机床与液压

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柏小祥, 陈建志, 李国超, 管小燕, 史肖娜, 孙丽, 李宁, 周宏根

机床与液压. 2023, 51(12): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.001

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摆动磨削作为一种精密磨削技术，在凸轮型面磨削中体现了较强的优越性。然而目前对摆动磨削技术研究不够深入，对摆动磨削方式下各磨削参数的匹配研究不够系统。为充分发挥摆动磨削的技术优势，实现摆动磨削参数和其他参数的深度融合，以40Cr钢凸轮轴为试验材料，采用灰色关联分析法探究摆动磨削加工表面粗糙度参数R_a、R_z和R_sm。基于灰色关联理论，对测得的粗糙度结果进行深入分析，将多工艺指标的优化问题转化为单一目标的灰色关联度优化问题，得出了最优工艺参数组合为磨削深度0.003 mm、工件转速2 600 mm/min、摆动频率60 次/min和摆动幅度1.5 mm。经过试验验证，该工艺参数组合能够获得更理想的磨削表面质量。

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基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

蒋麒麟, 但斌斌, 牛清勇, 龚昌运, 欧阳德刚

机床与液压. 2023, 51(12): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.002

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以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象，通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数，优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计，获得了对流场速度具有显著影响的因素，并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明：脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m³/h，此时模型预测流场速度值为0.536 m/s；插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。

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五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术

邓广, 李鹏, 唐永忠, 潘平

机床与液压. 2023, 51(12): 12-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.003

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高精尖领域对精密小零件的加工精度要求越来越高，五轴并联机床作为主要机械加工设备，严格控制机床刀具的运动位姿对于保证成品零件的加工精度具有极其重要的作用。在此背景下，研究一种五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术。在五轴并联机床前方布置两个CCD 摄像头作为视觉系统，拍摄关于刀具末端的左右两张图像；在图像预处理、特征点提取与匹配等环节的基础上，求解位姿参数，包括位置三维坐标以及3个姿态数据。以刀具末端运动实际位姿为输入，利用神经网络获取与刀具末端紧密相连的五轴关节角度补偿量。利用PID控制器，通过补偿量计算位姿控制量不断纠正位姿误差，靠近理想位姿。结果表明：应用所提控制方法，与理想位姿之间的平均误差均更小，且平均误差的波动最小，三维位置坐标波动仅在-0.02～0.015、-0.01～0.02、-0.02～0.02 mm之间；横滚角、俯仰角以及方位角波动仅在-0.02°～0.03°、-0.01°～0.04°、-0.02°～0.01°之间，由此说明所提控制方法的精度更高，控制稳定性更高。

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基于SSA-BP的电主轴热误差优化建模

尹晓珊, 钟建琳, 问梦飞, 王增新

机床与液压. 2023, 51(12): 19-23,38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.004

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为解决某加工中心电主轴的热误差补偿问题，建立预测精度高、鲁棒性强的热误差补偿模型。搭建实验台，利用美国雄狮回转误差分析仪采集电主轴的温度场和热误差数据。介绍麻雀搜索算法(SSA)原理、具体优化流程。采用SSA优化BP神经网络的权值和阈值，建立SSA-BP神经网络预测模型。与之前建立的BP神经网络预测模型相比，优化后预测效果更优，为电主轴热误差建模提供新的思路。

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基于残差网络的钢丝绳损伤图像定量识别

陈荣信, 井陆阳, 白晓瑞, 徐卫晓, 李建辉

机床与液压. 2023, 51(12): 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.005

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目前基于机器视觉的钢丝绳表面损伤检测基本均采用定性检测的方法，在定量检测方面的研究极少，而断丝数量是钢丝绳报废的重要标准，因此，提出一种基于机器视觉和残差网络的钢丝绳表面损伤定量识别方法。将采集到的钢丝绳损伤图像进行批量裁剪，以消去背景噪声；对训练集中的图像利用数据增强技术，进行随机裁剪和随机水平翻转，扩充训练集大小；然后，对数据集中的图像进行归一化和标准化，提高模型的收敛速度；最后将训练集和验证集输入到使用SGD算法优化的残差网络中进行训练，训练结束后再使用测试集对模型进行验证。实验结果表明：经过迭代训练后，模型在测试集上对钢丝绳损伤的定量识别准确率为93.5%。

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基于ESO的电液位置伺服系统自适应反步滑模控制

岳坤明, 钱炜, 沈伟, 袁小康

机床与液压. 2023, 51(12): 30-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.006

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针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题，在反步控制的基础上，同时引入滑模控制理论，提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程，基于系统模型设计出一种ESO，对速度值以及外干扰进行有效估计，同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计，设计出不确定参数的自适应律，通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后，仿真研究表明所设计的控制器能够对速度以及外干扰进行有效估计，并且具有较高品质的位置跟踪能力。

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机器人减速器传动粗糙表面接触参数研究

梁学修, 巩潇, 杨学志, 肖科, 韩彦峰, 解志涛

机床与液压. 2023, 51(12): 39-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.007

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针对机器人减速器传动界面广泛存在的粗糙表面接触特性开展相关研究。以GW接触模型为基础，考虑粗糙峰接触过程中相互作用的影响，对它进行修正得到新的模型。采用修正模型计算粗糙表面接触载荷并推导出接触刚度，然后与原始GW接触模型的计算结果进行对比。在进一步的研究中，讨论了不同表面粗糙度与不同接触表面材料对接触载荷与接触刚度的影响。结果表明：粗糙表面接触参数不仅受粗糙峰相互作用的影响，还与粗糙度与接触表面材料有密切的联系。

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双阀燃油喷射系统多次喷射特性优化试验研究

安晓东, 李亚丽, 王芳, 裴创辉

机床与液压. 2023, 51(12): 45-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.008

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针对双阀燃油喷射系统凸轮轴型线工作段灵活的选取方式对燃油喷射过程和平均循环喷油量等影响较大的问题，以预喷开启压力、主喷开启压力、主喷峰值压力和平均循环喷油量为评价指标，选择正交试验和极差分析方法，进行多次喷射特性试验研究，获得不同评价指标影响的主次因素和最优组合方案。以喷射压力和循环喷油量等为综合评价指标，依据综合平衡方法获得多评价指标综合平衡方案，分别为供油正时156 ℃aA，预喷正时161 ℃aA，主喷正时177 ℃aA，凸轮转速500 r/min。以综合平衡优化方案为基础，利用平均试验法研究预主喷间隔时间变化对平均循环喷油量的影响，获得平均循环喷油量非线性波动规律，并验证了主喷开启压力变化与其一致的特征。

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柔性边界约束细长件车削动力学辨识与稳定性分析

李建国, 刘洋, 徐国胜

机床与液压. 2023, 51(12): 51-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.009

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考虑到边界条件的影响，并且为了进一步提升辨识精度和计算效率，提出一种基于柔性边界约束细长件车削动力学辨识与稳定性分析方法。建立具有柔性边界约束的细长工件模型，以提高车削稳定性的预测精度。在该模型中，将刀具和零件的二维柔度以及刀尖半径的影响纳入动态力建模中，根据连续介质理论计算卡盘-工件-尾架动力系统中细长工件的动力学特性，然后通过最小化特征参数的实验值和仿真值之间的偏差来确定最佳连接刚度。进行了实验验证，结果表明所提出的方法显著提高了转向的预测精度以及稳定性极限。

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一种大数据驱动的机床组群互学习精度优化方法及验证

王胜, 陈聪, 陈建新, 姜昊, 陈翔飞, 周明安

机床与液压. 2023, 51(12): 63-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.010

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数控机床目前急需解决效率提高和精度保证的问题，传统数控机床难以精确、全面地预测和优化各种加工工况下的误差。提出一种通过应用制造大数据来提高数控机床组群整体性能的新思路和实现方法，使机床组群能够以单台机床无法实现的速度进行学习和精度优化，研究制造过程数据的特点和表征方法。实验表明：大数据模型驱动下的机床组群互学习精度优化加工方法，加工精度和表面质量明显优于普通传统数控加工方法，实现了数控铣削的高效高质量加工。

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采棉机动力换挡液压行走系统设计与仿真研究

叶好运, 倪向东, 陈华军, 李道林, 潘文龙, 赵永强

机床与液压. 2023, 51(12): 68-72,81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.011

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为解决采棉机传统传动方式在采摘过程中容易出现发动机与传动部件的扭矩不匹配，变速过程繁琐、换挡挫顿等缺点，无法完全适应棉花采摘的复杂作业环境等问题，根据采棉机的作业要求，设计了动力换挡液压行走系统。运用AMESim仿真软件验证了采棉机动力换挡液压行走系统的合理性。仿真结果表明：所设计的自动控制模式采棉机动力换挡液压行走系统在换挡时比手动切换模式系统中的压力波动小，流量波动冲击减小43.56%，车速加速时间缩短47.74%，换挡后压力及流量快速稳定，在作业、运输模式换挡时无明显换挡冲击，可满足采棉机的作业要求。

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基于蝶翅微结构的高速主轴冷却水套仿生热结构设计

靳岚, 李孟一, 谢黎明

机床与液压. 2023, 51(12): 73-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.012

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内置电机作为高速电主轴的主要发热部件之一，在实际工况中，其发热量会影响电主轴的回转精度。为了提高电主轴冷却水套的冷却效率，以自然界中闪蝶翅膀微结构的几何模型、结构功能和位形关系等为参照，结合结构相似理论设计一种具有双层包覆性特点的新型蝶翅仿生冷却水套。基于流体动力学及热传导特性理论，对仿生冷却水套及原始螺旋冷却水套进行流固耦合及共轭传热特性的仿真对比分析。结果表明：当冷却水的雷诺数和强迫对流换热面积相同时，电主轴仿生冷却水套的冷却效率和流动特性均优于原始的螺旋冷却水套，其中内置电机的定子热边界面最高温度降低了8%～11%；仿生冷却水套的冷却水最大流速为0.328 m/s，出入口的最大压降是478.6 Pa，相较于螺旋水套在流动特性方面都有很好的提升，对冷却水套结构设计和高速电主轴驱动电机共轭传热提供了参考。

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绳驱咽拭子机器人的设计与实验

贾利慧, 高玉明, 牟宗高, 宋汝君, 岳正伟, 张乃军

机床与液压. 2023, 51(12): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.013

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为了避免医护人员在繁重的采样过程中受新冠等病毒的感染，设计一种代替人工采样的绳驱咽拭子机器人。该机器人包括同轴绳驱机械臂和驱动系统。同轴绳驱机械臂外层绳驱机构和内层绳驱机构的配合提高了机器人采样的灵活性。驱动系统控制机械臂平移运动扩大了机器人的工作空间。通过Simulink建立绳驱咽拭子机器人的多刚体模型及控制系统。仿真和实验验证了绳驱咽拭子机器人对复杂采样环境的适应性及绳驱咽拭子机器人采样的有效性。

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海洋水下液压连接器设计与应用

王卫华, 许宏奇, 陈艳东, 孟庆荣, 屈志明, 王华

机床与液压. 2023, 51(12): 87-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.014

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根据国内首套自主开发的水下应急封井装置的实际需求，设计一种全新的液压连接器，具备机械加双重液压驱动解锁的三重解锁机构，具有HC型和H4型液压连接器快速转换锁紧机构，具有一次和二次的冗余密封结构设计，在连接器顶部和下部设计有水合物抑制结构等，适应3 000 m以上深水工况。该连接器具有重要的经济和社会效益，可为国内水下液压连接器研制开发提供参考。

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一种伺服电机驱动的比例换向阀结构设计与特性分析

白鑫, 冯德福, 韩江义

机床与液压. 2023, 51(12): 91-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.015

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针对传统的电动伺服比例换向阀存在结构复杂、动态特性差的不足，提出一种伺服电机驱动的大流量比例换向阀，采用定差减压阀进行压力补偿，直流电机作为动力元件，通过丝杠螺母机构连接阀芯轴，以此控制主阀芯的位置。设计双闭环控制系统提高阀芯控制精度。运用动力学原理建立比例换向阀数学模型，对比例换向阀稳态性能进行理论分析，研究其动态性能。进一步利用MATLAB/Simulink软件搭建了比例换向阀控制系统仿真模型，并进行了稳态与瞬态特性仿真。结果表明：比例换向阀阶跃响应速度达到36 ms，验证了所提出的比例换向阀具有较好的响应速度和稳定性；通过瞬态特性仿真得到比例换向阀的阀口流量随电机转角的变化曲线，获得电机转角和阀口流量特性控制函数；验证了采用定差减压阀方案可以在负载变化时进行较为理想的压力补偿，比例换向阀的控制精度达到98%。

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液压缸可靠性新型综合试验装置的研制

吴永明, 张子波, 李英子, 王文林, 王起新, 梁若霜

机床与液压. 2023, 51(12): 99-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.016

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为了促进液压缸可靠性特别是可靠性综合试验方法、试验装置的研究，研制一种具有功率回收功能的液压缸可靠性新型综合试验装置。该试验装置不仅能对液压缸进行常规的型式试验或出厂试验，还能在额定应力水平或加速应力水平下进行可靠性试验，用户可以根据具体产品的载荷谱编制控制加载规律，加载可变应力包括液压缸偏载力、油温、压力和速度。该试验装置具有节能、检测精度高和安全可靠的特点。

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基于NX MCD的钢筋滚丝机的虚拟调试系统

朱金达, 路鑫彬, 张嘉钰

机床与液压. 2023, 51(12): 104-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.017

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为加快钢筋滚丝机产品开发周期，提高制造技术的智能化，让设计人员可以提前预测机器问题从而降低开发成本，提出一种基于NX MCD的钢筋滚丝机的虚拟调试系统。搭建NX MCD+S7-PLCSIM Advanced V2.0 SP1+TIA Portal V15.1自动化联合虚拟调试平台，进行滚丝机的三维虚拟机电建模，建立虚拟PLC实现信号处理与通信，设计HMI和LAD控制程序，利用博途对加工数据进行实时可视化监控监测，通过对实例的虚拟仿真调试得到详细的设备运行参数，验证了该方法的准确性。

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超级电容串联模组自动检测台研制

刘宝琛, 孙晓帮, 武智惠, 相珺

机床与液压. 2023, 51(12): 112-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.018

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为了解决在超级电容串联模组产品检测过程中参数识别少、检测效率低的问题，研制超级电容串联模组自动检测台。通过SolidWorks软件，完成自动检测台整体的机械设计；通过CX-programmer平台，完成PLC自动控制系统编写，实现对电容模组分压、压差、总压和内阻参数的检测和不合格品筛选以及自动放电的功能；最后对自动检测台进行了实际运行试验。结果表明：该检测台可以有效完成电容模组参数的检测，同时可实现不合格品筛选和自动放电的功能，具有自动化程度高、使用方便、效率高等特点。

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装配小间隙数字化在线测量系统设计与研究

殷俊, 刘延龙, 陈华, 肖虹, 石英托

机床与液压. 2023, 51(12): 117-121. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.019

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在部分产品装配过程中，装配间隙大小是否满足需求直接反映了装配质量的高低。传统小间隙测量常采用手工测量，测量准确性和一致性难以保证，数字化在线测量技术的研究与应用迫在眉睫。数字化测量技术受环境、光照等外界因素影响较大。针对装配过程中物体端面间隙的自动化测量问题，提出一种可适应物体结构的间隙视觉测量系统，以实现对装配小间隙的在线测量。对测量系统的原理进行分析，对系统的设计进行说明，随后对该系统在实际不同场景的应用效果开展相关测试与验证。结果表明：该系统测量精度满足要求。

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机械式盾尾间隙实时测量装置研制及应用

杨光, 刘家俊, 褚长海, 王俊杰, 王利明

机床与液压. 2023, 51(12): 122-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.020

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针对非接触式盾尾间隙测量装置环境适应性差、精度低、造价高等不足，进行了接触式盾尾间隙测量装置的研制与开发。采用磁敏角度传感器进行角度测量，再经数学计算将角度值转换成距离值，得到对应的盾尾间隙值，实现盾尾间隙实时测量。该装置在工程现场进行了试验与应用，达到了较好的应用效果：测量装置可实现对盾尾间隙的连续实时测量，测量数据可以本地存储和远程读取，测量效率高；机械式测量不需要经过复杂的数据处理，测量误差相对较小，可以控制在1 mm以内；机械式盾尾间隙测量装置成本较低，达到非接触式测量装置造价的1/5，可有效降低工程成本。

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降低精密数控车床进给轴热误差对切削精度影响的方法

李继平, 夏冰新, 关天乙, 王丹, 于联周

机床与液压. 2023, 51(12): 130-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.021

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精密数控车床批量加工零件的精度稳定性是衡量机床性能的重要指标，其中加工过程中的进给轴受热伸长是影响加工精度的重要因素之一。对数控车床进给轴热变形方向及伸长量进行研究，对比丝杠预拉伸及数控系统热误差补偿功能，指出这两种降低进给轴热误差方法局限性，提出一种使用中空油冷循环系统降低进给轴热误差的方法。该中空油冷循环系统，一方面通过中空丝杠内循环的冷却油带走丝杠螺母的发热量，另一方面通过轴承室内循环冷却油带走轴承的发热量。进行了系统结构设计与实验验证，结果表明该系统可以使进给系统在加工时保持温度稳定，降低热误差，进而提升批量加工的精度稳定性。

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自动夹紧刀具行星增速延长附件铣头结构

林小亮, 孙政虎, 宋卫海, 李曰阳, 刘鑫, 贾孝伟

机床与液压. 2023, 51(12): 137-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.022

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介绍一种高转速大扭矩的行星增速延长附件铣头结构。在不改变机床主轴转速的情况下，采用行星增速单元实现延长附件铣头增速的目的，满足了重型龙门镗铣加工中心高转速大扭矩的加工要求，提高了机床的加工精度和加工效率。该结构结构紧凑、布局合理、装配方便。

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基于5G通信的数控机床智能监控与诊断系统设计

冯超, 张帝

机床与液压. 2023, 51(12): 142-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.023

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针对目前数控机床智能监控水平较低、智能化不足的问题，提出基于5G通信的数控机床智能监控与故障诊断系统。该系统以高性能STM32为硬件核心，搭载AliOS Things嵌入式操作系统实现机床电机工作电流、电压、温度和振动信号的实时监测；再提取信号时频域特征，进行故障状态识别，通过5G通信智能网关将异常状态数据上传到远程智能监控服务平台。该平台还能下发指令给监控系统，提示并辅助工作人员对存在故障风险的数控机床进行及时维护。经测试，该系统能够实现高并发海量数据的采集与高速传输，5G通信传输速度在500 Mb/s，传输时延在20 ms以内，平均数据丢包率在2%内。测试结果表明该系统性能稳定可靠，在满足数控机床智能监控同时，为数控机床设备的智能升级提供技术方案。

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一种工程车辆用高速开关阀的仿真与特性分析

王涛, 张健, 董彦良

机床与液压. 2023, 51(12): 151-156. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.024

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高速开关阀作为一种重要的数字液压元件被应用于工程车辆中，研究其基本特性有利于产品优化、提高产品性能。根据高速开关阀结构参数及工作原理建立其理论模型；结合建立的理论模型，使用AMESim软件完成仿真模型的建立；并通过仿真结果分析输入电压、线圈匝数、占空比、弹簧预压力及刚度对高速开关阀性能的影响，指出高速开关阀的开闭时间以及上述参数如何影响阀的动态特性。

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纵扭超声振动电火花加工微小孔仿真研究

刘小振, 石一宏, 傅波

机床与液压. 2023, 51(12): 157-165. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.025

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超声振动电火花加工是一种高效加工微小孔的新型加工方法，能够提高加工效率与精度。对纵扭超声振动电火花加工微小孔进行研究，建立描述电极丝周围间隙工作液流动特性的数学模型，使用Fluent对数学模型进行验证，同时加入切屑，对间隙工作液运动情况以及排屑情况进行探究。结果表明：在电火花加工时，在电极丝引入纵扭超声振动，流体域有明显的扭转运动，电极丝底部切屑在离心力的作用下，更易从底隙中进入侧隙，随工作液的运动排出孔隙，有效防止底部产生切屑堆积，提高了电火花加工微小孔的精度。

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混合动力挖掘机动臂势能分级回收仿真研究

穆洪云, 罗艳蕾, 罗瑜

机床与液压. 2023, 51(12): 166-170,203. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.026

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针对挖掘机动臂势能浪费大的问题，提出一种混合动力挖掘机动臂势能分级回收系统，该系统采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收。分析系统工作原理，建立动臂油缸和蓄能器能量数学模型，运用AMESim建立液压系统和控制策略，并在典型工况下进行仿真。仿真结果表明：挖掘机动臂采用低、中、高压蓄能器进行分级势能回收是可行的，该系统节能率达到40.6%，能量回收效率保持在36.1%以上。

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基于Unity3D立管横焊机器人虚拟现实技术研究

罗雨, 马悦, 郭聚智, 高萌萌, 王帅, 王龙, 周灿丰

机床与液压. 2023, 51(12): 171-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.027

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为提高深水立管横焊机器人在J型铺管复杂工况下的作业能力，提出一种基于虚拟现实技术的横焊机器人遥操作控制方案。以机器人三维建模、虚拟仿真、遥操作控制等技术为基础，综合运用UG和3DMAX建立横焊机器人三维模型。搭建基于Unity3D的软件开发平台，建立横焊机器人虚拟仿真模型及作业工作场景。采用图形用户界面系统设计横焊机器人遥操作人机交互界面。仿真结果表明：虚拟现实人机交互良好，能够精确捕捉立管横焊机器人的物理位姿和运行状态并进行动态调整，运动仿真和碰撞检测实时有效。

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液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧组刚度特性及谐响应分析

林国庆, 高嵩, 时黛

机床与液压. 2023, 51(12): 176-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.028

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为避免液压柱塞式底盖机顶紧器碟簧长期在交变载荷作用下发生纵向振动和结构损坏，结合工程实际，以顶紧器碟簧组为研究对象，利用物理试验及振动力学理论，得到碟簧不同组合型式的载荷-位移特性曲线、动静刚度比，从而确定合适的碟簧组合型式；之后进行谐响应分析，得到响应频率-振幅曲线。结果表明：摩擦阻尼是促使碟簧载荷位移特性曲线形成滞回区的主要因素，在载荷比较小时曲线接近线性，随着载荷的加大，曲线会呈现非线性特性；顶紧器动静刚度比随着碟簧对合组数的增加而下降；外界激励频率为2 100 Hz时共振振幅、von Mises应力最大，且碟簧位置III为共振的危险点。

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矿用安全阀冲击压力安全性试验方法探究

赵怀志, 唐小龙, 崔述凯

机床与液压. 2023, 51(12): 183-187. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.029

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为对GB 25974.3—2010《煤矿用液压支架第3部分：液压控制系统及阀》检测标准中安全阀冲击压力安全性试验方法的合理性进行探究，借助AMESim建立蓄能冲击加载系统仿真模型，对矿用安全阀进行冲击压力安全性试验的仿真计算，得到阀前压力变化曲线，仿真结果与现场测试试验结果基本一致。在此基础上，进行系统压力分别为安全阀公称压力的1.45倍、1.55倍及有无稳压装置下FATA160/40、FATA400/40、 FATA1000/40安全阀的冲击压力安全性仿真试验。结果表明：降低冲击载荷，增加稳压容积、增大安全阀排量，都能有效减弱瞬时冲击带来的影响，证实GB 25974.3—2010检测标准中安全阀冲击压力安全性试验技术要求的合理性。

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液压系统脉动主动控制研究现状及展望

晁宇, 杨波, 戚伟, 李永涛

机床与液压. 2023, 51(12): 188-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.030

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液压系统的流量脉动会引起压力脉动，脉动过大会产生管道振动、辐射噪声、发热、元器件寿命缩短等不利影响，抑制流体脉动对液压系统的稳定性有着重要作用。相比于液压系统脉动的被动抑制，主动抑制能更好地在非线性变工况和定工况系统中抑制脉动。介绍液压系统流体脉动机制及危害，将主动抑制策略分为伺服作动筒控制、特制液压管路控制和液压阀控制三大类，分析其工作原理、控制特点及优缺点。总结和分析国内外液压系统脉动主动抑制方法的研究现状，最后对液压系统流体脉动主动抑制技术的发展前景和方向进行展望。

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基于CEEMDAN和层次波动离散熵的滚动轴承声音信号故障检测

姚楠, 张能, 刘子全, 李利荣

机床与液压. 2023, 51(12): 195-203. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.031

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声音信号在收集时具有非接触测量的优势，但容易受到周围环境噪声的干扰而导致信噪比较低，不利于特征信息的获取。为从滚动轴承声音数据中提炼出有效的特征信息，并实现故障的精准识别，提出一种基于自适应噪声完全集成经验模态分解(CEEMDAN)和层次波动离散熵(HFDE)的声音信号故障诊断策略。在该策略中，CEEMDAN缓解了集成经验模态分解(EEMD)的模态混淆缺陷；针对传统多尺度波动离散熵(MFDE)无法考虑时间序列的高频信息的缺陷，提出一种基于层次化处理的层次波动离散熵非线性动力学指标。将所提策略用于滚动轴承的故障识别，能够检测出不同故障状态下的声音数据。通过数值模拟和滚动轴承实验数据分析，将所提方法与CEEMDAN-MFDE、EEMD-HFDE、EEMD-MFDE、HFDE和MFDE进行对比。结果表明：所提方法达到了100%的识别准确率，多次实验的平均识别准确率也达到了99.5%，均高于对比方法，从而验证了该策略的有效性和优越性。

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Y211封隔器锚定振动响应信号处理分析

章翔峰, 刘荣兴, 丁韬, 王海峰

机床与液压. 2023, 51(12): 204-211. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.032

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锚定机构是Y211封隔器在井中坐封时提供支撑的唯一作用点，并且Y211封隔器卡瓦与套管的锚定效果直接影响封隔器的密封性能。针对封隔器坐封时锚定机构是否锚定这个问题，首先通过ADAMS建立全刚性仿真模型，获取封隔器锚定时的振动响应；其次，考虑井下工况的影响，向封隔器锚定时的振动信号中添加噪声模拟井下工况，并采用正交试验选取最适合小波参数对其干扰进行降噪，最后通过试验对以上仿真和选出的小波最适参数进行验证。结果表明：通过仿真与试验提取到的振动信号可用来判定锚定机构是否正常锚定；选用的最适小波参数在保留信号细节特征的同时能够有效降噪。

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某风电场风电机组变桨电机轴承失效原因探析

何录忠, 章滔, 阳雪兵, 卜忠颉, 刘林

机床与液压. 2023, 51(12): 212-215. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.033

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变桨电机作为风力发电机组变桨动作的动力单元，其可靠运行是决定风力发电机组正常运行的核心。针对某风电场风电机组出现的变桨电机异响、卡涩故障，通过对故障电机拆解分析，查出失效点为变桨电机制动器端轴承失效。基于轴承的失效状态，结合电机结构及运行环境，分析电机制动器端轴承失效原因，并针对变桨电机结构提出设计优化建议。

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改进的注意机制在滚动轴承故障诊断中的应用

胡颖

机床与液压. 2023, 51(12): 216-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.034

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针对滚动轴承振动信号易受到非平稳噪声的影响，提出一种改进注意力机制的多尺度内核网络(IA-MKNet)，以从含噪振动信号中提取更敏感的特性信号。首先提出一种改进的多尺度卷积注意力机制(IAM)，自适应提取有意义的故障特征并自动抑制噪声；然后针对振动信号固有的多时间特征，设计基于IAM的自适应多尺度核残差块来捕获振动信号的多时间尺度故障特征；最后提出一种基于自适应集成学习器的组合策略，通过融合多个IA-MKNets的输出来增加特征的多样性，从而进一步提高诊断的准确性和稳定性。实验结果表明：该方法提高了噪声环境下滚动轴承的故障诊断精度，性能优于其他5种基准方法。

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基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性研究

马继召, 李卫民, 肖永茂

机床与液压. 2023, 51(12): 226-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-3881.2023.12.035

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确保再制造机床的可靠性是提升客户对再制造机床认可的有效途径。基于此，提出一种基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性分析方法。引入元动作单元分解法，从零件级进行分析，建立再制造机床FMA树。针对再制造机床元动作单元系统的特点，对其进行全状态建模，将再制造机床运行过程分为元动作单元正常状态和故障状态，引入马尔可夫决策过程，将元动作单元状态和马尔可夫决策过程结合，建立再制造机床全状态模型，用解析法求解模型，并对可靠性进行评估。最后，以再制造机床数控转台为例进行分析，验证了该方法的有效性和可行性。

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2023年, 第51卷, 第12期　
刊出日期：2023-06-28

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