机床与液压

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赵瑞豪, 廉自生, 廖瑶瑶, 张恒, 李润泽

机床与液压. 2022, 50(1): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.001

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水压电液比例方向阀是智能化液压支架的核心控制元件，非线性的阀口液动力是影响比例阀性能的关键因素。非全周开口的“锥滑阀”是水压比例阀常采用的结构形式，“锥滑阀”有先节流后密封与先密封后节流两种结构形式。分别建立了两种结构的三维流道模型并进行了网格划分，通过网格无关性验证选取了合适的网格密度。利用CFD仿真方法得到不同阀口开度、不同阀口压差下阀芯所受液动力变化曲线，结果表明:两种“锥滑阀”结构阀口液动力变化趋势相同，先密封后节流结构的阀口液动力要明显小于同等工况下先节流后密封结构的液动力。最后搭建了液动力验证试验系统，通过测量阀口流量和阀口压差间接验证了CFD仿真分析的正确性。

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轴向柱塞泵中滑靴副的摩擦磨损性能研究

寇保福, 李振顺, 张涨, 霍鹏亮

机床与液压. 2022, 50(1): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.002

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采用摩擦磨损试验机和白光干涉仪，考察不同载荷和转速下工具钢球与304钢组成的滑靴副的摩擦因数、磨损体积和磨痕形貌，从而找到最优工况以提高滑靴副的寿命以及工作效率。通过极差和方差分析发现:载荷、转速和半径对摩擦因数的影响都比较显著，并且载荷为100 N、转速为50 r/min和半径为20 mm时的摩擦因数达到最小值。基于正交试验的最优结果，开展控制变量试验。结果表明:随载荷的增大，磨损体积先增大后减小，在50 N时磨损体积最小，为91.468×10⁶μm³;磨损体积随转速的增大而逐渐增大，且在50 r/min时磨损体积最小，为926.613×10⁶μm³;随着载荷和转速的变化，磨痕的深度和宽度也会变化，其中载荷对磨痕宽度的影响显著，从50 N到150 N时，磨痕的宽度增大2.2倍、深度增大1.9倍;转速对磨痕深度的影响显著，从50 r/min到150 r/min时，磨痕的宽度增大34%、深度增大1.66倍。

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基于动态神经网络的机电作动系统传感器信号恢复研究

孙晓哲, 白玉轩, 杨建忠

机床与液压. 2022, 50(1): 13-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.003

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机电作动器逐步应用于新型多电飞机中，其中的传感器故障对于机电作动系统的正常工作具有较大影响。针对余度传感器故障无法判定正确的传感器信号以及丧失全部传感器数据情况下信号重构的问题，采用处理时序信号有优势的神经网络辨识学习方法对故障传感器的信号进行恢复，由此解决输入信号故障情况下的信号重构问题。对比了两种动态神经网络的差异，即非线性动态神经网络与NARX网络。试验结果表明:NARX网络可有效准确完成信号丧失下的信号恢复，对比网络线性回归、误差自相关与互相关系数可得NARX恢复结果优于非线性动态神经网络。

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基于平滑指数法的废旧零部件再制造成本预测

何钱, 张旭刚, 张华, 江志刚

机床与液压. 2022, 50(1): 19-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.004

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再制造成本是判断零部件是否具有再制造价值的主要依据之一。为了提高再制造成本预测精度，提出基于平滑指数法的废旧零部件再制造成本预测模型。该模型通过对废旧零部件的失效特征分析，结合专家评估对失效特征进行有效的区域量化和归一化处理，采用高维空间求欧氏距离的方法求相似度，根据废旧零部件失效特征数据与历史已完成再制造数据的相似度，选取相似度较高的已完成再制造成本数据，采用平滑指数法计算废旧零部件的再制造成本，实现了在少量历史样本数据的情况下，对废旧零部件再制造成本的预测。最后，通过实例验证了该模型的准确性和实用性。

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数控机床法向磨削力的控制试验研究

苏建新, 刘光宗, 杨俊涛, 孙亚琼, 李洪伟

机床与液压. 2022, 50(1): 25-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.005

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通过测量内表面磨床SUU600A加工和空载时电主轴功率，计算砂轮所受切向磨削力;根据经验算法计算法向磨削力，分析砂轮线速度、进给量、磨削深度对法向磨削力的影响，总结法向磨削力变化趋势;提出一种基于模糊PID的数控磨削加工磨削力实时控制方法。结果表明:使用模糊PID磨削力控制系统加工时，可实现对磨削力实时修调，使它始终保持恒定或在预定的范围内，从而提升磨削效率。通过试验，对磨削效率提升进行了验证。

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基于OWL的CMM探测系统智能配置方法研究

黄美发, 刘廷伟, 唐哲敏, 罗民宏

机床与液压. 2022, 50(1): 29-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.006

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为实现零件设计与误差测量的一体化，解决基于高级语言的零件工程语义规范化表示和三坐标测量机(CMM)探测系统智能配置的难题，将本体(OWL)技术应用到CMM探测系统智能配置中。利用MBD技术定义和表示零件，分析测量零件PMI信息之间的关联关系，并采用OWL术语构建其语义规范化表示的探测系统本体模型。设计一种从CAD系统提取信息后直接生成.owl文件的算法，将ontoSTEP本体与探测系统本体模型融合，得到包含PMI信息的探测系统本体;采用Jena建立探测系统的推理规则，使用知识库系统推理出合理的探测系统方案。对某公司的凹模冲压零件中的平行度公差进行推理验证，得到测头为TP200和SP25，与之对应的测座为A类和B类，验证了该推理方法的有效性。

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一种三自由度弱耦合并联机构运动学分析

谢俊, 左飞飞, 杨启志, 李玉萍

机床与液压. 2022, 50(1): 36-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.007

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提出一种PRR+2-PRRU型两平移一转动并联机构，并研究其运动学特性。根据方位特征集理论分析并联机构的POC集、自由度和耦合度等机构拓扑特性;该机构耦合度为1，其构型为弱耦合设计。运用解析法进行位置分析，并通过MATLAB验证位置求解的正确性。在位置分析的基础上，分析了机构工作空间，并求解机构运动Jacobian矩阵。基于Jacobian矩阵评价机构输入-输出控制方式的解耦特性;该机构平动输入Y与平动输出x间存在耦合，3种输入-输出控制方式解耦。通过运动Jacobian矩阵计算机构速度与加速度，并使用ADAMS分析机构动平台的输出运动规律。

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线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征演变研究

王星灿, 郭前建, 袁伟, 贺磊, 张磊安, 黄雪梅

机床与液压. 2022, 50(1): 44-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.008

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为揭示用于风电、水利轮船等大型齿轮在存在初始缺陷下的摩擦磨损特征，避免早期灾难性故障的发生，对线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征与演变过程进行实验研究。采用控制变量法，通过电火花线切割的方式沿齿宽方向加工出线形初始缺陷。为加速实验进程，实验齿轮的齿宽为标准齿轮的1/3。实验过程中采用功率闭流式加载方式施加高扭矩恒定载荷，使用颗粒计数器和分析式铁谱仪分析油样磨粒，并利用扫描电镜观测并分析齿面磨痕形貌。结果表明:线形初始缺陷会加速齿轮齿面磨损，导致齿轮提前进入疲劳磨损阶段，并引起齿面发生严重损伤，产生的磨粒尺寸较大;齿轮啮合产生的油泥污染物会加剧缺陷处的磨损，从而导致齿轮断裂失效。

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用于半导体芯片封装的真空吸嘴视觉识别技术

邱景, 胥云, 廖映华, 刘思懿, 容潇伟

机床与液压. 2022, 50(1): 49-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.009

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为了解决半导体芯片封装过程中因错用真空吸嘴而造成芯片损坏等问题，利用图像识别和视觉检测理论及方法，开发一套基于OpenCV和Qt平台的用于半导体芯片封装的真空吸嘴型号识别系统。系统首先提取真空吸嘴的形状、外轮廓尺寸、内轮廓尺寸、颜色等特征参数，其中:对于真空吸嘴的形状，利用了基于矩形度的形状识别算法;对于真空吸嘴的颜色，提出了基于感兴趣区域内灰度平均值的颜色识别算法;对于真空吸嘴的尺寸测量，使用了基于一维像素序列灰度跃变的边缘点检测的尺寸测量算法。然后将特征参数作为查找条件，在真空吸嘴数据库中进行比对，从而达到分类的效果。实验结果表明:该系统识别准确率达98.85%，识别一个真空吸嘴所用时间约为1 s，满足实际应用要求，为真空吸嘴的管理分类提供了参考。

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汽车转向节衬套的压装品质控制研究

陈锐鸿, 李愈娜

机床与液压. 2022, 50(1): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.010

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为了提高汽车转向节衬套压装效率，有必要对影响压装品质的因素进行分析，以获得可用于控制压装工件的曲线规律。通过数据曲线模型提出控制压装过程有3个工件检查阶段，用于检查工件压装的品质。借助PLC设计品质控制系统，控制压装产品的品质。系统通过采集压装过程的数据以及对数据关键值的提取，对压装工件进行品质判别，给出品质判别结果，并录入工控机系统，以供追溯。该系统在某汽车零部件生产厂中应用效果良好，压装的生产效率提升20%，良品率99%以上。

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激光功率与扫描速度对微织构形貌影响试验研究

郑凯瑞, 杨发展, 姜芙林, 张娜

机床与液压. 2022, 50(1): 61-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.011

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激光加工技术以其清洁高效、自动化程度高、加工过程方便易控制等突出的优势，目前已成为加工微织构的首选方式。在加工过程中，激光参数是影响微织构尺寸参数和形貌的重要因素。采用激光技术在硬质合金刀具表面加工微织构，分析并揭示了激光功率和扫描速度对微织构的尺寸和形貌的影响机制，进而确定了加工微织构的最优激光参数。

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基于AMESim的矿井罐笼常闭式液压防坠器系统特性研究

邵瑞影, 王洪军, 于晓, 葛伟伟

机床与液压. 2022, 50(1): 66-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.012

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为防止煤矿井下输送设备连接装置损坏或钢丝绳断裂使得罐笼掉落井下，设计一种采用液压制动装置的常闭式防坠器，并详细分析该液压控制系统工作性能。在AMESim中搭建常闭式防坠器液压系统模型，通过仿真得出在输入信号指令下常闭式液压防坠器的工作缸制动距离、速度曲线和流量特性，并进行防坠器的工厂试验。结果表明:该常闭式防坠器系统满足设计要求，能够安全可靠地工作。

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装配误差下变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动接触分析及试验

陈燕, 王新华, 王潇潇

机床与液压. 2022, 50(1): 70-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.013

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针对变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动，创建其有限元模型。分析不同载荷及装配误差对齿面接触状态及应力的影响规律，并进行了接触斑点和传动性能测试。结果表明:传动副接触斑点与接触状态一致，齿面应力沿接触线分布并随着载荷的增加而变大;中心距、齿轮轴向偏移、蜗杆轴向偏移、轴交角4项装配误差中，变齿厚渐开线轴向偏移误差的影响较小，中心距误差对传动副齿面接触状态和应力影响显著，环面蜗杆轴向偏移误差和轴交角误差对应力均有影响，应尽可能减少后3项的安装误差;传动副样机的传动效率在51%~67%之间，正转传动效率略优于反转。

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考虑模型不确定和关节电机动态的柔性机械手滑模控制

王春峰

机床与液压. 2022, 50(1): 75-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.014

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针对双臂柔性机械手末端控制，考虑关节电机动态特性和模型参数的不确定性，提出一种非线性滑模控制方法。建立柔性机械手与关节电机的联合模型，并利用输出重定义的方法实现系统模型的解耦，并解决其非最小相位问题。重定义子系统和柔性模态子系统两部分。针对重定义子系统，设计一种非线性滑模控制器，可同时实现重定义输出变量和关节电机动态的鲁棒控制。推导出分解后的柔性模态在平衡点邻域的状态空间中的表达式，并基于李雅普诺夫稳定性理论，建立输出重定义系数与系统稳定性的约束关系，推导出双机械手末端位移的误差范围。仿真结果表明:关节电机动态的影响不可忽略，所提方法可显著改善系统响应性能。

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喷油器深孔圆度加工工艺参数优化研究

徐晓栋

机床与液压. 2022, 50(1): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.015

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以某柴油机喷油器深孔加工为例，采用单因素试验法，研究切削速度、进给速度及切削液油压对深孔圆度的影响规律。基于Box-Behnken三因素三水平试验，建立圆度的二次回归模型，通过方差和响应面分析，得到最优的工艺参数组合并进行验证。结果表明:喷油器深孔加工最优工艺参数为切削速度为4 600 r/min、切削液油压为11.5 MPa、进给速度为75 mm/min。研究结果对于合理选择加工工艺参数、提高深孔圆度具有较强的指导意义。

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工业用电磁阀流量特性试验平台的设计及不确定度分析

郑智剑, 楼仲宇, 白丹

机床与液压. 2022, 50(1): 87-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.016

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设计一套工业用电磁阀流量特性试验平台，完成配套测试处理软件的开发。该试验台的流量测试范围为0.2~100 m³/h，被测电磁阀进出口压差测量范围为0~200 kPa，被测电磁阀适用口径范围为3.175~76.2 mm(1/8~3英寸)。试验台按被测电磁阀流量、口径规格的差异，共设置3个工位，可用于开展不同类型工业用电磁阀流量系数和流阻系数的测试。通过试验研究，确定流量特性测试中选用120 s的稳流时间较为合理。依据流量系数和流阻系数的计算公式和数据采集方法，计算得到流量系数和流阻系数的合成不确定度。该试验台的技术参数符合标准JB/T 7352—2010，已用于工业用电磁阀产品的第三方检验检测。

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机床刀具轴向热位移的评估试验设计

田万英, 韦源源

机床与液压. 2022, 50(1): 92-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.017

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针对数控机床主轴的定位精度问题，对热效应变形的检测方法进行研究，提出一种简单的加工试验来评估机床在刀具轴向(Z方向)的热位移。该方法主要通过重复加工1个包含16个圆柱槽的加工试件，来观察由环境或机床产生的热效应所引起的几何精度变化。以五轴联动立式加工中心为例，对该开槽试验和圆孔铣削试验进行比较。结果表明:该开槽试验方法的刀具中心点热位移(负Z方向)为19μm，与非接触式刀具测量系统相比，相对偏差仅为18.8%;该开槽试验方法的热位移结果与孔铣削试验几乎一致且偏差有所减少，适用于任何尺寸的垂直和水平组合加工中心。

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基于摩擦补偿的电液作动器高精度控制

董瑞佳, 董嫔, 谢强

机床与液压. 2022, 50(1): 97-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.018

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电液作动器因其集成度高、占用空间小，容易组成分布式集中控制系统，在航空航天与工程机械领域飞速发展，但是在低速运行工况下，由于摩擦力以及液压系统的非线性等因素，难以完成高精度轨迹跟踪工作甚至产生低速爬行。为此，从摩擦特性对电液作动器轨迹跟踪精度的影响出发，提出一种前馈补偿+ESO的控制策略，引入LuGre动态摩擦力中的鬃毛平均变形量，建立精确伺服系统状态空间方程，在Simulink平台上搭建摩擦力模型和泵控非对称缸模型，采用正弦位置指令对该解决方案的轨迹跟踪精度进行了仿真验证。结果表明:前馈补偿+ESO的控制策略跟踪误差仅为常规PID控制的1/4，跟踪精度达到0.2 mm。

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铰接式柔性钻杆的参数化设计

薛世华, 罗敏, 王晶, 林志强

机床与液压. 2022, 50(1): 102-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.019

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柔性钻杆是超短半径水平井钻井工具的重要组成部分，其结构设计的好坏直接影响钻井工具的工作性能。根据柔性钻杆的强度条件以及与导向筛管的几何关系，得到了满足不同井眼曲率半径的柔性钻杆结构参数;考虑球头柱键与凹槽的接触非线性及柔性钻杆的材料非线性特性，采用有限单元法建立了单节柔性钻杆有限元模型;对不同结构参数的柔性钻杆进行了仿真分析，均满足强度和刚度的要求，验证了柔性钻杆参数化设计的合理性。该研究成果可为超短半径水平井柔性钻具的结构设计提供理论参考。

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重型立式车床工作台筋板优化设计

杨帆, 胡秋, 王瀚, 邵忠喜

机床与液压. 2022, 50(1): 107-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.020

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为提升车床的静动态特性，提出一种新的筋板设计方法。该方法结合了拓扑优化以及尺寸优化，以变密度拓扑优化方法为基础，构建工作台模型;按照建立的优化模型，对筋板结构、布局进行全面规划设计;对新设计结构进行仿真和试验。结果表明:工作台底座的1阶固有频率提高了7.59%，质量减少了8.73%;前3阶固有频率增加了约8%，验证了该筋板设计方法的有效性。

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基于EtherCAT协议的FMS多设备实时数据采集技术

张韬, 刘康, 廖映华

机床与液压. 2022, 50(1): 112-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.021

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为解决柔性制造系统(FMS)实时数据采集的问题，对EtherCAT实时性、传输效率进行分析;针对FMS设备进行主从站的建立，并进行主站与从站的通信测试。结果表明:EtherCAT兼容多种以太网协议，并且对于实时数据的传输效率更高，多设备的I/O信号响应快，可以预见EtherCAT将逐渐成为智能工厂的主流实时数据通信协议。

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基于Teamcenter的弹箭产品三维数字化装配工艺设计技术研究

刘殷杰, 李文昊, 蒲瑶, 杨倩, 柳林, 应嘉奇, 王治平

机床与液压. 2022, 50(1): 117-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.022

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为实现弹箭产品装配工艺的三维数字化设计，提出一种基于Teamcenter的弹箭产品数字化研制平台架构，分析弹箭产品三维数字化装配工艺设计过程，研究BOM的构建与转换，并在某型导弹装配中进行了应用验证。

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柴油机关键件生产线的方案设计研究

文传奇, 杜兵, 张鹏

机床与液压. 2022, 50(1): 121-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.023

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针对H公司规划的柴油机关键件生产线，提出2种生产线方案，并基于Plant Simulation平台建立仿真模型，分析月产量和设备利用率。结果表明:在产能与设备利用率方面，无论有无缓存区，方案1都远优于方案2;完成缓存区容量配置后，2种方案的产能与设备利用率都有较大提升;综合分析评估2种方案，方案1的性能更优。

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基于HNC848B五轴数控系统的UG后处理开发与应用

张宗仁

机床与液压. 2022, 50(1): 125-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.024

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以配置HNC848B五轴数控系统的某JT-GL8-V立式五轴加工中心为基础，开发相应的UG后处理程序，解决五轴加工中转台预转、A轴超程、进刀、程序连刀等五轴核心技术问题。利用VERICUT软件建立相应的仿真平台，采用该后处理程序生成2个典型零件的加工程序。通过仿真和实际加工验证该五轴后处理安全、可靠，能够满足定向加工、钻孔、五轴联动的加工需求。

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复杂摘棉气力输送系统流固耦合数值建模与流场分析

夏先伟, 买买提明·艾尼, 古丽巴哈尔·托乎提, 张全忠

机床与液压. 2022, 50(1): 132-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.025

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针对复杂的摘棉过程进行分析同时对气力输送系统进行数值建模。采用Fluent软件中的滑移网格与UDF来控制采棉装置中各个部分的运动并实现运动过程中的流场分析，通过网格的动态变化来模拟内部的流场变化。结果表明:运动到2.5 s、不同的出口速度时，吸力输棉装置的入口速度对采棉装置内部流场的影响较大，需要合理控制吸力输棉装置速度才能输送籽棉;同时在满足籽棉气力输送条件时出口速度最小为25 m/s时，采棉装置内部的速度和压力云图分布较为均匀;在输棉区域中，气流方向与脱棉刷方向相同的时候速度更大，有利于籽棉的输送。采棉装置数值建模和流场分析方法能够为之后的设计与优化提供参考。

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矿用新型流量控制阀的出口过流面积分析

张敬芳, 王进京, 尹彦超, 郝尚清, 魏硕

机床与液压. 2022, 50(1): 137-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.026

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为探究矿用新型流量控制阀出口流量稳定性的机制，对其出口过流面积进行分析，提出一种原理简单、精度高的新方法。基于Fluent分析软件，仿真得到阀芯3种位移下的出口压力云图和出口在阀中心面的投影云图。结合出口结构特征推导出不同情况下的出口节流面积计算公式;利用MATLAB软件分别绘制仿真分析和理论推导的出口节流面积随阀芯位移的变化曲线并进行对比，验证理论计算的准确性。结果表明:该矿用新型流量控制阀出口过流面积特性能够适应进出口压力的变化、保持出口流量的稳定，在工程上对其动态特性研究具有一定的参考价值。

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谐波齿轮传动系统柔轮应力的数值建模与分析

穆塔里夫·阿赫迈德, 张伟国, 孙光耀, 陶兴伟

机床与液压. 2022, 50(1): 141-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.027

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为研究杯型柔性谐波齿轮传动系统柔轮的应力情况，采用弹簧近似法和单元接触法对该系统进行三维建模。对柔轮进行数值计算和分析，得到柔轮变形和柔轮齿根处的应力分布情况。将数值计算结果与实验测试结果进行对比，结果表明:在定性和定量方面，数值计算结果和实验结果相吻合，用该方法来分析柔轮应力分布状况具有可行性，可为柔轮的优化设计提供参考。

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切换网络控制系统鲁棒H_∞容错控制

赵千钧, 付兴建

机床与液压. 2022, 50(1): 144-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.028

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研究一类具有参数不确定的网络化控制系统，同时考虑数据丢包和网络时延对系统性能产生的影响，将服从伯努利丢包的网络控制系统视为以一定速率切换的开关。针对既有传感器失效又有执行器失效的故障情形，引入一种状态反馈控制器，并基于Lyapunov理论和异步动态系统理论，对网络控制系统进行鲁棒容错控制问题的研究，给出系统在此情形下保持渐近稳定的充分条件，通过求解线性矩阵不等式，得到了执行器和传感器同时失效情况下的容错控制器。最后通过算例仿真证明了所提方法的有效性。

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基于改进PSO算法的EHA叉车举升系统仿真分析

罗坤, 罗艳蕾, 王伟, 杜黎

机床与液压. 2022, 50(1): 150-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.029

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为改善EHA叉车举升系统的动态特性，建立系统的电机和液压部分数学模型。针对传统PID控制系统参数调整困难、超调量大、响应速度慢等问题，将改进PSO优化算法与PID控制器相结合，提出一种PSO-PID控制器。通过MATLAB/Simulink搭建整个系统的仿真模型，对比分析采用传统PID控制与PSO-PID控制的系统的动态性能，结果表明:基于PSO-PID控制的系统，其超调量明显降低，系统的响应速度、控制精度和位移跟踪性能都得到显著提高。

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基于流固耦合的供水管道的振动特性分析

李明华, 冯佳荟, 韩雯静

机床与液压. 2022, 50(1): 155-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.030

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铁路桥梁是列车运行线路的重要基础结构，列车在经过线路时会产生较大的振动，下穿铁路桥梁的供水管道会因为列车的经过而发生共振并造成管道破裂和腐蚀等恶劣后果。为此，基于流固耦合的分析方法，采用RNG κ-ε的湍流模型，分析管道的速度和压力分布;对比管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率和振型。结果表明:管道内的水流速度沿着管道中心轴线的位置对称分布，水流呈现一种螺旋式环绕的趋势，在管道的弯曲处会出现紊流现象;管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率相差8%~10%;管道在自由状态下最大的变形量为0.429 m，比单向流固耦合作用下的变形增加5%。

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风电机组变桨轴承软带位置及打磨量的分析与研究

李秀珍, 陆道辉, 钟杰, 杨家春

机床与液压. 2022, 50(1): 161-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.031

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对变桨轴承软带及变形计算的原理进行描述。以某大型风电机组变桨轴承为研究对象，采用有限元的方式在变桨轴承不同角度施加极限载荷和疲劳载荷，计算不同角度下变桨轴承内外圈的最大相对位移。基于该位移的大小确定轴承软带的设计位置及后续加工过程中软带位置处的打磨量，从而避免在风机运行过程中由于软带位置受载而导致的轴承损伤。

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电主轴最佳跨距理论计算与仿真分析

刘永连, 耿继青, 何圳涛

机床与液压. 2022, 50(1): 166-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.032

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为研究跨距设计对主轴力学性能的影响，针对某型电主轴，根据经验公式计算最佳跨距的理论值以及进行不同跨距下固有频率与静刚度变化规律的仿真。通过主轴静刚度加载实验，验证主轴轴承刚度，避免对仿真模型产生影响。基于设定的边界条件，建立模态分析仿真模型及静刚度仿真模型;改变主轴跨距，分析其径向1阶固有频率及径向静刚度的变化规律，分析并总结电主轴的设计跨距对力学性能的影响程度;结合最佳跨距的理论计算值，提出电主轴跨距设计的一般原则。

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泵控伺服系统关键技术研究综述

秦琪晶, 葛文庆, 鲁应涛, 李波, 谭草

机床与液压. 2022, 50(1): 170-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.033

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由于高效节能环保、集成化程度高、控制灵活等优点，泵控伺服系统在仿生机器人、汽车、航空航天等领域得到越来越多的应用。复杂工况条件下模型参数不确定性、非线性特性和外部扰动等对泵控伺服系统提出了更高的要求。阐述泵控伺服系统组成、工作原理、按不同控制变量分类的控制方式的特点;并分别从精确的建模技术和有效的控制技术两个方面，分析了目前泵控伺服系统控制领域的现状，同时对比了各种控制方法的优缺点;最后总结了泵控伺服系统在系统组成、建模方法和控制方法方面的研究趋势。

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基于CF特征提取与MBA-SVDD的滚动轴承故障诊断

张训杰, 袁毅, 李贤均, 张敏

机床与液压. 2022, 50(1): 182-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.034

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针对滚动轴承振动信号呈现出的非平稳特性以及早期故障特征难以提取的问题，提出一种基于变分模态分解与时域、频域值混合的特征提取方法，并利用改进蝙蝠算法(MBA)优化支持向量数据描述(SVDD)的参数，实现对滚动轴承的故障诊断。采用该方法对正常振动信号进行变分模态分解，得到模态函数;利用奇异值分解进一步提取模态函数的模态特征，同时提取信号的时域、频域特征与模态特征构造混合特征(CF)实现特征提取;利用改进蝙蝠算法(MBA)对SVDD核函数宽度进行参数寻优，进而构建CF-MBA-SVDD故障诊断模型。利用该模型对不同工况下滚动轴承的各类振动信号进行故障诊断，整体故障识别率均优于其他对比算法。对全寿命周期轴承实验数据进行诊断分析，结果表明:该模型能够较早预警轴承故障，验证了该方法的可靠性和有效性。

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基于广义相位信息的摆臂系统喘行故障诊断

曹进华

机床与液压. 2022, 50(1): 189-192. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.035

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针对往复机构结构复杂、激励源多且运行速度不稳定导致测试信号存在非平稳特征的问题，提出一种基于广义相位信息的往复机械系统故障诊断方法。以某选定机件的工作周期为参照相位基准，统一标定各零部件的工作状态信号，利用广义相位差反映各零部件的运动顺序特征。通过某典型往复机构摆臂系统的喘行故障诊断实例，验证该方法的有效性。

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基于GAF与GoogLeNet的轴承故障诊断研究

黄磊, 马圣, 曹永华

机床与液压. 2022, 50(1): 193-198. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2022.01.036

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为提高滚动轴承故障识别准确率，同时避免繁琐的频谱分析，提出基于GAF与GoogLeNet的轴承故障诊断模型。在实验室中采集滚动轴承正常、内环故障、外环故障和滚动体故障4种工况下的振动信号，利用EMD对振动信号进行分解并提取累积贡献90%的分量;基于重叠采样原理，利用格拉姆算法将选择的EMD分量和原始振动信号处理为二维图片，并构建训练集、校验集和测试集;利用GoogLeNet模型对训练集进行特征学习，并将训练后的GoogLeNet模型用于测试轴承故障样本。结果表明:在GAF构建的数据集下，GoogLeNet模型能够使得轴承故障样本被较好地识别。

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2022年, 第50卷, 第1期　
刊出日期：2022-01-15

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