制造技术与机床

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程杨, 潘尚峰, 孙江宏

2022, (4): 13-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.001

摘要 HTML PDF(2287KB)

摘要:
针对康复机械臂在康复示教过程中随动效果不佳的问题，设计了在关节空间内结合力矩微分项的导纳控制器，并利用双曲正切函数设计了改进的变导纳控制策略。在Adams与MATLAB/Simulink联合仿真平台上进行了示教仿真，并搭建了实物示教试验平台进行了验证。结果表明，该变导纳控制器能够较好地实现示教功能，同时降低了轨迹跟随误差及人机交互力矩的大小，提高随动效果，示教重复性高。

基于装备机械臂的移动焊接机器人设计与仿真模型构建

夏金迪

2022, (4): 21-25. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.002

摘要 HTML PDF(1012KB)

摘要:
为实现移动焊接机器人的通用化设计，使其满足多种焊接场景，该研究在履带式八轴移动机器人的基础上，增加两个摆臂伸缩控制轴，实现机器人的十轴控制。同时设计了机器人视觉、本体知觉系统提升机器人的控制精度。经过现场实测，与高级焊接技术工人组成人工焊接队伍相比，该机器人将焊接工时数压缩到4.10%，焊缝瑕疵率下降96.69%，焊点瑕疵率下降92.63%，焊条消耗量下降55.26%，在充分降低施工成本的同时，机器人焊接大幅度提升了焊接质量。

基于RPP串联机构的固定式割胶机设计与仿真分析

高锋, 孙江宏, 何宇凡, 李乃峥, 高可可

2022, (4): 26-31. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.003

摘要 HTML PDF(1504KB)

摘要:
针对人工割胶劳动强度大、技术要求高和作业效率低等问题，设计了一种具有三自由度的新型固定式割胶机。通过等效法将该机构等效为RPP模型，分别利用D-H坐标法、蒙特卡洛数值分析法和Lagrange动力学方法对机构进行运动学及动力学分析。通过仿真验证该割胶机的运行状况。结果表明：新型固定式割胶机各关节位置、速度、加速度、转矩和驱动力随时间变化呈平滑曲线，并且可实现预计轨迹。

汽车轮毂洁净制造自动化生产线设计

徐帅强, 张彦彬, 周宗明, 刘波, 李长河

2022, (4): 32-37. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.004

摘要 HTML PDF(4471KB)

摘要:
汽车轮毂制造在交通领域占有重要地位，然而现有汽车轮毂生产线存在依赖工人操作效率低、采用浇注式冷却润滑污染环境等问题，不符合“十四五”规划高端装备和绿色制造发展要求。基于此，开展了汽车轮毂自动化洁净生产线设计工作。依据轮毂毛坯件结构特性，开发了融合料架、转运机械手和输送辊道的上下料系统，形成串联式可拓展的密集型生产线布局；采用轴向吸盘夹持爪进行工件的定点抓取实现精准高效输运。设计了车削内外圆专用夹具，气动同步回路控制4组卡爪同时动作实现自定心。根据工件材料计算车削力并设计夹紧力。加工单元中嵌入微量润滑供给装备，代替传统浇注式实现了绿色制造。以平均生产节拍为参考，自动化生产线生产效率提升22%以上。

螺旋桨数控抛光机结构设计及功能分析

刘世豪, 黄鹏飞, 王菲, 李斌勇

2022, (4): 38-42. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.005

摘要 HTML PDF(1009KB)

摘要:
船用螺旋桨是所有船舶发动机的一种较为重要的组成部件，螺旋桨的加工质量及各项指标合格对于船舶发动机的动力输出等多方面都有十分关键的影响。通过研究螺旋桨各项指标，确定螺旋桨数控抛光机的整体布局与传动系统的设计方案，并进行了较为完整的结构设计和功能分析，最终设计出专门针对船用螺旋桨叶片抛光的数控抛光机。该数控抛光机能够大幅度提高螺旋桨叶片的抛光精度、使用寿命等基础性能,并减少制造安装所需的人力和物力以及减小人工抛光的工作强度，从而解决螺旋桨抛光难的问题。

聚晶金刚石复合片激光抛光工艺研究

王建武, 陈学兵, 黄金刚, 赵盼, 贾志新

2022, (4): 43-49. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.006

摘要 HTML PDF(1475KB)

摘要:
聚晶金刚石复合片因具有超高硬度、耐磨性和良好的热稳定性，被广泛用作切削加工的刀具材料。利用PCD复合片制作刀具时，和传统加工工艺相比，激光抛光可以获得更良好的加工特性。为探究PCD复合片的激光抛光工艺特性，获取最佳表面粗糙度，利用飞秒已抛光区域的线粗糙度，系统地研究了激光功率、扫描速度、扫描间距的水平变化对粗糙度和抛光效率的影响规律。采用正交试验方法对3个因素水平进行优化组合，同时对飞秒激光抛光PCD的作用机理进行初步探究。结果表明：影响粗糙度的主要因素为扫描速度，选用7 MW激光功率、1 000 μm/s扫描速度、12 μm扫描间距的工艺参数可以获得粗糙度为33.95 nm的优良PCD复合片。

功率超声加工的无线传能装置设计

谭耀文, 曹诗宇, 黄文健, 刘晨阳, 吴超群

2022, (4): 50-56. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.007

摘要 HTML PDF(2268KB)

摘要:
数控机床功率超声加工通过将高频轴向超声振动叠加在旋转刀具上，能够有效降低切削力，适用于加工各类特种材料。传统的超声加工系统通常通过接触式滑环进行供电，该供电方式存在电刷容易磨损、互换性不强等缺点。通过设计基于非接触式变压器的无线传能供电装置，设计变压器原副边的补偿电路，并采用Maxwell软件对其进行了电磁仿真，研究了气隙对传输效率的影响，最后实验验证该数控加工装置的性能。结果表明，电能传输效率随气隙的增大而减小，该补偿电路设计能有效提升数控机床超声加工刀具的振动性能。

喷嘴参数对射流电沉积区域流场的影响

韩红江, 李勇峰, 杨宗举, 冷昊远, 张宸铭, 刘孟宇

2022, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008

摘要 HTML PDF(1631KB)

摘要:
针对采用射流电沉积加工精度不高，沉积面积不易控制，沉积层均匀性差等问题，分析了长孔形射流喷嘴参数对沉积区域及沉积轮廓的影响。通过建立系统流体动力学模型，研究了长孔形喷嘴截面倾斜角度及喷嘴腔体长度对沉积区域流场的影响，探讨了在电场流场耦合作用下沉积层的轮廓分布状况。仿真结果表明，随着喷嘴截面倾斜角度由30°~70°不断增大，喷嘴出口处沉积液的定域范围可以缩小3 mm左右，定域性明显提高；而随着喷嘴腔体长度由40~80 mm增长，流体速度、压力和定域性的变化不大；沉积层厚度在喷嘴正下方区域最大，然后由中心向两边逐渐对称变薄。根据仿真参数加工出喷嘴并通过实验验证，实验结果与仿真结果基本吻合。

GFRP旋转超声套孔加工轴向力试验研究

朱卓志, 郑雷, 徐苏柏, 董香龙, 韦文东, 刘子文, 宋春阳

2022, (4): 63-68. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.009

摘要 HTML PDF(1550KB)

摘要:
轴向力是反映孔加工过程和状态的最重要参数之一，对纤维增强复合材料的制孔质量有直接影响。为分析旋转超声套孔加工中轴向力随工艺参数的变化规律，基于旋转超声套孔加工中磨粒的运动学特性，建立钻削力数学预测模型，并对玻璃纤维增强复合材料进行孔加工试验研究。试验结果表明：轴向力随着主轴转速提升或进给速度降低呈现减小趋势，与钻削力数学模型预测结果相符；相较于常规套孔加工，旋转超声加工的轴向力降低了6%~25%，孔出口分层因子降低了8%~15%，制孔质量得到有效提升。

4-URU柔性并联机构构型设计及支链刚度分析

张旺旺, 薄瑞峰, 黄道阳, 陈振亚

2022, (4): 69-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010

摘要 HTML PDF(1231KB)

摘要:
针对4-URU型柔性并联机构，提出了一种对支链刚度的新型求解方法，应用软件仿真结果验证该方法的有效性。首先，利用螺旋理论对4-URU刚性并联机构进行自由度分析，采用柔性铰链替换法设计相应的柔性并联机构。基于柔性铰链刚度矩阵，利用转换矩阵法求得支链的铰链刚度矩阵，利用有限元理论分别求得支链各柔性杆刚度，通过线性叠加求得支链的总刚度矩阵，最后利用MATLAB进行理论计算，得到支链在X、Y、Z方向产生的变形量。并用ANSYS软件对模型进行仿真分析，结果表明，理论计算与仿真结果基本一致。验证了该方法求解支链刚度的有效性，为利用该方法求解整个柔性并联机构的刚度提供理论依据，为研究柔性并联定位平台的精度提供了帮助。

6自由度自动纤维铺放成型机设计与研究

曹忠亮, 林国军, 郭登科, 曹清林

2022, (4): 75-81. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.011

摘要 HTML PDF(1574KB)

摘要:
针对复合材料自动铺放设备进行设计及研究，基于自动铺放成型设备运行原理，利用SolidWorks软件建立纤维铺放成型机各个部件的三维模型。以6自由度纤维丝铺放成型虚拟样机关键零部件为研究对象，利用ABAQUS软件进行静力学分析及模态分析，得到了关键零部件的仿真结果。通过分析关键零部件的仿真数据，验证铺放成型机的结构能够满足铺放设备作业时所需的强度、刚度及稳定性等要求。建立了铺放成型虚拟样机仿真模型，得到了芯模及铺放头与机械臂连接处的速度及加速度变化规律，通过分析铺放速度及加速度变化范围，验证了6自由度纤维铺放成型虚拟样机设计的合理性。

西门子828D数控系统数据采集与存储

斯兴瑶, 廖映华, 胥云, 黄宇, 杨明

2022, (4): 82-87. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.012

摘要 HTML PDF(1185KB)

摘要:
西门子828D数控系统是西门子的全数字化中高端数控系统。主要研究西门子机床自身的OPC UA，并开发符合OPC UA规范的客户端，利用该客户端获取变量的信息，通过Python开发的程序采集OPC UA服务器当中的数据，并将采集的数据处理后存储到MySQL数据库中。结果表明，在数据表的基础上，利用数据表区分功能减少的单表存储量，采用数据库的读写分离的架构，避免数据阻塞，从而提高了数据库的性能。

面向多规格螺母的自动拧紧机系统

郝欣妮, 高艳, MohammedAhmed Ebrahim Alaghbari, 邹浩

2022, (4): 88-93. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.013

摘要 HTML PDF(1322KB)

摘要:
不同型号的汽车保险丝盒结构上存在较大的差异，装配时需要拧紧的螺母规格和种类繁多，人工装配必须使用多把电批轮换进行，不仅效率低而且拧紧力矩也无法精确控制。设计了一种基于扭矩监测的面向多规格螺母的自动拧紧机，可自动实现多规格螺母的上料、定位、拧紧、拧紧力矩实时检测和自动更换扳手功能。经过样机试验测试，系统运行可靠并且拧紧效果良好，生产效率与人工装配相比提高了20%以上，还提高了汽车保险丝盒装配的柔性化水平。

狭窄空间侧孔的斜顶抽芯机构设计

熊毅, 陈建学, 李帅杰

2022, (4): 94-97. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.014

摘要 HTML PDF(1272KB)

摘要:
针对塑件内部狭窄空间内侧孔的抽芯问题，提出了采用镶件与斜顶配合成型的方法。以塑料外壳为例，首先将狭窄圆筒从型芯中分割成镶件，以减少型芯的加工难度；采用斜顶对圆筒中的侧方孔成型，针对斜顶向外抽芯时会与塑件发生干涉的情况，将抽芯方向调整为沿圆筒径向向内；然后利用将斜顶机构嵌套在镶件上的方式，解决了斜顶机构在狭小空间的干涉问题。

基于ASX400铣刀盘车铣复合与五轴加工技术研究

师耀堂

2022, (4): 98-102. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.015

摘要 HTML PDF(1532KB)

摘要:
车铣复合与五轴加工都属于多轴加工技术，以铣刀盘的多轴加工过程为主线，阐述车铣复合加工的外圆铣削和端面铣削原理，螺旋槽的编程方法、人机对话编程与操作的实践；说明五轴机床定向加工原理和基于UG的零件CAM过程、分析RPCP刀具跟随编程的起因和原理，给出机床RPCP参数的测算方法和五轴工件坐标系的确定方法，为相关从业者提供经验借鉴和指导作用。

<p>双曲面型离子阱极杆精密车削方法</p>

李佳伟, 吉方, 赵舜

2022, (4): 103-109. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.016

摘要 HTML PDF(2717KB)

摘要:
<p>双曲面型离子阱极杆具有较高的表面质量和面型精度要求, 以满足离子阱的性能要求，然而现有的加工工艺方法存在诸多不足，因此提出了基于慢刀伺服的非圆截面精密车削工艺方法。首先，针对非圆截面车削加工中存在附加工作角度进行分析，仿真结果表明用偏心装夹能极大减小加工中刀具后角干涉对刀具角度的需求。其次，对于非圆截面车削加工中的轮廓误差的形成因素进行理论分析，仿真结果显示具对心误差能极大影响曲面的轮廓误差，为了获得亚微米的线轮廓精度，刀具对心误差须控制在1 μm以下。最后，通过试制加工，最终双曲面型的轮廓精度可优于0.3 μm。</p>

超大规格GH4169高温合金螺栓成形工艺及模具结构优化

刘乐, 殷银银, 金宏, 关悦, 刘秀岩

2022, (4): 110-115. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.017

摘要 HTML PDF(1671KB)

摘要:
针对大规格GH4169高温合金螺栓成形难度大、模具易开裂寿命低等问题，研究其成形工艺及模具结构。结合金属塑性成形理论，提出其成形工艺方案。采用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行数值模拟，分析了成形过程中的载荷-行程曲线、金属流动规律等，根据成形工艺，设计并优化相应模具结构，最后进行了工艺试验。通过数值模拟，获得了成形过程中的工艺参数，揭示了GH4169高温合金螺栓成形过程的变形机理。采用双层预应力组合凹模时，模具出现开裂，模具结构优化后采用三层预应力组合凹模满足成形要求，模具寿命较高，小批量试制的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满，所获数据与模拟结果基本一致。提出的GH4169高温合金螺栓成形工艺和模具结构是可行的，成形出的高温合金螺栓符合航天领域实使用要求，为大规格GH4169高温合金螺栓的生产提供一定的理论依据，对实际生产及其他相似零件具有指导意义。

AFA 3G连接柄指杆制造工艺优化

徐超, 甘露, 黄帆

2022, (4): 116-120. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.018

摘要 HTML PDF(1121KB)

摘要:
在传统AFA 3G连接柄指杆的加工工艺的基础上，针对AFA 3G连接柄指杆在传统加工过程中不能自动连续加工的问题进行分析，通过对U型槽铣刀、ϕ5.5 mm钻头、内孔铰刀的优化与改进，使U型槽铣刀在实际生产中的零件数量从50件提高到300件、ϕ5.5 mm钻头的零件数量从200件提高到2000件、铰刀的零件数量从100件提高到500件。文章提出的AFA 3G连接柄指杆制造工艺的优化方案，能够解决加工过程中刀具非正常断裂的难题并且还能实现产品的连续加工，不仅降低了人工劳动强度，提高了生产效率，还有效地提高了产品质量并降低了原材料和刀具成本。

薄壁镂空型工件的加工变形控制及工艺优化

崔亚超

2022, (4): 121-125. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.019

摘要 HTML PDF(1139KB)

摘要:
以复杂自由曲面为组成要素的薄壁镂空型工件，由于刚性差、结构复杂以及材料去除量大，传统加工中极易出现工件变形和振动，引起工件表面粗糙度差、刀具衔接痕迹重的缺陷。优化了薄壁镂空型工件设计方案，采用多轴定位与多轴联动加工组合的高速铣削工艺，研究了工艺系统的受力变形、热变形、减小刀具切削系统的振动、采用合适的切削参数等加工条件对薄壁镂空型工件表面质量的影响，并优化了工件的分区加工方案。结果表明，本工件采用优化方案能够在一次装卡中加工完成，避免重复定位产生加工误差和刀具衔接痕迹。

微小窄槽的数控车削加工技术研究

宋佳杰, 朱刚, 陈路

2022, (4): 126-131. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.020

摘要 HTML PDF(1421KB)

摘要:
以微小窄槽为研究对象，介绍了内型芯工件结构特点，从车削振动和锥度、微小窄槽车削、车削表面质量及编程效率等方面分析了工件的加工难点。编制了合理的数控车削加工工艺，设计了基于分离式可换刀头结构的微小窄槽专用车刀，在保证刀具刚性的情况下，通过三因素正交试验，确定了刀具的几何角度，并完成了专用车刀的制作。选用了合理的切削液，改善了已加工面的表面质量。运用宏程序方法进行高效数控编程，简化了加工程序，提高了生产效率。

面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法

刘忠强, 马嵩华, 胡天亮, 张桐嘉, 段岳飞

2022, (4): 132-139. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.021

摘要 HTML PDF(2339KB)

摘要:
为了提高立体视觉结构光三维重建系统的精度，提出了一种面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法，该方法分为误差标定、误差建模和误差补偿三部分。首先，提出一种新的误差标定方法，将立体视觉结构光系统的测量空间划分为离散的特征点并标定了整个空间内特征点的误差；然后，提出了基于神经网络的误差建模方法，建立起该空间的误差模型；最后，提出了适用于立体视觉结构光系统的点云误差补偿方法，将建立的误差模型用于误差补偿。实验表明文章提出的误差补偿方法平均减少了51.96%的直径误差和14.16%的球心距误差，精度提升效果明显。从而，验证了该算法的有效性和可行性。

大尺寸球形件的光笔式视觉测量系统设计

蒋灵搏, 李云雷

2022, (4): 140-144. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.022

摘要 HTML PDF(1277KB)

摘要:
为实现大尺寸球形零件的三维形貌、球径和球度误差等参数的测量，设计了光笔式视觉测量系统，系统主要由高分辨率摄像机、光笔和配套的图像处理软件组成。首先介绍了系统的测量原理，然后依次研究了其中的关键技术：光笔的结构设计和基于近景摄影测量的光笔标定方法，利用单应性矩阵建立光笔坐标系和摄像机坐标系之间转换关系的方法。基于光栅尺的精度评价实验表明，在2000 mm×1500 mm视场范围内，相对测量精度优于0.05 mm/m。选取大尺寸金属球为实验对象，提取了球面若干点的三维坐标，生成拟合球并计算出球度误差为2.068 mm。

一种无刷直流电机模糊自适应控制方法

宋丽君, 王燕

2022, (4): 145-148. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.023

摘要 HTML PDF(1083KB)

摘要:
针对传统PID控制参数固定、不易改动的不足，提出了利用遗传算法自动构建模糊逻辑控制器方法，并应用于无刷直流电机模糊自适应控制，提高了电机的控制性能。通过对无刷直流电机模糊自适应PID控制和传统PID控制进行对比研究，结果表明，该模糊自适应控制方法具有更好的动态性能和鲁棒性。

某型柴油机曲轴孔加工精度提升研究

李世永, 丁泽, 张春明, 郭鹏飞

2022, (4): 149-153. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.024

摘要 HTML PDF(1086KB)

摘要:
针对某型柴油机曲轴孔圆柱度加工质量问题，尝试应用5M1E分析，锁定“机”、“料”是主要因素，并进一步分析得知夹具压紧工件变形是问题根源。基于夹具现状，考虑尽量减少改造，分析与优化了夹具压头数量与位置，通过线下测量与试切验证相结合方式，得出夹具压头油路压力3 MPa时既能可靠压紧工件，又能避免压紧工件变形，大幅提升了曲轴孔加工精度，研究方法对各类曲轴孔加工质量提升提供了参考。

价值流分析在连接器装配中的精益改善应用

王玺, 梅清晨, 贾禄冰

2022, (4): 154-158. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.025

摘要 HTML PDF(939KB)

摘要:
以A车间连接器装配过程为例，研究了利用价值流分析并结合精益工具对连接器装配过程的精益改善。首先通过现场调研写实，绘制出了现状价值流图，识别出生产中存在的不增值环节。其次，运用精益思想分析出布局物流不合理、生产模式落后、线平衡率低、在制品多和标准化水平低等不增值因素产生的原因。最后，综合运用多种精益生产工具方法，优化了车间布局及物流、设计了拉动式生产、推行准时化配送、线平衡改善及推行标准作业等，实现车间人均效率提升35.02%，生产周期缩短26.93%，在制品量降低26.78%。

基于多目标多约束条件下排产算法设计与应用

罗小峰, 胡莹, 余翔

2022, (4): 159-164. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.026

摘要 HTML PDF(891KB)

摘要:
针对机加企业实际生产中面临的双工位、相邻设备和委外工序等多约束条件下的多目标生产排程问题，分析排程所需满足的各生产要素，建立最优化生产排程数学模型，提出动态交叉变异算子改进遗传算法，在以三段式编码为基础的传统排程算法中引入分子和裂变分子，利用染色体偏移，提高排程紧凑性的同时加快算法收敛速度，得出加权系数优化后的排产结果，最后通过算例求解并运用于实际生产中，大大提高生产排程效率。

基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现

庞建军

2022, (4): 165-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027

摘要 HTML PDF(3958KB)

摘要:
根据自身发展需要，以数字孪生车间运行模式和数字化车间构建等理论为指导，综合运用大数据、工业互联和数字仿真等技术，建立大数据信息平台与数字孪生管理系统，实现设备集成与互联互通，应用仿真技术于产品设计及关键工艺，完成车间数字化升级，大幅提升智能制造水平。

基于i5系统的TD500A钻攻中心精度试验分析

陈帅

2022, (4): 172-175. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.028

摘要 HTML PDF(1350KB)

摘要:
选择通用技术集团大连机床有限责任公司自主生产的TD500A立式钻攻中心为试验样机，匹配i5智能系统，以其整体为研究对象。通过雷尼绍激光干涉仪对其定位精度、重复定位精度进行测试，进一步验证配置i5系统的TD500A钻攻中心在精度方面的可靠性。研究结果表明：TD500A立式钻攻中心机床中的i5系统经过补偿，在线性轴定位精度等方面上有很大提升，文中研究结论对该系统在机床中的应用具有重要参考价值。

基于ARIMA和XGBoost的滚动轴承故障预测模型研究

张天瑞, 周福强, 吴宝库, 朱芷仪, 宋雨儒

2022, (4): 176-182. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.029

摘要 HTML PDF(1253KB)

摘要:
针对滚动轴承现有故障预测模型精度和准确率较低的问题，提出一种基于ARIMA时间序列预测和XGBoost分类算法的滚动轴承故障预测模型。首先，采用LMD联合FPA解决盲源欠定的问题；其次，使用KPCA选取敏感特征作为预测模型的输入，以提高轴承故障的分类精度；第三，通过Arima自回归模型预测轴承振动信号未来短期内变化情况，将预测结果输入XGBoost模型进行故障分类预测，实现滚动轴承故障识别，提高预测准确率；最后，通过美国凯斯西储大学使用的轴承数据集，进行实例验证，实验结果表明，该方法可以更准确地预测出轴承短期内振动信号变化并诊断出可能发生的故障，证明了该方法在滚动轴承信号含噪情况下，有效提取特征、识别故障和故障预警中具有可行性与可靠性。

内滚道缺陷对滚动轴承刚度特性的影响研究

李雷军, 张碧川, 高宇翔, 韩沁, 陈润霖

2022, (4): 183-188. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.030

摘要 HTML PDF(1743KB)

摘要:
滚动轴承广泛应用于矿用电机等大型设备，在工况复杂多变、运行条件恶劣的情况下，长期高负荷运转会导致滚动轴承产生疲劳点蚀，在滚道表面产生缺陷，缺陷的恶化会影响设备的正常工作。针对内滚道存在缺陷的滚动轴承，将缺陷引起的附加位移加到轴承的弹性形变中，根据力学平衡方程，分析各滚动体的载荷分布，并建立内滚道存在缺陷的滚动轴承刚度模型，分析缺陷长度和深度对滚动轴承刚度特性的影响规律。结果表明，缺陷位于非承载区时，缺陷轴承的平均刚度和无缺陷轴承的平均刚度相等；当缺陷随着内圈的转动由承载区向非承载区移动时，轴承的平均刚度先减小后增大，且平均刚度的大小与缺陷的长度和深度负相关。

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2022年第4期

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