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薄壁长筒壳体加工工艺和定位工装设计

工具技术 2024年第5期58卷 120-122页

作者：段良辉丁洵彭小彦江南工业集团有限公司湖南省湘潭市411207

分析薄壁长筒壳体加工易变形产生的原因,介绍壳体的加工工艺流程,设计两种定位装夹工装,对比两种定位工装的工作原理及使用方法,有效解决了加工过程中的变形问题,使加工精度达到设计要求,提高生产率。

关键词：薄壁长筒壳体加工工艺定位工装变形

弧焊机器人针对V形坡口的焊接路径规划设计与仿真分析

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机械科学与技术 2024年第3期43卷 457-465页

作者：刘志诚康辉民刘厚才欧阳普仁崔正杰段良辉湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411100 江南工业集团有限公司数控加工分厂湖南湘潭411207

为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散... 详细信息

为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散发。同时,在建立各轨迹方程解析式的基础上,应用Simufact Welding和MATLAB仿真软件对比分析了空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹与传统逐层逐道焊的优缺点。为了进一步验证可行性,采用FANUC工业机器人进行试验。仿真和试验结果表明:以零件y、z轴方向的变形量为依据,空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹都优于传统的逐层逐道焊接方法,且后者更优于前者。但空间平行往复轨迹在轨道变换过程中机器人末端执行器的空间位姿调整相对简单、引入误差少、控制精度高,更适合于坡口较窄、长度较短的情况;而空间轮廓偏置轨迹更适用于坡口较宽,长度较长的情况。

关键词： V形坡口空间平行往复轨迹空间轮廓偏置轨迹焊道堆积路径规划

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考虑系统振动的电主轴回转误差检测方法研究

振动．测试与诊断 2024年第4期44卷 740-747,828,829页

作者：蒋冠刘厚才康辉民胡灿周岳曹正欧阳智海李旺段良辉曾海燕湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 中国兵器江南工业集团有限公司数控加工分厂湘潭411207 长沙医学院信息工程学院长沙410219

针对目前机床主轴的回转精度检测不能反映主轴在切削工况下的实际回转精度、现有三点法检测的主轴回误差信号包含了系统振动信号的问题,在传统三点法的基础上加入振动加速度传感器,实时测量系统的振动加速度,进而提出一种包含系统振动... 详细信息

针对目前机床主轴的回转精度检测不能反映主轴在切削工况下的实际回转精度、现有三点法检测的主轴回误差信号包含了系统振动信号的问题,在传统三点法的基础上加入振动加速度传感器,实时测量系统的振动加速度,进而提出一种包含系统振动信号分离的新型三点法。首先,通过建立考虑系统振动的回转误差检测数学模型,得到系统的振动位移和传感器相对主轴的绝对位移;其次,采用误差分离技术,得到主轴在切削工况下的实际回转误差;最后,研制出一套主轴在切削工况下的回转误差检测装置并进行了实验验证。研究结果表明,所提出方法能有效提高主轴在切削工况下回转误差的检测精度。

关键词：机床主轴回转误差在线检测误差分离

基于脉幅调制的超高速无刷直流电机过零点检测补偿策略

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4806-4819页

作者：余岳李诚刘建华黄建军湖南工业大学轨道交通学院株洲412007 江麓机电集团有限公司电气研究院湘潭411100

超高速无刷直流电机广泛应用于超高速空压机、晶圆切割、飞轮储能等系统。针对超高速无刷直流电机控制中的三相绕组不完全对称和参考零点不确定偏移导致的失步问题,该文以脉幅调制控制器为基础,通过对非理想电机的研究,建立过零点抗扰... 详细信息

超高速无刷直流电机广泛应用于超高速空压机、晶圆切割、飞轮储能等系统。针对超高速无刷直流电机控制中的三相绕组不完全对称和参考零点不确定偏移导致的失步问题,该文以脉幅调制控制器为基础,通过对非理想电机的研究,建立过零点抗扰动的模型,提出一种综合考虑不平衡过零点和不对称过零点补偿的改进控制策略,建立适用于三种非理想过零点模型的基础延迟时间择优策略的数学模型和换向时间补偿函数。同时,在不平衡不对称过零点扰动存在的前提下,考虑负载变化等因素引起的换相误差并提出相应的变速误差补偿策略。实验结果表明,改进控制策略可以有效减小无刷直流电机的换相误差,显著地提高电机换相的精度进而提高其运行速度上限,为无速度传感器超高速无刷直流电机稳定运行提供了一定的理论基础。

关键词：脉幅调制反电动势过零点三相绕组不完全对称参考零点偏移超高速控制

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对旋轴流通风机叶轮内不可逆能量损失机理

煤炭学报 2024年第6期49卷 2728-2740页

作者：陈永平刘荣华陈世强吴世先刘东李洋溢彭文庆湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 桂林航天工业学院能源与建筑环境学院广西桂林541004 广西交通投资集团有限公司广西南宁530025 广西交通设计集团有限公司广西南宁530025

随着节能降耗成为当今世界的迫切需要,提高通风机能量转换效率越来越受到重视,已成为通风领域内关键问题。掌握叶轮内不可逆能量损失演化机制是实现能量高效转化的前提与基础,但目前尚缺乏针对叶轮内不可逆能量损失机理方面的研究。为此... 详细信息

随着节能降耗成为当今世界的迫切需要,提高通风机能量转换效率越来越受到重视,已成为通风领域内关键问题。掌握叶轮内不可逆能量损失演化机制是实现能量高效转化的前提与基础,但目前尚缺乏针对叶轮内不可逆能量损失机理方面的研究。为此,以对旋轴流通风机为研究对象,采用数值模拟和实验方法获得了不同流量工况下通风机内部流场。基于熵产理论,建立了通风机叶轮内不可逆能量损失理论模型,明确了叶轮内不可逆能量损失与空间流场参数的内在关系,实现了叶轮内不同类型能量损失的定量分析,结合叶轮内流动特征,明确了能量损失空间演化规律和产生原因。研究结果表明,熵产方法计算叶轮内不可逆能量损失是可靠的,直接黏性耗散损失和壁面摩擦损失是能量损失的重要组成部分,而湍流耗散则是引起能量损失的主要原因,达到总能量损失的60%~80%;对于前级叶轮,湍流耗散引起的能量损失在1.0Q_(BEP)流量工况(Q_(BEP)为最优工况流量)达到最小,而后级叶轮能量损失随流量的降低而增大。能量损失主要集中在Span=0.6~1.0(Span为叶展方向轮毂至机壳的无量纲距离)区域,在1.0Q_(BEP)工况达到总能量损失的70%;叶顶间隙泄漏流和叶片前缘溢流引起的螺旋旋涡、叶轮内回流、叶片压力面和吸力面流动分离以及叶片后缘尾迹都将导致能量损失产生,其中流动分离和尾迹引起的高能量损失区域较小,能量损失相对有限,而旋涡和回流显著影响叶轮内流体流动,最终导致叶顶附近区域出现大量能量损失。

关键词：对旋轴流通风机叶轮不可逆能量损失熵产理论流动特征

磁悬浮铣削电主轴时变质量系统旋转惯性特性及动态响应研究

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西南交通大学学报 2024年

作者：康辉民席家乐刘厚才段良辉湖南科技大学机电工程学院江南工业集团有限公司数控加工分厂

针对磁悬浮铣削电主轴在切削加工过程中，因切屑不断进入、离开刀具容屑槽而导致系统质量的大小和分布不断变化，进而引起系统动力学特性的非线性变化问题。在求得单个切屑质量的基础上，首先依据金属连续切削原理，并结合连续梁振动理... 详细信息

针对磁悬浮铣削电主轴在切削加工过程中，因切屑不断进入、离开刀具容屑槽而导致系统质量的大小和分布不断变化，进而引起系统动力学特性的非线性变化问题。在求得单个切屑质量的基础上，首先依据金属连续切削原理，并结合连续梁振动理论，应用有限单元法建立了“磁悬浮轴承-电主轴-刀具-切屑”时变质量系统的动力学模型；然后采用龙格库塔法对系统的运动微分方程进行求解，分析切屑从进入到离开容屑槽的整个过程，切屑质量变化对系统固有频率、振型的影响规律；进而探索由时变切屑质量所引起的旋转惯性载荷、陀螺力矩、切削力、磁悬浮轴承电磁力等激励下的系统振动响应规律；最后利用Matlab软件对系统进行仿真求解，得到的方法和结论将为磁悬浮铣削电主轴时变质量系统的动力学建模与动态分析提供方法借鉴和理论支持。

关键词：磁悬浮电主轴时变质量旋转惯性特性固有特性分析振动响应

热处理工艺对8 mm厚TC4钛合金板微观组织和强度的影响

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金属热处理 2024年第7期49卷 261-266页

作者：丁屹李爱国李贤君白玉宏蒋秋娥彭光华罗平侯俊卿中国机械总院集团北京机电研究所有限公司北京100083 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100089 中国兵器工业集团江麓机电集团有限公司湘潭湖南411100

研究了不同加热温度、冷却速度和保温时间对8 mm厚TC4钛合金板料微观组织和强度的影响。结果表明,加热温度对TC4钛合金微观组织和强度的影响显著。当加热温度从800℃提升到850℃时,发生再结晶且α相趋于等轴化、均匀化,强度下降,当加热... 详细信息

研究了不同加热温度、冷却速度和保温时间对8 mm厚TC4钛合金板料微观组织和强度的影响。结果表明,加热温度对TC4钛合金微观组织和强度的影响显著。当加热温度从800℃提升到850℃时,发生再结晶且α相趋于等轴化、均匀化,强度下降,当加热温度达到900℃时,等轴状α相比例增多,β相尺寸和含量增大且内部析出少量的α′相,强度提高。当冷速大于10℃/s时,均发生马氏体相变且冷却速度越快马氏体相变趋势越大,强度越高;当保温时间从180 s增加至600 s时,屈服强度和抗拉强度分别提升6.1%和7.9%,当保温时间继续增加至900 s时,强度提升较小。

关键词： TC4钛合金热处理微观组织强度

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槟榔加工工序及贮藏过程对其理化性质的影响

食品与发酵工业 2024年第3期50卷 213-217页

作者：宋晓慧朱珺玎李智马朝阳王洪新江南大学食品学院江苏无锡214122 湖南伍子醉实业集团有限公司湖南湘潭411100 国家功能食品工程技术研究中心(江南大学) 江苏无锡214122

槟榔的加工过程对成品口感及健康有着较大影响,该文旨在探究槟榔加工、贮藏过程中理化性质的变化。针对槟榔加工工段,采用质构仪、扫描电子显微镜、快速水分测定仪及气相色谱-质谱联用等仪器、方法测定质构特性、微观结构、纤维持水能力... 详细信息

槟榔的加工过程对成品口感及健康有着较大影响,该文旨在探究槟榔加工、贮藏过程中理化性质的变化。针对槟榔加工工段,采用质构仪、扫描电子显微镜、快速水分测定仪及气相色谱-质谱联用等仪器、方法测定质构特性、微观结构、纤维持水能力;同时测定了槟榔成品在贮藏过程中水分含量和风味物质的变化情况。结果表明,在加工过程中槟榔的质构指标变化呈现降低、升高和再降低的相似趋势;烤干工序对质构的整体影响最大,硬度平均值增大至18923.53 g,咀嚼性平均值增至13567.77 g,胶黏性平均值增至10466.56 g;槟榔纤维的持水性能在酶解之后有大幅提高,达(4.11±0.37)g/g,在干燥后达到最大[(4.79±0.35)g/g],且酶解会使槟榔的内部纤维结构发生明显改变,组合酶解的方法基本可决定最终产品持水性。槟榔的特征风味物质在贮存过程中会有一些波动,各成分21 d后会出现小幅减少;而水分含量在贮藏过程中14 d下降到20.58%,之后在21 d时小幅增加至21.48%。槟榔在加工和贮藏过程理化性质的改变具有一定规律,该研究对槟榔的科学加工、贮藏及降害具有较好的指导意义。

关键词：槟榔酶解质构加工工艺贮藏

磁悬浮铣削电主轴时变质量系统动力学模型与切削稳定性分析

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机电工程 2024年第10期41卷 1816-1823页

作者：席家乐康辉民刘厚才刘思源段良辉沈相君何瑞荣湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学数学与计算科学学院湖南湘潭411201 江南工业集团有限公司数控加工分厂湖南湘潭411207

磁悬浮电主轴铣削加工时,由时变切屑质量高速旋转产生的时变不平衡离心力,会导致加工表面形成再生颤振。针对这一问题,采用构建稳定性叶瓣图的方法,对铣削系统进行了稳定性预测。首先,分析并建立了动态铣削力、时变不平衡离心力以及主... 详细信息

磁悬浮电主轴铣削加工时,由时变切屑质量高速旋转产生的时变不平衡离心力,会导致加工表面形成再生颤振。针对这一问题,采用构建稳定性叶瓣图的方法,对铣削系统进行了稳定性预测。首先,分析并建立了动态铣削力、时变不平衡离心力以及主动磁轴承电磁力的数学模型,构建了磁悬浮电主轴铣削加工系统动力学模型;然后,采用全离散化方法得到了铣削加工系统的稳定性叶瓣图;最后,利用MATLAB数值计算平台对系统的切削稳定性进行了分析,得到了时变质量特性以及磁悬浮轴承电磁力对系统切削稳定性的影响规律。研究结果表明:在叶瓣1、叶瓣2、叶瓣3、叶瓣4处,时变系统的极限轴向切深对比定常系统分别下降了0.005 mm、0.010 mm、0.022 mm、0.033 mm,证明时变不平衡离心力会导致系统的切削稳定性降低,并且主轴转速越高,其影响越大;磁轴承力-位移刚度分别为k_(q)=-2×10^(5) N/m、k_(q)=-2×10^(6) N/m、k_(q)=-2×10^(7) N/m时,系统的极限轴向切深分别为0.37 mm、0.55 mm、1.45 mm,证明通过增大磁轴承的力-位移刚度可使系统的切削稳定性得到增强。

关键词：磁悬浮轴承稳定性叶瓣图动态铣削力时变不平衡离心力主动磁轴承电磁力数学模型