 杨青山
    中国机械. 2024, (25): 8-11.
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    随着科技的发展,无人机在日常生活中发挥着越来越重要的作用,运输无人机便是无人机在货物运输等领域的应用。运输无人机在执行货物运送任务时,通常都需要无人机安全降落后才能取下货物,这对场地有一定的要求。本文设计了无人机运输吊舱,详细阐述了该吊舱总体方案设计,以及起落架设计、齿轮齿条结构设计、传动机构设计等,以自动化结构减小物品运输时的多种条件限制。该吊舱不仅带有传送装置,同时兼具起落架的功能。此次设计的吊舱轻量化结构满足无人机机体支撑、可承载一定重量的物品并带有传送的功能。
  • 工业设计
  • 黄延成 邵琴 覃宗树通讯作者 黄卫东 覃高鄂
    中国机械. 2024, (25): 12-16.
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    本文设计了一种基于人工智能(AI)和增强现实(AR)技术的电力系统智能巡检装置。该装置结合前端的高清摄像头+AR安全头盔,以及后端的边缘计算模块和云协助模块,实现了对电力系统中输变电设备的智能化巡检。通过基于YOLOv5的AI识别算法,使装置能够实时识别设备的异常,并通过AR技术为巡检人员提供直观的视觉辅助,从而提高巡检的效率及准确性。本文分析了该装置的设计原理、系统架构以及算法实现,并通过实验和应用案例验证了其有效性和实用性。

  • 贺娟
    中国机械. 2024, (25): 17-20.
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    在建筑空间内,合理调整温度并根据实际情况控制水、电等资源的用量,是提高建筑物使用效益、实现能源节约的重要途径。本文基于模糊PID控制器,设计了一种建筑电气设备自动控制系统。该系统主要由硬件系统和软件系统构成。硬件分系统利用传感器和多种芯片采集数据并进行记录和分析;软件分系统对采集到的数据进行计算分析,根据计算结果发布指令控制执行器动作。利用负反馈的模式可以动态比较实际值与监测值的误差,直到误差趋于零即代表取得了理想的控制效果。通过对自动控制系统实际运行效果进行对比分析,验证了控制系统在建筑物环境温度调整和资源节约等方面的实际应用效果。
  • 谢胜1 陆俊2 李强3
    中国机械. 2024, (25): 21-24.
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     电梯和起重机械作为现代建筑和工业领域的关键设备,其安全可靠运行至关重要,传统的漏电保护系统存在反应速度慢、误报率高等问题,难以满足复杂工况下的安全需求。本文针对上述难题,提出了一种基于物联网技术的电梯起重机械漏电保护系统。该系统通过在设备关键部位部署传感器网络,结合边缘计算和云计算技术,实现了设备状态的实时监测、故障诊断和预警。
  • 侯克龙
    中国机械. 2024, (25): 25-28.
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    本文通过对托架小车制作工艺进行研究,对生产工序进行优化梳理,并通过模块化生产以及辅助工装的设计应用,提升托架小车制作精度及生产效率,实现减本增效的目的。实践表明,上述优化方式具有良好的应用效果,可在实际生产中推广应用。
  • 张坡
    中国机械. 2024, (25): 29-32.
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    列车制动系统的可靠性至关重要,基于物联网(IoT)技术的智能化监控系统,为制动系统的测试和维护提供了新的可能性。微控列车制动机测试台利用物联网技术,可以实时监控制动性能,并通过数据分析优化制动系统设计。本文详细讨论了基于物联网的微控列车制动机测试台的设计与实现,包括硬件设计、软件设计、系统集成、安全与故障处理机制以及网络通信与数据同步等,旨在通过物联网技术,提升列车制动系统的测试效率和安全性。
  • 马叶壮 1 吕泽林 1 朱智伟 2
    中国机械. 2024, (25): 33-36.
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    目前,智能工厂、智能生产、智能物流已经深度应用到纺纱行业中。本文探讨了智能化纺纱物流输送系统设计与应用,先分析了智能纺纱自动物流输送系统(并粗联)的关键技术和应用前景,然后着重探讨了现有纺纱自动物流输送系统的设计与应用,最后总结归纳了纺纱自动物流输送系统在使用和推广中存在的一些问题。本文研究旨在为纺纱行业的智能化升级提供理论支持和实践指导,为后续智能化物流输送系统的进一步提升提供改进课题。
  • 机械制造与智能化
  • 潘战 杨超 胡伟辉 袁鹏飞 陈聪聪
    中国机械. 2024, (25): 37-42.
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    发电机弹性支撑应用于风力发电机组,安装于风机机舱内的后机架与发电机之间,在支撑发电机的同时,起到减振降噪作用。本文介绍了常用的发电机弹性支撑弹性体角度结构,动刚度试验方法的设计及计算,并综合多种发电机弹性支撑的角度结构形式,针对动刚度试验中的激励频率、载荷中值大小、振幅大小对动刚度的影响进行分析讨论,研究动刚度试验条件中的激励频率、载荷中值及振幅的变化规律,对产品动刚度产生的影响。
  • 郭江涛
    中国机械. 2024, (25): 43-47.
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    研究针对工业机器人的故障诊断问题,本文提出了一种基于数据驱动的智能诊断方法。通过分析某工厂机器人一年内的维修记录,归纳出7种常见故障类型,并重点选取了电动机、齿轮箱和编码器故障进行研究。在此基础上设计了机器人运行数据采集实验,获得了1000个样本的故障诊断数据集。然后搭建了一个改进的一维卷积神经网络模型,通过多尺度卷积和注意力机制提取故障特征。
  • 林毅珊
    中国机械. 2024, (25): 48-53.
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    本文主要介绍了一种新型智能机械夹具的设计与试验研究。首先,阐述了智能机械夹具的研究背景、意义和设计内容。其次,对夹具的设计方案、试验方法进行了深入的分析研究。最后,对试验结果进行了分析和讨论,并指出了未来研究的方向。
  • 方天明
    中国机械. 2024, (25): 52-55.
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     铝合金压铸是一种高效率的金属成型技术,广泛应用于汽车、航空和消费电子产品中。在这一过程中,切削液扮演着至关重要的角色,它不仅冷却和润滑模具,还有助于提高成品的表面质量和尺寸精度。然而,切削液流量控制是一个技术难题,在一定程度上影响压铸件的质量和生产效率。因此开发一种精确的流量检测装置对提升铝合金压铸工艺的质量控制至关重要。本文详细讨论了铝合金压铸件的切削液流量检测装置,从设计方案的制定,到组件的选择与系统集成以及使用计算机辅助设计工具进行的建模与仿真,最后描述了工程图纸详细制作过程,全面展示了新型流量检测装置的设计与实现流程。
  • 石磊1 王冬岩1 秦艳波2
    中国机械. 2024, (25): 56-59.
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    在现代制造领域,数控技术通过其高度的自动化和精准性,极大地提升了生产效率和产品质量。数控技术通过计算机数字化控制机器工作,实现了复杂工艺的精确操作。随着技术的进步,数据采集已成为优化生产流程、提升操作效率和执行预测性维护的关键环节。通过集成数控系统和数据采集设备,发动机智能制造工厂能够实时监控生产活动,实现过程控制和质量保证的自动化。本文详细探讨了基于数控技术的发动机智能制造工厂中的数据采集方法,分析了通过实时监控、质量控制及预测性维护实现系统集成与优化的策略,旨在通过技术融合与创新提升整体制造效率和产品质量。
  • 机械工业应用
  • 蔡光辉
    中国机械. 2024, (25): 60-64.
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    本文旨在研究PLC技术在平衡重式叉车运行性能试验中的应用。首先,阐述了平衡重式叉车的应用现状及发展趋势,分析了运行性能试验的重要性以及PLC技术在工业自动化领域的应用情况。然后,根据平衡重式叉车运行性能试验的要求,设计了一套基于PLC的自动化测试系统。最后,讨论了系统的不足之处与改进方向,展望了PLC技术在叉车运行性能试验中的应用前景。本文的研究成果为平衡重式叉车的性能优化和改进提供了重要的理论依据和技术支持,具有较高的应用价值。
  • 岳远忠
    中国机械. 2024, (25): 65-68.
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    本文主要介绍DCS控制对比PLC程控在盘南电厂输煤除系统中的应用与比较。输煤系统采用的是PLC控制系统,自2005年投产运行至今,已经运行16年。近几年因完善系统增加了部分逻辑组态和画面,程控系统PLC装置CPU已不能满足现场实际需求,存在超负荷运行状况。数据交换量大造成冗余备用装置不能正常投入或投入后自动退出的情况,存在重大安全隐患,亟需升级改造。输煤PLC采用停一侧改一侧的在线交换改造。
  • 高恒
    中国机械. 2024, (25): 69-72.
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    为了更准确地评估变压器绝缘老化情况,本文探讨了绝缘材料老化程度与极化/去极化电流特性曲线的相互作用,并对测量油品中糠醛浓度检测方法进行了剖析;建立了基于RBF神经网络的评估模型,进一步提升了评估精度;结合PDC电流数据和糠醛含量数据,构建了变压器绝缘老化健康值。仿真结果显示,IMFO-RBF模型能够有效整合PDC数据和油中糠醛含量进行评估,结果与实际情况高度吻合,具有重要的参考价值。
  • 王文龙 姜永 李登桐
    中国机械. 2024, (25): 73-76.
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     空分装置运行过程中出现多套增压机中间冷却器换热效果差,曾频繁停车,进行高压清洗,造成检维修成本高,影响装置长周期、高负荷稳定运行。通过试用阻垢设备,从根本上解决了因结垢导致的换热效率降低问题,同时节省生产运行成本,保障空分装置安全、高效、稳定运行。 
  • 杨展华 韩星 吴俊峰
    中国机械. 2024, (25): 77-80.
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    针对传统油田注水控制方式存在的响应速度慢、控制精度低等问题,本文提出了一种基于模糊PID算法的油田变频注水控制系统。该系统通过模糊PID算法对注水泵的频率进行智能调节,实现了注水压力的精确控制。同时,系统采用了基于网络的远程监控技术,实现了对注水过程的实时监测和优化控制。文章详细阐述了系统的设计原理,并通过仿真分析和性能评估,验证了该系统在控制精度、响应速度和节能等方面的优势。研究结果表明,该系统较传统控制方式具有显著优势,为油田注水控制的智能化发展提供了新的思路和方法。

  • 马鑫
    中国机械. 2024, (25): 81-84.
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    由于矿井的实际工作环境复杂多变,传统控制方法对矿井环境的适应性不强,导致在某些特定情况下变频范围较小。针对上述问题,本文提出了基于PLC的主通风机变频调速远程集控方法。对PLC进行选型,并将其与主通风机及传感器相连接,采集主通风机的运行数据,确保控制指令能够准确、快速地传输。在此基础上,实施双闭环变频控制策略,通过内环对风量信号进行精确控制,外环对瓦斯浓度进行自适应调节,从而实现对主通风机变频调速的远程集控。试验结果表明,本文设计的方法能够根据实际情况灵活调整风量,变频调速范围变大,具有实际应用价值。
  • 张放
    中国机械. 2024, (25): 89-92.
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    为优化电梯用永磁同步曳引机运行效果,保障电梯的运行安全,本文开展了电梯用永磁同步曳引机振动的主动控制研究。首先,在电梯中安装加速度传感器与振动分析仪,测量电梯的振动数据并提取电梯振动特征,从而确定电梯系统的振动状态。其次,根据采集到的振动数据,对曳引机的振动状态进行全方位的评估,判断曳引机振动是否处于正常运行状态。并在此基础上识别曳引机振动类型并确定振动源所在位置,以此生成电梯用永磁同步曳引机振动的主动控制策略并执行。实验结果表明,应用本文提出的方法后,电梯的振动频率显著降低,振动抑制效果良好,能够显著提升电梯的性能和结构安全性。
  • 景晓燕
    中国机械. 2024, (25): 93-96.
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    国内外各大港口用户对场桥集装箱起重机主结构箱体内部封闭、主结构箱体外部布线的形式,接受程度越来越高。该形式具有能有效提高产品结构寿命、确保优良的防腐性能、维保操作方便等特点。本文从生产工艺、本质安全、维保改造等多维度对轮胎式起集装箱起重机不同的制作工艺与布线方式进行分析,以期能够推动港机机械设备向高质量制造水平提升。
  • 现代交通技术
  • 刘雯1 梁瑜1 齐洪峰1 纪占玲2, 通讯作者 聂雪媛2 郭迪龙2 杨国伟2 毛军3
    中国机械. 2024, (25): 97-101.
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    针对列车提速后列车与线路、空气等相互作用增强问题,本文发展了适用于高速列车的空气动力学与车辆动力学紧耦合方法,建立了耦合计算用的空气动力学模型和车辆动力学模型,开展了明线运行时空气动力学与车辆动力学耦合计算,并对比分析了是否耦合时的气动特性、振动特性和运行稳定性等。耦合计算时,头车气动阻力、尾车气动侧向力、头车气动升力、头车车体垂向位移、头车车体垂向加速度、尾车车体横向加速度、头车垂向稳定性和尾车横向稳定性大幅增加,表明头车振动和尾摆剧烈,稳定性更差。
  • 张兆芳 李承国 刘延昊 王明军 孙栋
    中国机械. 2024, (25): 102-106.
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    为提高汽车中冷器的运行安全与效率,及时准确预测其疲劳强度变得尤为重要。虽然传统物理测试、经验估计方法在一定程度上有效,但这些方法通常耗时长、成本高,且难以适应迅速变化的设计与使用需求。鉴于此,本文采用了改进支持向量机(SVM)方法,构建基于机器学习的预测模型,以期通过学习历史数据中的模式与关系,提高中冷器疲劳强度预测准确性与效率。结果表明,与传统方法相比,改进SVM模型在预测中冷器的疲劳强度方面,不仅提高了预测的准确率,还可降低计算时间与资源消耗。本文研究成果不仅为中冷器的设计维护提供了科学依据,也为其他汽车部件的疲劳分析提供了新的方法论。
  • 许文婷 程小强
    中国机械. 2024, (25): 107-110.
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     随着电动汽车产业的蓬勃发展,对车辆可靠性的要求日益提高。通过分析电动汽车的结构特点和可靠性关键验证内容与要求,结合整车可靠性和系统工程理论,本文提出了一套涵盖整车环境适应性、整车耐久性、整车功能安全性三个维度、全生命周期的可靠性验证框架。同时,基于电动汽车的技术发展趋势,探讨了其可靠性验证未来的重点发展方向。
  • 安全与生产
  • 李桂锋
    中国机械. 2024, (25): 111-115.
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    本文旨在探索螺旋卸船机螺旋部件的计划性维护保养策略。螺旋卸船机作为一种高效的港口卸船机械,其关键技术集中在垂直螺旋输送系统和水平螺旋输送总成上。文章对螺旋卸船机的工作原理和结构组成进行了解析,并深入分析了垂直螺旋输送系统和水平螺旋输送总成的关键技术细节。此外,还重点讨论了外约束轴承(OD支承)、喂料头、定位芯轴、耐磨螺旋体和水平吊轴承等螺旋部件的计划性维护保养策略。最终得出,通过定期检查、调整和修复,可以有效延长螺旋卸船机部件的使用寿命,提高卸船效率,减少环境污染,并确保操作安全。
  • 徐伟新1 王亚坤2 杨桂涛1
    中国机械. 2024, (25): 116-120.
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    本文研究针对某金属矿山采场灾害预警的需求,构建了金属矿地下开采采场灾害预警系统。首先分析了该矿山开采现状和灾害特点,确定了主要的监测对象和手段,包括采场围岩位移、应力状态、顶板离层和微震监测。在此基础上,合理布设了多点位移计、应力计、钻孔式推压测斜仪和微震探头等传感器,并构建了“有线+无线”的数据通讯网络。通过针对性地设计地压监测系统,确定了各监测指标的警戒值,并构建了灰色算法的位移预测模型。最后设计了多指标综合评判的地压灾害预警方法,建立了三级预警指标体系,实现了地压灾害的实时监测、动态预警和超限报警功能。
  • 陈承喜
    中国机械. 2024, (25): 121-125.
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    广西平果市铝土矿为溶岩堆积型铝土矿床,平果矿区矿石中还含有不同大小的泥团,属于难选矿。平果铝土矿选用圆筒洗矿机加槽式洗机的二次矿流程工艺,该流程中使用的槽式洗矿机采用的是不连续的桨形叶片,具有较强的擦洗能力,能将小泥团破碎,适合处理含泥较高的中等粒度矿石。槽式洗矿机的叶片在高速运转的过程中,受到强烈的冲击和磨损,导致其内部结构逐渐发生变化,进而引发断裂,严重时断裂的叶片甚至造成设备损坏,从而影响整个洗矿系统的稳定生产。
  • 赵楠
    中国机械. 2024, (25): 126-129.
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    旋转机械故障诊断是工业生产中的常见问题,本文提出一种基于FAST(Features from Accelerated Segment Test,加速段测试特征)算法的新型诊断方法,通过自适应分段提取振动信号的多域敏感特征,结合mRMR特征选择和RF分类模型,实现了旋转机械典型故障的自动识别。搭建了故障诊断实验平台,采集了不对中、不平衡、碰摩和松动四种故障的振动数据,验证了该方法的有效性,平均诊断准确率达98.5%。研究结果为旋转机械的健康监测与智能诊断提供了新的思路。
  • 曲凯声
    中国机械. 2024, (25): 130-132.
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    煤炭资源在我国能源结构中占据重要地位,选煤机械设备的安全运行关系到煤炭生产安全。基于此,本文分析了选煤机械设备运行现状,总结了常见故障及原因,并提出了事故防范策略,包括加强操作人员培训、制定严格的安全规范、实施定期设备检修、加强设备性能监测、制定应急预案以及设备升级更新等,旨在通过系统分析及策略制定提高选煤机械设备的安全性,促进煤炭行业的稳定发展。
  • 冯缘 张源 顾文波
    中国机械. 2024, (25): 133-136.
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    制造类企业开展材料定额管理,多是针对主要材料开展工作,大量辅助材料因受到诸多因素的影响,往往无法实现定量化计算,继而对定额管理造成制约、阻碍。本文针对辅助材料定额管理技术与应用开展研究,提出了面向材料分类与管理、辅助材料消耗测算、新产品辅助材料消耗测算等方法,旨在指导我国制造类企业加快辅助材料定额管理的改革,以提升企业材料、成本管理水平,为企业可持续发展提供技术保障。
  • 穆国庆 何鹏鹏
    中国机械. 2024, (25): 137-140.
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    为了解决轨道系统在复杂地质条件下的应力分布和变形问题,本文采用Abaqus有限元分析软件,建立详细的三维模型,包括井下单轨吊系统的结构设计和轨道模型的几何构建。设置合理的材料属性和参数,进行静态和动态工况下的应力分析。研究单车和多车承载工况下的应力变化,分析不同系统数量及间距对轨道强度的影响。结果表明,承载小车数量及其布置方式对轨道强度有显著影响,多车承载工况下的应力集中区域明显增加。得出结论,利用Abaqus有限元分析揭示了井下单轨吊轨道系统在复杂工况下的受力特性。

  • 杨利
    中国机械. 2024, (25): 141-144.
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    为了研究发电机空芯铜导线在低氧中性水化学条件下的腐蚀堵塞机理及防腐措施,以提升发电机运行的安全性和经济性,本文通过工程失效分析、化学热力学分析和动态模拟试验,详细研究失效铜导线的腐蚀和堵塞特征。利用光学显微镜、3D轮廓仪、SEM、XRD、XPS、EDS和ToF-SIMS等,分析腐蚀层及堵塞物的化学组成。结果表明,低氧中性水化学条件下,铜导线易形成Cu2O和CuO的氧化产物,并在高温部位选择性沉积,导致导线堵塞。微碱性条件下,通过提高内冷水的pH值和控制溶解氧含量,显著减少了铜导线的腐蚀速率和氧化产物的生成量。离子交换技术有效去除内冷水中的Cu2+,进一步优化了水质,防止氧化层的形成和剥落。实验结果显示,微碱化处理和离子交换技术显著降低了氧化产物的剥落和堵塞现象,提升了系统的运行稳定性。研究表明,通过科学调控水质参数,能够有效延长发电机铜导线的使用寿命,提高发电机运行的安全性和经济性。

  • 张文杰 董佩宇
    中国机械. 2024, (25): 145-148.
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    动平衡技术是现代机械工程中不可或缺的一环,尤其是在水轮发电机组的检修中起着至关重要的作用。水轮发电机组是水力发电站的核心部件,其稳定性和运行效率直接影响发电效果和安全运行。不平衡的转子会引起机组振动,降低设备运行效率,并缩短设备使用寿命。本文介绍了动平衡技术的基本原理,并详细阐述了该技术在水轮发电机组检修过程中的应用,包括现场检测与数据采集、数据分析与问题诊断、平衡校正方案的设计、平衡校正的具体实施,以及最后的验证与再测试,展示了全面的应用流程和实施细节。

  • 李竟恒
    中国机械. 2024, (25): 149-152.
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    随着甘肃省景泰川电力提灌工程运行时间的延长,机电设备故障频发,严重影响了工程的正常运转和效益发挥。深入研究景电工程机电设备常见故障及其维修策略,对于提高设备可靠性、延长使用寿命、降低运营成本具有重要意义。本文探讨了景电工程机电设备的主要故障类型、分析了典型故障案例,并提出了相应的维修策略,旨在为景电工程的长效运营提供理论支撑和实践指导。

  • 质量与标准
  • 李胜昔 李国
    中国机械. 2024, (25): 153-156.
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    本文研究以基于SOI-玻璃阳极键合工艺的谐振式MEMS压力传感器为例,介绍了其设计、制造、封装和测试的过程。该压力传感器采用H型双端固支谐振梁结构,通过差分电磁激励和检测。SOI晶圆加工和腐蚀释放,制备出谐振梁和压力敏感膜;采用SOI-玻璃阳极键合实现圆片级真空封装。He质谱检漏和有限元模拟验证了良好的真空封装气密性。压力-频率特性测试表明,传感器的灵敏度约为9.5kHz/100kPa,非线性误差小于0.12%FS,与理论设计和仿真吻合良好,为高性能MEMS压力传感器的开发提供了重要参考。
  • 何家军 田传雪
    中国机械. 2024, (25): 157-160.
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    本文针对无机房电梯机械锁定装置检验中存在的效率低、精度差等问题,提出了一种基于机器视觉的检验系统。该系统采用高分辨率工业相机和高性能图像处理算法,实现了锁定装置关键几何参数的自动测量,大幅提高了检验效率和精度。系统在软硬件方面进行了优化设计,具备良好的鲁棒性和环境适应性。试验结果表明,该系统可在复杂环境下实现实时、准确的锁定装置缺陷检测,为无机房电梯的安全运行提供可靠保障。
  • 机械工业应用
  • 王光明
    中国机械. 2024, (25): 85-88.
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    本文围绕天然气管道铺设机械设备的性能优化与实地应用展开研究。针对设备老化及复杂地形中的适应性不足问题,提出了动力系统优化、新型材料应用及智能化控制系统引入等措施,并对这些优化措施在实际施工中的效率提升进行了分析。同时,讨论了传感器技术在设备中的应用,提升了设备的作业能力。通过实地调整策略与实时监控技术,显著提高了施工效率,减少了故障率。此外,本文还探讨了机械设备优化在未来天然气管道铺设项目中的应用前景。
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