机床与液压

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吴上生, 范振辉, 杨琪

机床与液压. 2021, 49(9): 1-5,10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.001

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针对工业上单目视觉系统难以适应工件Z轴位置变化的问题，开发基于单目视觉的Z轴位置自适应识别定位方法与系统。采用激光三角测距原理检测工件坐标系平面与相机坐标系平面的距离，配合下位机微机控制系统实现工件平台Z轴位置自适应，进一步融合HSV颜色空间模型，通过改进模板匹配算法完成工件识别定位。联合Halcon与Visual Studio进行单目视觉Z轴位置自适应识别定位系统软件开发以及实验验证。结果表明：该系统在工作范围内平均定位误差小于1 mm，具有较好的Z轴位置自适应调节能力和较高的定位精度。

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基于多传感器融合的移动机器人定位研究

尹皓, 李海滨, 王利利

机床与液压. 2021, 49(9): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.002

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针对室内未知环境下单一传感器定位累积误差大、受环境局限等缺点，设计一种多传感器非线性融合定位系统，以提高移动机器人自主导航的定位精度。该系统通过高斯牛顿方程对由激光雷达、惯性测量单元、轮式里程计测量得到的位姿信息进行融合优化，补偿由于在室内环境信息下单一传感器定位精度低所带来的定位误差。实验结果表明：应用多传感器融合定位系统的移动机器人在长6 m、宽3 m的室内面对曲折复杂的路径和各种噪声干扰时运行总路程12.8 m后，可以将定位误差稳定在0.106 3 m内，并将平均相对误差稳定在0.716%左右。与现有方法对比，使用该方法提高了室内移动机器人定位的精度和鲁棒性。

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一种机械臂时间-冲击轨迹的快速求解优化方法

查文斌, 朱永飞, 徐向荣, 陈肇星

机床与液压. 2021, 49(9): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.003

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针对NSGA-II算法优化机械臂轨迹耗费计算时间的问题，提出一种时间-冲击轨迹规划优化方法。采用均匀五次B样条函数在关节空间内构造插值曲线，在运动学约束的条件下，利用牛顿法对目标函数进行迭代求解。仿真结果表明：结合牛顿法与埃特金加速法对五次B样条函数插值轨迹规划的时间和冲击进行优化求解，寻优时间短，保证在运动学约束下产生较小的冲击以及缩短机械臂的运动时间，使得机械臂的运动控制性能得到提高。

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多功能气动柔性三指机械手设计与实验

李康, 刘文东, 王璐, 田德宝, 刘晓敏

机床与液压. 2021, 49(9): 16-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.004

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基于自主研制的气动柔性关节设计一种多功能三指机械手，通过放置于手指连接件的回转气缸可以调节柔性手指的位置，以适应不同形状和尺寸物体的抓取。利用ADAMS进行机械手的运动和抓取仿真，并进行柔性手指静力学实验、机械手位姿和抓取实验。仿真和实验结果表明：该机械手具有抓、握和勾3种抓握模式，可以灵活地抓取不同尺寸的球形、方形、三角形和圆柱形等物体。气动柔性手指最大弯曲角度为275°，最大夹持力为5.5 N；该机械手抓取物体最大直径为250 mm，质量为1 kg。

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移动机器人建模和未建模扰动环境下的轨迹跟踪控制研究

王俊伟, 于新海, 温荣, 闫保刚, 肖晓

机床与液压. 2021, 49(9): 21-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.005

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为解决非完整约束轮式移动机器人（WMR）的质心与几何中心不重合问题，进行移动机器人运动学和动力学建模。详细分析WMR模型的建立过程，并对模型进行仿真，验证所建模型的正确性。针对该模型，设计2种满足李雅普诺夫稳定性条件的控制器，即PID运动学控制器和非线性反馈动力学控制器，并进行了对比实验。实验结果表明：非线性反馈动力学控制器对轨迹跟踪的控制效果比PID运动学控制器好，误差较小。

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气动柔性按摩机械手爪的设计与实现

张禹, 陆登宇, 赵文川, 王宁

机床与液压. 2021, 49(9): 28-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.006

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针对传统按摩机器人的末端执装置功能单一、柔性不足、形体较大的问题，从中医按摩手法参数出发，利用气动肌肉柔性驱动器，设计一款能够实现按、振手法功能的柔性按摩手爪。掌部是由硅胶材料制成的气囊“触手”，根据真空阻塞原理实现气囊的变刚度，并在柔软特性的基础上提高了手掌承载力。基于Yeoh超弹本构模型，对不同壁厚气囊变形进行仿真分析并确定参数值。通过压缩刚度和手法力度测量实验，对手掌气囊的变刚度性能进行测试，得到手法力度与气压的关系，并确定合理的气压范围，为实际使用提供参考。

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基于神经网络的含间隙串联机器人误差控制仿真研究

陈婵媛, 杨丽新, 张德福, 肖桂英

机床与液压. 2021, 49(9): 34-40,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.007

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串联机器人大规模应用于工业生产中，提高机器人精度成为一个重要课题。在串联机器人中，各构件通过刚性铰链串联，铰链间隙对机器人运动精度的影响不可忽略。由于间隙对机器人运动的影响具有较强非线性，较难利用解析方法获得其逆运动学模型。利用遗传算法改进的神经网络建立含间隙串联机器人的逆运动学模型，并利用其构成内模控制，实现对含间隙串联机器人的控制。仿真结果证明，该控制方法具有一定的控制效果。

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高压输电线路巡检机器人机械结构研究现状及发展趋势

卢坤媛, 王吉岱

机床与液压. 2021, 49(9): 41-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.008

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随着国家电网的发展，高压输电线路的人工巡检任务日趋繁重，因此利用智能机器人技术代替传统的巡检方法已经是国内外研究的热点。结合目前国内外巡检机器人的研究现状，对其机械结构研究现状进行了分析，并归纳了其类型以及行走机构、越障机构的结构特征，提出了电力巡检机器人的发展趋势。

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机器人自动压铆控制系统设计

曲楠, 丁宏伟, 杜兆才, 张睿

机床与液压. 2021, 49(9): 46-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.009

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为解决传统人工铆接效率低、一致性差等问题，开发一套机器人自动压铆集成控制系统。通过PLC控制机器人和压铆机，实现复杂工件的自动分区域压铆过程，并可以实时监控设备的参数和状态。压铆试验结果表明：工件的自动压铆时间约为170 min，效率提升60%，铆接产品一致性良好。设计方式可移植到工业机器人其他应用领域，具有较强的借鉴意义。

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工业机器人语言解释器设计

彭玲, 黄昕, 祝润泽

机床与液压. 2021, 49(9): 51-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.010

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针对机器人语言解释器结构复杂、工作效率低下的问题，提出一种解释器模块化的方法，解释器分为错误检查、预编译、编译3个模块。解释器主要就是对示教文件进行解析，生成中间代码。在控制器系统中，运动规划器获取中间代码进行运动规划，进而控制机器人正确运动。解释器通过C++编程实现。最后，以六自由度工业机器人为研究对象，对解释器的相关功能进行验证，所生成的轨迹能够满足工业生产的需求。

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Q-learning算法下的机械臂轨迹规划与避障行为研究

郭新兰

机床与液压. 2021, 49(9): 57-61,66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.011

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机械臂运动和避障中存在轨迹偏差，要通过适当控制算法加以纠正确保实际轨迹趋近于理想轨迹。提出基于改进Q-learning算法的轨迹规划与避障方案，分别构建状态向量集合和每种状态下的动作集合，利用BP神经网络算法提高模型的连续逼近能力，并在迭代中不断更新Q函数值；路径规划中按照关节旋转角度及连杆空间移动距离最小原则，实现在合理避障同时轨迹偏差度最低。仿真结果表明：提出的控制算法收敛性速度快，路径规划效果优于传统规划方案，偏移成本最低。

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协作机器人在智能制造中的应用

霍淑珍, 何志超

机床与液压. 2021, 49(9): 62-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.012

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协作机器人作为一种新兴的机器人解决了人和机器人不能在同一空间同时作业的问题，在智能制造领域得到了迅猛发展。原有的只有人能够完成的复杂操作，现在能够由人和机器人协作中完成，大大减少了人工成本及劳动强度。以组建汽车电子产品智能柔性化生产线为例，对协作机器人的选择模拟、控制通信、生产线布局、机械设计、成本回收等进行了多方面探讨，为选择以协作机器人进行智能化制造提供了一些建议。

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机器人仿真系统碰撞检测技术研究

廖伟东, 李俊渊, 黄昕

机床与液压. 2021, 49(9): 67-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.013

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为了保证人机安全，需要对机器人作业轨迹进行避碰检查。针对机器人仿真系统中的碰撞检测问题，研究一种基于八叉树结构的层级式三角形面片碰撞检测模型，以包围盒干涉检查作为粗检测，三角形面片相交检测作为精检测。为提高三角形相交检测效率，提出一种基于截距式方程的三角形干涉算法。将三维空间中的三角形映射到二维平面，避免了传统三角形相交检测中标量判别法与矢量判别法的复杂计算。最后在机器人仿真系统中验证了该碰撞检测算法的有效性。

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基于直流电源的短电弧铣削加工性能研究

王翔, 周建平, 许燕, 胡国玉

机床与液压. 2021, 49(9): 71-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.014

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为了探究直流短电弧铣削加工性能，分别以管状镀铜石墨为工具电极，45钢作为工件材料，分析电压、电极转速、加工深度对电极损耗率、材料去除率（MRR）和表面质量的影响规律。试验结果表明：增大电压可以有效提高MRR，但会降低工件表面质量；提高电极转速不仅能够改善工件表面质量，同时还能获得较高MRR；加大铣削深度能够大大提高MRR，但切深过大会使铣削变得困难，当铣削速度不能满足进给率时，会出现撞刀现象，工具电极断裂从而产生台阶面，严重影响工件表面成型质量。

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结构参数对发动机空气滤清器性能的影响研究

许致华, 彭松伟, 洪振宇, 张桂昌

机床与液压. 2021, 49(9): 77-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.015

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为探究空气滤清器结构参数对发动机空气滤清器性能的影响，应用ANSYS软件，采用格子波尔兹曼方法和κ-ε湍流模型方法对滤清器内部流场进行数值模拟及仿真研究，滤芯部分采用多孔介质模型取代，以滤芯褶数、滤芯内外直径作为结构参数变量，着重研究结构参数变化对空气滤清器的流动均匀性、流通阻力和使用寿命的影响。研究结果表明：针对某型号发动机空气滤清器存在最优滤芯褶数、最佳滤芯内外直径；结构优化后的空气滤清器整体性能优于原始空气滤清器，改进后的空气滤清器流通阻力小、涡流数减少、速度冲击力小、空气流动均匀度增加。

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联合收割机收割分离液压系统的性能监控研究

杨俊茹, 荆本雨, 李瑞川, 李宁, 李贺, 张建, 刘延俊, 高阳

机床与液压. 2021, 49(9): 83-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.016

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鉴于联合收割机作业工作部件较多以及故障率高等特点，对联合收割机割台、螺旋输送器、脱粒滚筒等收割分离液压部件进行工作性能监控研究。基于联合收割机的工作过程，概述了联合收割机收割分离液压系统的工作原理。设计了收割分离液压系统的监控方案、控制面板和控制器架构，研究了收割分离液压系统的控制方案；基于LabVIEW软件设计了监控界面，并通过田间试验验证了该性能监控系统的可行性。结果表明：所设计的性能监控系统能在联合收割机田间作业过程中正常运行，可靠性高，满足田间使用需求。

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基于MSER和NCC的轨枕数字编码识别方法

苏本娅, 李彩林, 王佳文, 崔志婷, 孙延坤, 朱夫宏

机床与液压. 2021, 49(9): 89-93,108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.017

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为了方便轨枕的管理和维修，根据轨枕数字编码的成像特点，提出一种基于MSER和NCC的轨枕数字编码识别方法。首先采用高斯滤波对图像进行预处理；然后使用最大极值稳定区域（MSER）算法根据数字编码与背景的灰度对比生成极值区域，实现数字编码区域的初步定位；并且利用数字编码的几何先验知识去除不符合条件的字符连通域，从而准确定位出数字编码的区域，为后续数字编码识别减少大量的搜索空间；最后通过归一化互相关（NCC）算法计算模板图像与定位区域上数字编码的相似度量值以实现数字编码的识别。实验结果表明：此方法可以准确地定位出轨枕上的数字编码并高效地对其进行识别，识别率为95.5%，识别时间为0.24 s。

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卷扬机卷筒阶梯挡环加工用机床的数控化再制造

徐晓波, 王彦圣, 陈子涵, 王玉琳

机床与液压. 2021, 49(9): 94-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.018

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LEBUS双折线卷绕系统被广泛应用于钢丝绳多层卷绕的卷扬机卷筒装置中，其中卷筒两端的阶梯挡环是传统排绳机构的关键部件，这种阶梯挡环可以实现钢丝绳自动换向卷绕，避免钢丝绳从下层向上层过渡时受到剧烈挤压和磨损而造成寿命缩短、排绳错乱等问题。针对阶梯挡环加工难的问题，对一台老旧的C6031A型卧式车床进行数控化再制造，包括主运动再制造、导轨再制造、进给运动再制造以及专用数控系统的设计等。结果表明：再制造后的C6031A型数控车床完全可以满足卷扬机卷筒各种阶梯挡环的车削加工，经济效益和社会效益显著。

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风电叶片全尺寸结构试验三维挠度测量研究

肖亮, 张磊安, 陈蓉, 黄雪梅, 范治达

机床与液压. 2021, 49(9): 99-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.019

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对风电叶片进行全尺寸结构试验时需要测量其挠度变形，目前使用拉绳传感器测量，但拉绳传感器只能实现单一方向测量，测量误差大且维数单一。为了解决上述问题，推导一种用于叶片三维挠度精准测量的数学模型，进一步结合超宽带无线测距技术搭建了无线测量系统，使用该系统进行叶片静力加载挠度测量试验，并与激光跟踪仪测量结果进行对比。结果表明：该技术可以获得较为准确的挠度值，测量的X、Y、Z三个方向的叶片变形量的均方根误差分别为12.77、15.91、19.87 mm，符合测试要求。

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玻璃柔性生产线自动磨边钻孔加工单元设计

高万里, 陈涛

机床与液压. 2021, 49(9): 104-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.020

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介绍一种玻璃柔性生产线自动磨边钻孔加工单元的结构，阐述了加工单元的工作原理。合理选择气动硬件并进行气动控制回路设计。以PLC为核心，进行系统的硬件开发和控制流程设计，提出一种有效的钻孔位置度控制方式，实现了加工单元自动上下料、自动磨边钻孔加工和加工精度控制等功能。

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基于遗传算法的磁流变半主动悬架最优控制

武柏安, 龙海洋, 李耀刚, 纪宏超, 回学文, 郑直

机床与液压. 2021, 49(9): 109-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.021

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针对车辆悬架使用最优控制时，评价指标难以客观选取加权系数的问题，提出一种基于遗传算法的半主动悬架最优控制方法。在MATLAB/Simulink环境下，首先建立1/4半主动悬架模型、被动悬架模型及随机路面模型。其次，进行磁流变阻尼器的标定试验，得到不同工况下的阻尼器位移、速度曲线。利用参数拟合工具箱和BP神经网络建立修正的Dahl参数化正向、逆向模型，并进行拟合验证。再次，在最优控制理论的基础上，应用遗传算法对半主动悬架评价指标的加权系数进行选取，建立遗传最优控制器。最后，进行仿真验证与分析。结果表明：应用遗传算法来确定最优控制器的加权系数，提高了车辆的平顺性。

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基于机器视觉的硬质合金微型喷嘴缺陷检测

罗兵, 任小洪, 李兆飞

机床与液压. 2021, 49(9): 115-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.022

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针对现有人工目检方法对精加工硬质合金微型喷嘴产品表面检测存在速度慢、缺陷漏检率和误检率高等问题，提出一种基于机器视觉的喷嘴图像缺陷检测方法。分析了喷嘴缺陷图像类型和喷嘴结构，重点研究了喷嘴缺损圆边缘拟合、疤料边缘增强、极坐标变换和缺陷灰度值差异统计等。该方法避免了喷嘴的复杂结构对缺陷定位和检测造成的大量计算。通过对合格和不合格喷嘴进行检测，验证了该方法缺陷检测准确率达到98.6%，每件产品检测时间为0.834 s，而目视检测准确率为91.2%，每件产品检测时间为5.213 s。因此该算法有效提高了检测精度和速度，满足工业生产线对喷嘴检测准确性和实时性的要求。

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机械加工全自动冷却供给系统仿真实验的设计与实现

万文, 赵洪通, 张胜平, 郑朝文

机床与液压. 2021, 49(9): 121-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.023

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零件在切削加工过程中，通常需要使用冷却液来降低切削温度，以保证加工零件质量，延长刀具寿命。设计一种全自动冷却供给系统，由控制冷却液流速随切削温度变化的控制模块、冷却液箱中液位控制模块以及冷却液循环利用回收模块三部分组成。通过温度传感器及液位传感器将采集到的数据送入单片机，从而控制冷却液的流速和完成冷却液的自动补给。该系统可实现冷却液供给过程的自动化，达到节能环保、降低生产成本的目的，具有很好的应用价值。

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基于碳化硅纤维丝束不规则运动的多孔薄板类零件表面抛光理论与实验研究

童桂英, 王立帮, 陈素, 朱晓东

机床与液压. 2021, 49(9): 125-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.024

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汽车空调压缩机用多孔类阀板表面多采用硬研磨工艺进行光整加工，存在表面粗糙度大、孔边有毛刺、阀片与阀板配合表面密封不严等问题。为解决以上问题，提出利用碳化硅纤维丝束抛光替代传统的研磨。完成应用碳化硅纤维丝束进行抛光的运动轨迹的理论分析，采用MATLAB软件对运动参数进行优化仿真，对比分析了毛刷头和工件不同速度对运动轨迹的影响规律。设计制作了双面智能抛光机，并通过实验对运动参数和抛光效果进行验证。结果表明：此种方法将阀板表面的抛光轨迹变成小的均匀曲线交叉网格，消除孔边毛刺并对孔边进行了倒小圆角，提高了阀板表面质量。

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基于动态分级系数的PID高压共轨柴油发动机轨压控制技术的研究

于正同, 陈春梅, 时培燕, 彭倩迪

机床与液压. 2021, 49(9): 131-135,144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.025

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针对高压共轨柴油发动机在全工况范围轨压控制的动态响应和跟随性的需求，通过分析轨压工作原理，提出轨压系统控制策略，设计一种动态分级系数的PID轨压控制算法。该控制算法经过多项改进，包括轨压采集、前馈控制、PID控制和IMV阀驱动等。采用基于模型的设计方法，通过Simulink软件工具对轨压控制算法进行建模。利用代码自动生成技术，将生成的轨压控制算法代码集成到发动机控制器中，开展了发动机台架试验。试验结果表明：该轨压控制算法具有良好的跟随性和响应速度，且轨压控制较为平稳；在稳态工况下，命令轨压与反馈轨压差值在2.0 MPa以内；在动态工况下，命令轨压与反馈轨压差值在3.0 MPa以内。

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基于李雅普诺夫理论的电液伺服系统非线性位置控制研究

王莉, 李庭贵, 王旭

机床与液压. 2021, 49(9): 136-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.026

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电液伺服系统存在高度非线性及参数时变等问题，同时由于其多学科性质导致精确模型的建立比较困难。针对电液伺服系统非线性位置控制问题，采用基于非线性系统的李雅普诺夫理论的控制器实现电液伺服系统的有效控制，并对控制效果进行仿真验证。构造了伺服阀以及液压执行器的动力学方程，建立电液伺服系统简化数学模型。基于非线性系统的李雅普诺夫理论，利用积分反演法设计了电液伺服系统控制器。采用MATLAB软件对电液伺服系统进行仿真，并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示：采用所设计的控制器，电液伺服系统对阶跃和正弦信号的跟踪性能较优，所需控制电压减少50%左右，跟踪误差也大大减少。

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一种起重机用双级伸缩臂油缸的设计

李西德, 邱智, 杨邦祝, 高朝祥

机床与液压. 2021, 49(9): 141-144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.027

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针对中小吨位汽车起重机吊臂截面尺寸小，不利于吊臂筒体内装配双级伸缩油缸及滑轮组件伸缩机构的问题，设计一种直径小、易生产、易装配、成本低的双级伸缩臂油缸。通过试制和试验，验证了该油缸满足使用要求。所设计的产品为相关吊装产品的伸缩机构设计提供参考，且该产品已申请国家发明专利。

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单柱式油压机行程及压力检测系统改造设计

杨秀颖

机床与液压. 2021, 49(9): 145-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.028

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为了实现在油压机冲压过程中进行区间检测，并通过系统工作状态判断工件过盈量的大小，保证工件压装质量，设计改造了以位移传感器、位移变送器、模拟量输入模块及触摸屏显示为主要模块的压力检测系统。结果表明：系统能实时监控运行状态，并集监、管、控于一体。

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响应面法优化空气喷嘴雾化流场的数值研究

乔文通, 邵先月, 钱丽娟, 林剑, 刘永清

机床与液压. 2021, 49(9): 149-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.029

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为提高空气喷嘴的喷涂性能，采用计算流体力学对空气喷嘴与喷涂面之间的雾化流场进行数值模拟，并结合响应面法对喷嘴的结构参数与工况参数进行总体优化。首先搭建热线风速仪测速实验台验证数值计算模型的准确性，然后设计三因素的中心复合试验，建立以塑形气孔斜面倾角α、环形气孔压力p₁、塑形气孔压力p₂为设计变量，以喷涂面中心压力p_c为目标变量的响应面回归模型与数学优化模型，进而对喷嘴的结构参数与工况参数进行优化，求得喷嘴特征参数的最优组合。结果表明：利用响应面法对喷嘴特征参数进行优化设计可有效改善喷嘴的雾化流场，优化后的喷涂面中心压力降低了57.6%，有利于均匀喷涂；通过分析响应面图，可总结出各特征参数对喷涂性能的交互影响规律。

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快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析

周新建, 邓雪江

机床与液压. 2021, 49(9): 158-162. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.030

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针对某城市快速地铁车辆转向架螺旋弹簧频繁出现断裂的问题，以该线路地铁车辆转向架弹簧为研究对象，建立三维模型。根据弹簧在实际工程中发生疲劳断裂的部位，分析弹簧模型在静强度下的受力，以验证弹簧模型的准确性。以实测位移载荷数据为基础建立载荷谱，根据载荷谱及材料的S-N曲线计算出不同工况下的一系钢圆弹簧最小疲劳寿命。通过改变弹簧参数求出不同参数下的最小疲劳寿命，以探究弹簧参数与最小疲劳寿命之间的关系，从而找出提高弹簧疲劳寿命的方法。

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流热固耦合下的双螺杆压缩机转子结构特性研究

王军利, 李托雷, 雷帅, 任志贵, 薛旭东, 魏万行

机床与液压. 2021, 49(9): 163-170. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.031

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针对双螺杆压缩机工作过程中转子的结构特性问题，综合考虑压缩机产生的压力场和温度场，对螺杆转子进行流热固耦合研究。通过有限体积法求解压缩机工作过程中产生的压力场和温度场，采用数值插值技术将其加载到转子的结构网格上，建立转子的真实受力模型。进一步求解转子的静平衡方程得到转子的位移场和应力分布，并利用L形大直径掩埋管道对所提出的方法进行验证。研究结果表明：温度场是螺杆转子产生较大变形和应力的主要原因，选择合适的转速可以降低转子的变形和应力。研究结果对压缩机的结构设计和优化有一定的理论意义。

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直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动特性研究

宣元, 何琳, 陈宗斌

机床与液压. 2021, 49(9): 171-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.032

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基于面积扫过法计算直线共轭内啮合齿轮泵理论瞬时流量，得到啮合点位置与泵瞬时流量的对应关系，进而求得泵几何流量脉动。产生困油容腔是泵实际运行过程中普遍存在的现象，也是影响泵出口流量平稳性的关键因素。对直线共轭内啮合齿轮泵运行过程进行分析，依据控制容积法将内部流道划分为吸油容腔、排油容腔、齿轮齿间容腔、齿圈齿间容腔和困油容腔。建立直线共轭内啮合齿轮泵AMESim仿真模型，并对泵内部流体运动状态进行分析及仿真验证。结果表明：加入困油容腔的子模型后，该模型能够反映泵实际运行中因困油容腔的产生导致的瞬时流量突变；仿真模型的流量脉动率为2.29%，高于几何流量脉动率（1.71%）。研究结果揭示了泵流量脉动的产生原因及变化规律，为直线共轭内啮合齿轮泵流动特性研究及优化设计工作提供了参考。

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磨削加工硬脆材料的延性域研究进展

李征, 刘飞, 文振华

机床与液压. 2021, 49(9): 177-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.033

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为实现硬脆材料在磨削过程中处于延性域加工，以提高材料的表面质量、增加材料的使用寿命，使材料具有优良的抗疲劳、耐磨损性能，从试验研究、理论建模、仿真分析3个方面介绍了国内外学者对硬脆材料磨削加工过程中的脆塑转变现象的研究。分析了超声辅助振动磨削加工中脆塑转变的国内外研究现状，提出将高速、超高速与超声辅助振动磨削相结合的加工方式。研究结果表明：磨削速度对硬脆材料的最大未变形切屑厚度影响较大；引入超声辅助振动容易实现硬脆材料延性域磨削；施加不同方向的超声辅助振动对材料脆塑转变的临界切削深度影响不同。提出未来应从磨削热、预热处理、仿真分析模型、磨削加工模型4个方面对硬脆材料延性域磨削进行更深层次的研究。研究成果为实现硬脆材料延性域磨削和实际生产提供了参考。

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水击泄压阀在成品油输送管路中的应用

董朋, 杨昌群, 杨光, 赵升吨, 王永飞, 周昊, 陈雨洋, 董国栋

机床与液压. 2021, 49(9): 182-186,195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.034

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在长距离成品油输送管路中，阀门突然关闭或者系统断电可能会引起油液流速骤然降低，油液的惯性作用及油液的可压缩特性会引起管路中压力急剧升高。该突然变化的压力会导致输油管路的振动、噪声甚至损坏。为了防止该现象的发生，一般在管路系统中安装水击泄压阀。该水击泄压阀能够及时地对管路系统中的高压油液进行卸荷，从而降低系统中油液压力，保证管道系统的正常运行。主要针对国内主流水击泄压阀的主阀及先导阀的工作原理及结构特点进行了分析，阐明了其结构特点及应用场合。

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高压柱塞泵气蚀现象及其控制

齐国宁, 田婷, 何增强, 王小亮, 岳崧, 段士伟, 王峥嵘

机床与液压. 2021, 49(9): 187-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.035

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为减小配流冲击、降低噪声，高压柱塞泵的柱塞腔在吸排油转换的过程中必须通过机械闭死压缩、膨胀和减振槽引油共同作用来实现预升压和预卸压。这一过程中，减振槽的两端均作用较大的变化的压差，槽中的油液产生较大速度的压差流，导致低压区的出现，形成气穴，气泡再破裂时产生气蚀，破坏配流盘和缸体表面。通过优化减振槽的参数和结构，减小气穴的体积含量和改变气穴出现的位置，让气泡远离配流盘和缸体的表面破裂，是控制高压柱塞泵气蚀破坏的有效方法。

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无人机电传刹车系统失控故障诊断研究

张晓娟, 王山, 任杰, 史金辉, 涂凌

机床与液压. 2021, 49(9): 192-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2021.09.036

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电传刹车系统在中小型无人机上应用广泛。对无人机电传刹车系统组成和原理进行简述，介绍了电静液系统在机上使用过程中出现无指令压力失控的故障现象。对故障进行深入研究，提出一套故障分析方法。通过目视检查、印制板X光检查、工业CT检查、仿真计算分析、试验验证等手段对故障进行定位，并进行了机制分析。开展了故障模拟试验、故障现象复现，验证了故障原因。针对故障原因提出了解决措施，防止故障发生。

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2021年, 第49卷, 第9期　
刊出日期：2021-05-15

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