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矿山井下应急排水车的设计研究

工程机械 2024年第6期55卷 151-155,I0024,I0025页

作者：武德刘国志郝春阳李燕伟山西北方机械制造有限责任公司 030009

矿井水害事故发生后,大量涌水淹没井下巷道,抢险不及时,将威胁井下人员的生命安全。潜水泵能有效排出巷道中的积水,但存在人工搬运困难的问题。通过分析人工搬运水泵的动作,设计了可起吊并携带大流量、高扬程潜水泵的排水车主体结构模型... 详细信息

矿井水害事故发生后,大量涌水淹没井下巷道,抢险不及时,将威胁井下人员的生命安全。潜水泵能有效排出巷道中的积水,但存在人工搬运困难的问题。通过分析人工搬运水泵的动作,设计了可起吊并携带大流量、高扬程潜水泵的排水车主体结构模型,并计算了主要性能参数。通过对排水车的越障机理进行分析,计算得到排水车攀越障碍的最大能力。所设计的排水车可以起吊并携带大流量、高扬程排水泵潜入矿井巷道积水中排水作业,具有人力消耗低、排水效率高的优点,能为矿山井下排水救援工作争取宝贵的时间。

关键词：排水车升降机构行走装置越障性

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电镀锌镍合金技术应用研究

新技术新工艺 2024年第3期435卷 67-75页

作者：张曙娟陈乐魏垣伟李春燕苗晓芳高志红山西北方机械制造有限责任公司山西太原030009

随着装备所在地域条件的差异化,目前磷化、氧化、镀锌等传统钢铁镀覆层技术已不能满足装备使用环境要求。为了提高市场竞争力,储备针对海洋、热带雨林等恶劣环境下的产品防护技术,研究并应用碱性锌酸盐型电镀锌镍合金新技术是非常必要... 详细信息

随着装备所在地域条件的差异化,目前磷化、氧化、镀锌等传统钢铁镀覆层技术已不能满足装备使用环境要求。为了提高市场竞争力,储备针对海洋、热带雨林等恶劣环境下的产品防护技术,研究并应用碱性锌酸盐型电镀锌镍合金新技术是非常必要的。通过开展耐蚀性好的电镀锌镍合金技术研究,采用正交试验和单因素法进行工艺参数匹配性试验研究。对不同钢铁金属材料在不同结构条件下的电镀锌镍合金工艺进行批生产验证及性能检测,为产品防护设计提供依据,最终形成钢铁金属材料锌镍合金典型工艺规范,推广应用到处于海洋气候等恶劣条件下的防护性要求高的军民品。

关键词：钢铁基体电镀锌镍合金异常共沉积正交试验镀层性能生产验证

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微加速度计电磁力反馈系统设计与仿真分析

仪表技术与传感器 2024年第5期 7-11页

作者：沈富明赵锐石云波祖凯旋刘豪张旭张志峰中北大学电子测试技术重点实验室山西北方机械制造有限责任公司

针对电容式加速度传感器的闭环控制需求,设计了一种电磁反馈系统,以满足用于惯性导航的高精度加速度传感器的需求。该系统保证了加速度传感器具有高机械灵敏度的同时,还能拓宽其量程。建立了电容式微机电系统(MEMS)加速度传感器的闭环... 详细信息

针对电容式加速度传感器的闭环控制需求,设计了一种电磁反馈系统,以满足用于惯性导航的高精度加速度传感器的需求。该系统保证了加速度传感器具有高机械灵敏度的同时,还能拓宽其量程。建立了电容式微机电系统(MEMS)加速度传感器的闭环控制模型,并对电磁结构进行了有限元分析。仿真结果表明:线圈电流为277.3μA时,电磁力达到了1.509 mN。当输入反馈电压为-19.1~19.1 mV时,反馈系统能实现加速度传感器在±5g(g=9.8 m/s^(2))范围内的闭环控制。计算表明加速度传感器敏感结构的机械噪声为1.22×10^(-8)g/Hz^(1/2)。利用Simulink分析可知,在±5g范围内,电容式MEMS加速度传感器闭环控制系统的反馈电压与输入加速度具有良好的线性关系,其灵敏度为3.8 mV/g。

关键词：加速度计电磁力反馈有限元仿真量程

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仿虾螯式抗冲击微加速度传感器设计

机械强度 2024年第2期46卷 410-415页

作者：张旭赵锐石云波祖凯旋张洁宇闫晓朋中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051 山西北方机械制造有限责任公司太原030000

针对外弹道信息测量过程中,低量程微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)加速度传感器在上万g_n过载环境下的损坏问题,提出了一种仿虾螯式抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载30000g_n、量程50g_n的指标要求。有限元仿真... 详细信息

针对外弹道信息测量过程中,低量程微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)加速度传感器在上万g_n过载环境下的损坏问题,提出了一种仿虾螯式抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载30000g_n、量程50g_n的指标要求。有限元仿真结果表明,在50g_n载荷作用下,加速度计敏感单元位移为0.99μm,灵敏度为0.124 pF/g_n;引入仿虾螯式抗冲击缓冲结构的加速度传感器在30000g_n过载作用下承受的等效应力的最大值从1022.5 MPa降低至84.326 MPa,有效地提高了该传感器件的可靠性。

关键词：加速度计抗冲击电容式低量程仿生缓冲结构微机电系统

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新型添加剂碱性锌酸盐镀锌工艺研究

新技术新工艺 2024年第1期433卷 10-13页

作者：郭俊文魏垣伟张曙娟杨继锋刘琳山西北方机械制造有限责任公司山西太原030000

传统DE型碱性锌酸盐镀锌工艺,存在光亮范围窄、分散能力差、覆盖能力弱的工艺缺点。通过霍尔槽试验,系统测定了两种新型添加剂镀液的性能,并与DE型添加剂镀液进行了比较。结果表明,B型添加剂镀液具有更宽的电流密度范围,是DE添加剂的2.5... 详细信息

传统DE型碱性锌酸盐镀锌工艺,存在光亮范围窄、分散能力差、覆盖能力弱的工艺缺点。通过霍尔槽试验,系统测定了两种新型添加剂镀液的性能,并与DE型添加剂镀液进行了比较。结果表明,B型添加剂镀液具有更宽的电流密度范围,是DE添加剂的2.5倍;分散能力、覆盖能力分别提升了25.3%和500%;镀层结合力及抗脆性良好,可作为传统碱性锌酸盐镀锌添加剂的替代品,为后续行业内从业人员在添加剂的选择方面提供理论依据。

关键词：镀锌添加剂锌酸盐镀锌工艺

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基于ANSYS的火炮抽气装置优化改进

机械工程与自动化 2024年第5期 118-119,122页

作者：麻龙飞荆长利刘国志王超张春梅郭立峰山西北方机械制造有限责任公司山西太原030009

某自行火炮中传统抽气装置的喷嘴极易锈蚀、拆解更换难且部件重量大,造成火炮起落部分重量较大。针对这一问题,采用钛合金新材料及喷孔代替喷嘴,对传统抽气装置进行优化改进。通过建立抽气装置的虚拟样机,材料分别采用合金钢和钛合金进... 详细信息

某自行火炮中传统抽气装置的喷嘴极易锈蚀、拆解更换难且部件重量大,造成火炮起落部分重量较大。针对这一问题,采用钛合金新材料及喷孔代替喷嘴,对传统抽气装置进行优化改进。通过建立抽气装置的虚拟样机,材料分别采用合金钢和钛合金进行最大压力工况下的对比分析计算,确定新材料新结构的理论可靠性。经过射击试验考核,新方案满足抽气装置的使用要求,装置质量减少了30%,耐腐蚀性能、维修性和产品质量得到极大提高。

关键词：抽气装置优化改进虚拟样机 ANSYS

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基于磁-加速度信号的侵彻计层方法研究

探测与控制学报 2024年第2期46卷 80-87页

作者：马昊天石云波赵锐栗文凯闫晓朋中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 山西北方机械制造有限责任公司山西太原030000

针对侵彻计层实时处理数据过程中,单独使用加速度计处理数据时信号噪声大、分离难度高,单独使用磁传感器处理数据时易受探测环境干扰的问题,提出一种加速度传感器与磁传感器结合的侵彻计层处理方法。利用加速度传感器响应时间快于磁传... 详细信息

针对侵彻计层实时处理数据过程中,单独使用加速度计处理数据时信号噪声大、分离难度高,单独使用磁传感器处理数据时易受探测环境干扰的问题,提出一种加速度传感器与磁传感器结合的侵彻计层处理方法。利用加速度传感器响应时间快于磁传感器响应的现象,将加速度信号作为磁传感器信号的计时开关,并根据磁信号满足预设的阈值-脉宽信息来判断弹体该次动作是否为侵彻钢筋混凝土靶板层,完成侵彻层数过程的识别。通过建立侵彻模型,分析过载信息组成,确立刚体加速度分离方法,并通过对比加速度信号与磁信号在侵彻过程中的变化情况,分析信号峰值在侵彻过程中与靶板位置的关系,论证了探测方案的可行性。

关键词：侵彻引信加速度计磁异探测计层策略

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微克飞行器MEMS气动控制微系统

探测与控制学报 2024年第3期46卷 60-65页

作者：栗文凯石云波赵锐马昊天闫晓朋中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 山西北方机械制造有限责任公司山西太原030000

针对微克飞行器对毫米级的控制系统的需求,借助MEMS技术,提出一种微型化的气动控制系统。借助蠕动电极可累积作用效果的特点,使控制系统在力与体积之间达到良好的平衡,达到在小体积内获得高驱动力的目标,通过理论分析和尺寸优化完成结... 详细信息

针对微克飞行器对毫米级的控制系统的需求,借助MEMS技术,提出一种微型化的气动控制系统。借助蠕动电极可累积作用效果的特点,使控制系统在力与体积之间达到良好的平衡,达到在小体积内获得高驱动力的目标,通过理论分析和尺寸优化完成结构的设计,并进行有限元仿真分析。仿真结果表示,最终设计的微系统面积为22 mm×12 mm,可以产生433 mN的驱动力,可使控制面实现偏转角在12°范围内的角度调控。

关键词：微克飞行器控制系统蠕动电极控制面姿态角

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煤矿掘进机系统数字孪生技术研究

系统仿真学报 2024年第10期36卷 2455-2468页

作者：蔡兴旺裴耀强杨继华庞瑞峰中北大学山西太原030051 山西榆航机械制造有限公司山西榆次030621

针对煤矿巷道掘进作业中,地质结构复杂、现场环境恶劣、掘进设备智能化程度低、安全事故频发等问题,提出了一种数字孪生解决方案。通过融合物联网、互联网、数字孪生和虚拟现实等技术,以PLC为硬件核心、MQTT协议和EMQX服务为基础、建立... 详细信息

针对煤矿巷道掘进作业中,地质结构复杂、现场环境恶劣、掘进设备智能化程度低、安全事故频发等问题,提出了一种数字孪生解决方案。通过融合物联网、互联网、数字孪生和虚拟现实等技术,以PLC为硬件核心、MQTT协议和EMQX服务为基础、建立参数矩阵映射规则和故障原因分析表,实现了掘进作业数据采集与处理、设备与孪生模型间的数据映射、数据存储、作业过程仿真、远程遥控、智能故障检测与预警等功能,提升了煤矿掘进作业过程的数字化、智能化水平。研究结果表明,该方案在煤矿掘进作业过程中具备较强的可行性、可靠性和实用性,具有推广应用价值。

关键词：掘进数字孪生物联网增强现实远程作业