2021年, 第49卷, 第2期　
刊出日期：2021-01-28

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试验与研究
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  基于多元函数逼近的高频振动时效工艺参数研究

  顾邦平, 王萍, 胡雄, 王微, 徐冠华, 杨振生, 赖金涛

  机床与液压. 2021, 49(2): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.001

  摘要 ( 145 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  为揭示工艺参数独立作用和交互作用对高频振动时效效果的影响规律，提出基于多元函数逼近的高频振动时效工艺参数研究方法。基于多元函数逼近法建立高频振动时效效果与工艺参数之间的定量化函数模型，给出定量化函数模型的实验构建方法，并基于实验数据构建定量化函数模型，在此基础上研究独立工艺参数和工艺参数的交互作用对高频振动时效效果的影响。结果表明：单个工艺参数独立作用时，高频振动时效效果受到激振频率的影响最大，其次是激振振幅；工艺参数交互作用时，高频振动时效效果受激振频率和激振振幅的交互作用的影响最大，其次是激振频率和激振时间的交互作用。基于多元函数逼近的高频振动时效工艺参数研究方法的提出，为揭示工艺参数独立作用和交互作用对高频振动时效效果的影响提供了技术思路，同时为高频振动时效工艺参数的制定提供了参考，具有一定的工程应用价值。
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  基于自抗扰控制的智能泵系统

  刘红麟, 裴忠才, 蒋鹏, 唐志勇

  机床与液压. 2021, 49(2): 6-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.002

  摘要 ( 107 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  传统的定量泵+溢流阀形式的恒压油源会造成功率浪费，因此出现了一种能够自动匹配负载流量、压力需求的智能泵。建立定排量变转速智能泵系统的数学模型并分析其特点，将自抗扰控制用于智能泵的转速、压力控制。利用AMESim和MATLAB联合仿真，将可变开度节流阀作为负载，验证转速、压力的控制效果。结果表明：带有自抗扰控制的智能泵系统具有很好的控制性能。
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  磨粒有序化排布油石超精研规则网纹表面的运动仿真

  邸寒旭, 王海, 吕玉山, 杨震宇, 宋征

  机床与液压. 2021, 49(2): 10-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.003

  摘要 ( 99 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  为得到外圆零件表面均匀一致的网纹结构，降低零件运动过程的摩擦阻力，设计叶序、阵列、错位3种磨粒排布方式的油石，并通过油石正弦振荡方法进行外圆表面超精研磨。通过MATLAB软件进行运动学仿真，获得3种磨粒有序化排布方式的运动轨迹和超精研圆柱工件结构化表面的变化规律。结果表明：使用磨粒有序化排布油石正弦振荡可以加工出排布一致的结构化表面。在叶序排布下，振幅与磨粒排布叶序系数的比值为1.482 1时，工件表面平台面积近似相等，网纹均匀一致；此时增大振幅和叶序系数，网纹密度会减小，单个平台面积增大。磨粒叶序排布比阵列排布和错位排布研磨得更充分，平台面积也更均匀。
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  环烯烃共聚物微流控芯片微通道热压键合研究

  邱似岳, 任晓龙, 梁帅, 邹大鹏

  机床与液压. 2021, 49(2): 15-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.004

  摘要 ( 150 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  将以环烯烃共聚物（COC）作为材料的具有微米级微通道结构的微流控芯片作为研究对象，研究键合过程中的关键工艺参数温度、压力以及时间对微通道的影响。通过多物理场仿真分析工艺参数对形变规律的影响；开展热压键合实验和微滴生成实验，进行芯片尺寸和工作性能的校核。研究结果表明：在环烯烃共聚物玻璃化温度附近，键合温度对微流控芯片微通道形变影响最大，键合压力次之，而键合时间在一定范围内存在最优解。采用正确的热压耦合仿真分析方案能对实际微流控芯片键合过程中微通道的形变规律起到较好的预测作用。
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  航空超薄压气机叶片堆焊修复关键参数研究

  龚淼, 戴士杰, 王涛

  机床与液压. 2021, 49(2): 20-25,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.005

  摘要 ( 84 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  热源功率、送丝速度、冷却速率是影响超薄压气机叶片堆焊修复质量的关键参数。通过建立数学模型，计算了不同送丝速度下堆焊高度的数值解。根据合金热物性参数和前期钛合金试验结果，推导出Inconel718合金的热输入范围。针对超薄叶片修复特征，选择送丝速度为2.54 mm/s时进行传热建模，求解出不同热输入下焊缝截面的最高温度分布曲线，分析得到与之相匹配的热输入数值。在此基础上，结合流体传热理论，求解出不同冷却流速下的流体温度和夹具等温线的变化，并得到熔池及焊缝截面最高温度随时间的变化曲线。结果显示：在热输入为431 W、送丝速度为2.54 mm/s、流体流速为4.6 L/min时，焊缝可达到较好的热循环效果。研究方法及结果为压气机叶片堆焊修复工艺设计提供参考，具有较好的工程应用价值。
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  基于GA-LSSVM的数控机床热误差建模方法研究

  李高强, 张宇, 李鸣

  机床与液压. 2021, 49(2): 26-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.006

  摘要 ( 207 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  为减小数控机床热误差对加工精度的影响，实现对热误差的补偿控制，提出一种基于遗传算法（GA）优化的最小二乘支持向量机（LSSVM）数控机床热误差建模方法。利用遗传算法优化选择LSSVM惩罚因子C和核函数参数σ²，构建针对某卧式加工中心主轴热误差的GA-LSSVM模型。根据该模型得到热误差的模拟值和测量值对比曲线，通过分析发现GA-LSSVM模型性能较好，模型残差较小，预测精度较高。建立热误差LSSVM模型和传统BP模型并与GA-LSSVM模型作对比，结果表明：GA-LSSVM模型绝对残差δ及均方误差MSE均为最小，模型决定系数R²最大，验证了GA-LSSVM建模方法的有效性。
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  一种改进四次S曲线的加减速算法研究

  游达章, 杨京, 张业鹏, 康亚伟

  机床与液压. 2021, 49(2): 31-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.007

  摘要 ( 159 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  传统数控机床中电机的运动控制采用梯形加减速、三次S形加减速控制算法，使得加速度和加加速度不连续，易对电机产生柔性冲击。采用四次S形加减速控制算法时，因计算繁琐，时间复杂度高，使得加工运行时间长。为改善这一状况，提出一种新的四次S形加减速控制算法并进行验证。结果表明：该算法能有效减少加工时间，降低加工中的柔性冲击，提高电机工作效率，延长电机的寿命和提升加工零件的质量。
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  基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

  胡小青, 张博强

  机床与液压. 2021, 49(2): 36-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.008

  摘要 ( 183 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制，有利于提高液压伺服系统的工作精度。设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型，用以对液压缸活塞运动速度进行控制。分析比例方向阀控制的液压缸的结构，建立比例方向阀的闭环传输函数。通过液压缸两个腔室的压差，计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程，并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程，进而得到了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的全阶模型。最后，在闭合的液压回路中，通过负载的压力值，简化了液压缸压力值的连续方程，从而求取了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的简化模型。实验中，利用此方法对方波、正弦波以及随机激励信号产生的目标速度进行了追踪测试。测试结果显示：此方法相比滑模控制方法，在对方波、正弦波以及随机激励信号下产生的目标速度进行追踪时，追踪误差分别减少了9.2%、11.22%以及11.13%。说明此方法能够对液压缸活塞运动速度进行准确的控制。
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  3D打印技术在创客机器人轻量化中的应用研究

  张霞峰, 赵荣丽, 林剑, 黄桂胜, 祝家权

  机床与液压. 2021, 49(2): 40-43,65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.009

  摘要 ( 212 ) PDF全文 ( 27 )   可视化   收藏

  针对6061铝合金车身和科技横梁积木制作的创客机器人运动不稳定问题，使用3D打印轻量化技术制造创客机器人车身，减轻了其质量、优化了其结构、改进了其性能。通过有限元分析仿真6061铝合金车身和3D打印轻量化车身的总体刚度，通过对比验证了3D打印创客机器人车身的刚度满足要求。基于FDM打印原理和设置最优切片参数3D打印了创客机器人车身，进行了轻量化效果分析和不同填充率下弹性模量的研究，解决了创客机器人运动不稳定的问题。
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  基于华中8型数控系统的热误差补偿技术研究

  宋艳丽

  机床与液压. 2021, 49(2): 44-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.010

  摘要 ( 193 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  为满足机床精度要求，提出有传感器热误差补偿方法。详细介绍了热误差补偿原理，通过测试对比和数据分析，对机床的热误差问题进行实验研究。依据统计数据得出结论，将结论及方法应用于数控系统中，对数控系统热误差补偿模块进行完善。结果表明：传感器热误差补偿方法可以解决机床热误差造成的精度问题，广泛应用于机床质量检验。
设计与开发
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  基于STM32的嵌入式磨加工主动量仪的研究

  吴江昊, 郑鹏, 尹浩田

  机床与液压. 2021, 49(2): 49-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.011

  摘要 ( 96 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  磨加工主动测量控制仪已广泛运用到磨削加工中，提高了磨削加工的精度和自动化水平。针对主动量仪存在的数码管显示、界面不直观、功能单一、精度低、成本高等问题，提出一种基于STM32的嵌入式磨加工主动量仪。建立基于STM32主控芯片和信号电路的硬件系统，运用模块化设计方法实现软件系统的开发，完成人机交互界面的设计。利用数字滤波、断续表面差值修正法、尺寸预报模型等数据处理技术，实现磨加工主动量仪的测量与控制功能。通过磨削加工实验验证了该主动量仪的可行性，该嵌入式磨加工主动量仪对提高磨削加工自动化程度有一定的积极作用。
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  隧道维修钢板安装机械臂设计与分析

  李瑞怡, 杨宏斌, 李静, 徐爱军

  机床与液压. 2021, 49(2): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.012

  摘要 ( 147 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  针对隧道维修钢板安装的现状，设计一款七自由度的隧道维修钢板安装机械臂。利用SolidWorks软件对机械臂进行三维实体建模，为确保机械臂设计的合理性，运用SolidWorks与ANSYS Workbench相结合的方法对运动范围内极限工况下的机械臂进行静态和模态分析，得到应力应变云图和固有频率及其振型图。结果表明：机械臂结构强度满足设计要求，在工作中可以有效避免共振的发生。研究结果为机械臂进一步优化设计提供了参考。
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  软磁复合材料推力磁轴承的优化设计研究

  侯天阳, 李明

  机床与液压. 2021, 49(2): 60-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.013

  摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  推力磁轴承是磁悬浮系统的重要组成部分，主要用于控制转子的轴向位移。设计获得质量轻巧、损耗较低、性能良好的推力磁轴承是工程中追求的目标。在考虑轴承承载力、温升及磁密限制等约束情况下建立了寻求轴承最优质量的目标函数，利用相应的求解方法获得了轴承的最优结构参数。同时对优化模型进行了有限元分析，得到不同频率下气隙磁密、涡流损耗等参数，揭示了不同工作条件下涡流的影响程度。
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  一种超高层建筑施工整体顶升平台的液压系统设计

  张建军, 马岷成, 赵基宏, 冀宏, 魏列江

  机床与液压. 2021, 49(2): 66-69,82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.014

  摘要 ( 127 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  超高层建筑的施工是以核心筒为主体进行的，顶升钢平台模架体系在核心筒施工中得到广泛应用。顶升钢平台模架体系的动力系统为多个大功率、长行程液压缸组成的同步控制系统，通过对顶升钢平台模架体系的工况分析，设计一种能满足载荷和其他工况要求的液压系统。设计计算和系统分析结果表明：该同步顶升液压系统性能稳定，可靠性高，安全性高。
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  基于STC单片机的电磁阀组控制器设计

  刘永腾, 谭草, 李波, 葛文庆

  机床与液压. 2021, 49(2): 70-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.015

  摘要 ( 115 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  为了提高电磁阀的控制性能，提出一种基于STC单片机的电磁阀组控制方案。采用集成的H桥电路与PWM调速原理设计了电磁阀组的驱动电路，结合一种线性电流传感器完成电流采集，实现电流控制及工作状态的监控。通过以太网与上位机进行通信，完成了采集数据及控制命令的高速传输。测试结果表明电磁阀组工作稳定，激励脉冲型电流控制的重复度高，可见此控制器工作稳定可靠、控制精度高。
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  基于华中8型数控系统的蜗轮加工软件开发

  丁国龙, 程铖, 曾令万, 杨灿辉, 汪浩勇

  机床与液压. 2021, 49(2): 74-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.016

  摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  为改变国内针对蜗轮滚削加工的研发大多基于国外数控系统的局面，在国产数控系统上建立相应的蜗轮滚切加工系统软件。在分析六轴四联动数控滚齿机齿轮滚切加工工艺的基础上，建立滚刀轴和各进给轴运动关系模型；基于华中HNC-848数控系统开放的上下位机体系结构，利用开放的APP接口函数进行蜗轮加工专用软件界面及功能二次开发；设计用户宏变量，编制蜗轮滚切加工宏程序，实现了蜗轮径向和切向滚切加工，蜗轮加工精度达到国标3级。结果表明：基于国产数控系统开发的蜗轮加工软件，操作简便、适用性强，满足数控蜗轮加工机床需求，为国产数控系统二次开发提供了一套实用的方法。
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  基于ESPRIT的机车轴承座加工自动编程与实现

  丁云鹏, 李荣义, 岳彩旭, 单鑫鑫, 崔勇, 宁方昊

  机床与液压. 2021, 49(2): 79-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.017

  摘要 ( 205 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  在机车大尺寸轴承座零件批量生产中，多存在结构相似、尺寸不同的零件。为缩短加工编程时间，基于轴承座零件的典型特征分类与表征，进行通用的工艺方案设计。采用VB语言在ESPRIT软件中进行二次开发，建立不同特征的自动编程模板，以便快速完成不同尺寸零件的自动编程。在DMG CTX1250车铣复合加工中心上完成一组轴承座零件的加工，验证了自动编程模块的有效性。该方法可有效缩短批量零件编程时间，为智能切削加工提供一种高效的自动编程方法。
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  上游泵送螺旋槽机械密封优化设计

  於雷, 祝海林, 吴少华, 唐鑫

  机床与液压. 2021, 49(2): 83-86,100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.018

  摘要 ( 116 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  不同尺寸密封环结构参数选取也不一样。通过Fluent软件仿真出压力分布，探讨3个主要参数的选取趋势。为了进一步提高螺旋槽上游泵送的密封性能，对螺旋槽的结构进行优化，保持坝区和堰区不变，仅改变螺旋槽底部形状及螺旋槽形态，将等深螺旋槽变成收敛型渐深槽。对比分析等深槽、不等深槽的密封性能，结果表明：收敛型锥度不等深槽密封性能最佳。在此基础上，研究结构参数对收敛型渐深槽密封性能的影响。
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  自动盖章机的结构设计与控制

  陈琼, 吕原君, 刘成尧

  机床与液压. 2021, 49(2): 87-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.019

  摘要 ( 319 ) PDF全文 ( 42 )   可视化   收藏

  针对现有盖章机的结构特点和工作方式，设计并实现了一种适合学校、政府机关等部门使用的新型自动盖章机。从连续逐张自动送纸、盖章与蘸印泥动作一体化、盖章压力自适应调整和盖章位置可调这4个方面完成了盖章机的结构设计并给出了其工作过程，并提出了基于PLC的盖章机自动化控制方案。对所开发出的自动盖章机进行了测试验证，结果表明：整个运行过程稳定可靠，达到了印章切换方便、盖章与蘸印泥动作效率高、自动输送纸张速度快、盖章位置调整操作性强的技术要求。
建模与仿真
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  变风况下风电机组增速行星轮系振动疲劳寿命分析

  苏明明, 穆塔里夫·阿赫迈德, 郭勇, 王鹏程

  机床与液压. 2021, 49(2): 91-94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.020

  摘要 ( 118 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  对时变风载条件下，风电机组增速行星轮系产生的振动冲击对装备疲劳寿命的影响进行研究。以1.5 MW风电机组2K-H斜齿增速行星轮系为研究对象，建立Davenport风速模型，通过有限元分析行星轮系振动激励响应，获取输入载荷的功率谱密度（PSD），拟合材料S-N曲线。采用Lalanne频域疲劳损伤理论，在nCodeDesignLife软件中对行星轮系疲劳寿命进行分析，获得了行星轮系疲劳破坏分布及理论使用年限，为前期增速行星轮系寿命的可靠性设计提供理论依据。
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  基于谐响应分析的液压挖掘机电动化改造中电机减震结构的动态特性研究

  卢宝鹏, 柯坚, 杨志军, 史凌波, 罗杰赢

  机床与液压. 2021, 49(2): 95-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.021

  摘要 ( 84 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  电动液压挖掘机工作时的高频振动主要是由电机的振动引起的。为了减缓电机引起的振动，在电机安装底架与挖掘机机架连接处安装主副圈式硬质橡胶减震垫。为了确定减震垫的厚度和直径对底架谐振频率以及谐振振幅的影响，利用SolidWorks软件对底架结构进行三维建模，并利用ANSYS Workbench软件对模型进行谐响应分析，分别研究减震垫的厚度和直径对底架振动变形情况的影响。结果表明：减震垫厚度越大，谐振振幅越大，谐振频率越小；减震垫直径越大，谐振振幅越小，谐振频率越大。在当前载荷条件下，得出减震垫适宜的厚度范围为22~26 mm，直径范围为85~90 mm。研究结果为挖掘机电动化改造中动力结构减震垫的选型提供了一定的依据。
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  单晶炉内水管流体类型对铜板温度影响

  汪建新, 张庆宇, 吴启明, 邵和平, 张逸, 赵鹏飞

  机床与液压. 2021, 49(2): 101-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.022

  摘要 ( 91 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  为降低炉内温度，建立冷却水平蛇形管的物理和数学模型，采用Flow Simulation软件对加热过程中冷却铜管温度进行数值模拟。结果表明：水平蛇形管中流体流动类型不同，对铜板壁的冷却效果也不同；由于蛇形管水平放置，冷却铜板四周温度较低，越靠近中心处温度越高；对单相工质水而言，水平蛇形管壁温度沿管长越来越高，但在弯头处略有下降，整体呈现上升的趋势，且壁温随流体流速的减小而增大，在低流速下壁温值增加更加明显。研究结果为实际应用提供了参考。
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  基于模糊神经PID的重载机械臂变幅系统仿真研究

  叶璨, 郭津津, 曹季芳, 杨秀萍

  机床与液压. 2021, 49(2): 106-109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.023

  摘要 ( 118 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  针对重载机械臂变幅机构控制系统的功能要求，设计一种可以实现变幅机构位移同步控制的液压系统。结合重载机械臂位移同步控制方法与策略，提出采用能满足系统稳定性和鲁棒性要求的模糊神经PID控制策略对其进行位移同步控制。运用AMESim和Simulink对变幅控制液压系统进行建模仿真，对比分析了模糊神经PID与常规PID对液压缸运动控制的动态效果，得到了该液压系统中液压缸活塞杆位移曲线。仿真结果表明：模糊神经PID控制器具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性，验证了所设计的变幅机构位移同步控制液压系统具有良好的工作性能。
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  机电设备系统可靠度和维护成本建模与仿真

  韩自强, 岳文辉

  机床与液压. 2021, 49(2): 110-112,116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.024

  摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  为确保机电设备运行的可靠性，需要对设备进行及时维护。对机电设备的可靠度和维护成本进行研究，能提高设备的工作效率，并对降低设备生产总成本具有重要意义。基于零件失效概率密度函数，建立机电设备的系统可靠度模型和维护成本模型。并以正态分布为例，仿真分析了零件失效概率密度函数的参数、维护周期对系统可靠度和维护成本的影响。
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  基于AMESim机载导弹液压弹射机构仿真研究

  王彤, 张振, 吕峰

  机床与液压. 2021, 49(2): 113-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.025

  摘要 ( 138 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  针对传统机载导弹弹射装置存在的问题，设计出一种以蓄能器提供弹射流量、伺服阀作为核心控制元件的液压弹射机构。论述液压弹射机构工作原理，对其元件参数进行了计算，利用AMESim软件建立其仿真模型。仿真结果表明：液压弹射机构能够在60 ms内使导弹运动速度达到8 m/s，在20 ms内达到98%的缓冲效率。
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  燃爆弹跳驱动器驱动过程的理论分析

  栾云广, 王晓勇, 徐峰, 甄久军, 夏文庆

  机床与液压. 2021, 49(2): 117-123. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.026

  摘要 ( 91 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  基于燃爆弹跳驱动器能量密度、功率密度高的特点，研究燃爆弹跳驱动器驱动弹跳过程中燃烧室的驱动压力和驱动器的驱动气缸弹跳速度。建立燃爆弹跳驱动器的热-动力学模型，分别对驱动器进行动力学与热力学分析；利用Runge-Kutta法进行驱动器的热-动力学数值仿真，得到驱动压力、气缸带负载的速度随时间与位移的变化过程。结果显示：在燃爆驱动开始阶段，燃烧室内压力上升极快，驱动器的压力与起跳速度受燃烧品质系数、燃烧时间影响较小，但燃烧效率对驱动器输出性能的影响较大。
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  基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器的直流伺服系统研究

  万军, 贾宇明

  机床与液压. 2021, 49(2): 124-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.027

  摘要 ( 65 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  建立直流伺服系统精确模型比较困难，采用传统PI控制器进行控制时系统鲁棒性较差。针对直流伺服系统的控制问题，采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器实现直流伺服系统的有效控制，并对控制效果进行仿真验证。建立了直流伺服系统的数学模型，构造了其运动方程。设计采用继电器和PI控制器并联组合的基于现场可编程序模拟阵列的PI控制系统。采用MATLAB软件对直流伺服系统进行仿真，将仿真结果与传统PI控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明：采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器的直流伺服系统能够产生非超调响应，跟踪性能明显提高，能在0.4 s内快速消除波动，并且所需控制电压减少50%左右。
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  多柱塞阀配流往复式容积泵流量脉动的理论研究与仿真分析

  张占东, 姚丽英, 姚利花, 张榕慧, 李妍姝, 王晨升

  机床与液压. 2021, 49(2): 128-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.028

  摘要 ( 58 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  多柱塞阀配流往复式容积泵的排液流量存在脉动现象是由这类泵的结构特点及工作原理决定的，是这类泵的固有属性。在忽略配流阀动力学过程及柱塞副泄漏效应前提下，建立了三柱塞泵及五柱塞泵量纲一化瞬时排液流量理论模型，并分析了这两类泵排液过程的循环工作节拍以及流量脉动发生机制；引入上流量脉动率与下流量脉动率来量化衡量流量脉动程度，并分析柱塞数量以及曲轴旋转半径与连杆长度比值这两项指标对流量脉动率的影响规律；借助AMESim软件搭建了未包含蓄能器的三柱塞泵液压仿真模型，并在仿真数据量纲一化处理基础上开展了与理论分析结果的对比研究。研究结果表明：这类泵的每个循环周期内，排液流量曲线出现了两次波峰、一次波谷，并由此造成上流量脉动率较小、而下流量脉动率较大；对于奇数数目柱塞泵而言，流量脉动率随着曲轴旋转半径与连杆长度比值的增大而增大；对于偶数数目柱塞泵而言，流量脉动率均较高，且与这一比值无关；这类泵进液阀关闭滞后将诱发流量曲线波谷位置滞后、深度加深，并导致同一个循环周期内的两个波峰位置不再对称、高度不再相等。此研究成果可为这类泵的变排量改进设计及面向负载工艺过程的稳压供液技术研究提供参考。
综述与分析
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  热作模具修复层表面滚压加工研究进展

  雷成迁, 林有希, 蔡建国

  机床与液压. 2021, 49(2): 136-140,151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.029

  摘要 ( 143 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  热作模具因工作环境恶劣，在服役过程中易出现失效，造成资源浪费和成本升高。热作模具修复工艺可以延长其使用寿命、提高生产效率，修复层需经加工才能在表面质量和尺寸精度上满足使用要求。滚压加工是一种经济高效的光整强化工艺，通过滚压工艺可以提高热作模具修复层力学性能和使用性能，对热作模具修复层滚压加工的研究逐渐成为当前的研究热点。介绍了热作模具常见的失效形式和性能要求，从修复预处理、修复方法、修复后处理三方面概述了热作模具修复工艺研究现状，综述了修复层滚压加工研究现状，分析了传统滚压存在的问题，对滚压工艺的发展和热作模具超声滚压研究进展进行了介绍。在此基础上，对热作模具修复层的超声滚压加工研究进行了展望。
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  基于超磁致伸缩材料的振动能量复合采能装置现状分析

  代博文, 何忠波, 杨朝舒, 薛光明, 周景涛, 刘国平

  机床与液压. 2021, 49(2): 141-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.030

  摘要 ( 96 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  振动能量采能装置为大规模的MEMS设备网络摆脱传统物理连接和电源维护的限制提供了可能，但传统振动能量采能装置大多采用单一换能器的单一采能模块，存在采能效率提升难度大、环境适应性差等缺陷，因此需要推动传统采能模式向多种换能器协同采能的复合模式转变。从超磁致伸缩材料的优异特性出发，整理归纳了目前基于超磁致伸缩材料的振动能量复合采能装置的研究现状，并根据复合采能模式的不同，将基于超磁致伸缩材料的复合采能装置进一步分为磁致伸缩/压电型和磁致伸缩/电磁型。梳理了不同类型振动能量复合采能装置的发展脉络，展望了基于超磁致伸缩材料的振动能量复合采能装置的发展方向及应用前景。分析结果研究人员对超磁致伸缩材料振动能量复合采能装置发展脉络的系统性理解提供了参考，也为复合采能装置结构及理论创新提供了参考。
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  圆锥滚子轴承减摩技术国内外研究现状

  马小潭, 贾松阳

  机床与液压. 2021, 49(2): 152-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.031

  摘要 ( 187 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  针对轴承开发中的减摩技术，介绍并总结了国外五大轴承公司的低摩擦系列圆锥滚子轴承的技术特点，阐述了国内相关技术的研究现状并与国外技术做了对比。结果表明：国内对轴承减摩技术的研究不足，并且需加强减摩圆锥滚子轴承的产品开发。对减摩技术的讨论可为国内轴承开发提供参考。
故障诊断与可靠性
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  YJ900运架一体机行走液压系统泄漏故障仿真与诊断

  王帅星, 嵇玉辰, 王晓笋, 巫世晶

  机床与液压. 2021, 49(2): 158-162,169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.032

  摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 23 )   可视化   收藏

  针对YJ900运架一体机行走液压系统容易发生的内泄漏故障问题，运用AMESim软件建立其液压仿真模型。模型中引入泵泄漏、马达泄漏以及泵和马达同时存在泄漏3种典型故障模式，并采集液压马达进出口数据作为样本。将数据样本分为训练样本和测试样本，将训练样本输入MATLAB搭建BP神经网络故障诊断模型，并用测试样本完成故障模型的测试。主要研究神经元个数以及训练样本数对故障诊断成功率的影响。利用粒子群优化算法（PSO）对BP神经网络进行初始权重和偏置的优化，从而显著提高了少训练样本下的故障诊断成功率。
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  AdaBoost算法组合的GABP诊断模型在轴承故障中的运用

  胡超, 沈宝国, 杨妍, 谢中敏

  机床与液压. 2021, 49(2): 163-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.033

  摘要 ( 137 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  考虑到轴承故障难以诊断的问题，提出AdaBoost算法组合遗传算法优化的BP神经网络（GABP-AdaBoost）的诊断模型。利用遗传算法寻优能力对BP网络的权值与阈值进行优化，并用AdaBoost算法进行组合；采用UCI标准数据集对GABP-AdaBoost算法中的关键参数进行分析，并设置最优参数；用最小二乘法和指数平滑法消除轴承振动信号中的漂移和微弱噪声，并用因子分析法选择最优时域参数；使用GABP-AdaBoost算法对轴承故障样本进行诊断，并将GABP、BP、BP-AdaBoost作为对比算法。重复试验30次的结果表明：GABP-AdaBoost算法诊断效果达到90%以上但诊断时间较长；BP-AdaBoost算法诊断效果优于GABP且耗时较少；GABP-AdaBoost算法与BP-AdaBoost算法对重复诊断的波动敏感程度较低。
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  航空液压泵典型故障模拟及在线监测

  孟苓辉, 董成举, 周健, 卢学渊, 王远航, 邓明, 黄创绵, 袁波

  机床与液压. 2021, 49(2): 170-174,180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.034

  摘要 ( 204 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  针对某型航空液压油泵的工况复杂、故障模式多样、样本数据匮乏及诊断难等问题，分析了液压泵的故障模式和特征频率，根据4种典型故障模式和8种工况设计了故障模拟试验方案，并搭建了液压泵故障模拟软硬件试验平台。以磨损故障为例，对振动故障数据实现了采集和故障特征分析，验证了平台的有效性和诊断的可行性。
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  大数据框架下基于改进自适应滤波算法的机械故障信号处理

  杨华芬, 陈斌

  机床与液压. 2021, 49(2): 175-180. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.02.035

  摘要 ( 94 ) PDF全文 ( 164 )   可视化   收藏

  针对经典自适应滤波算法处理机械故障信号时收敛过慢的问题，在大数据框架下提出一种改进的自适应滤波算法。以Hadoop平台为基础架构，构建一种三层次结构的机械故障大数据处理框架，用于采集和预处理原始故障大数据集；在信号滤波方面引入步长变化因子函数和均方误差函数，提高算法的收敛性能；基于离散粒子群算法对故障信号滤波处理过程进行优化，提高迭代速度和全局寻优的能力。实验结果表明：改进后的滤波算法降噪效果明显，尤其在低信噪比条件下其收敛性能相对于经典滤波算法更具优势。