新刊速递│《工程机械》2022年第9期
产品·结构
具有三方位预应力体系的桁架伸缩臂快装起重机
孙永胜
郑州新大方重工科技有限公司
摘 要｜根据复杂环境和超低风速风电机组施工的需要，研制开发了一种桁架伸缩臂快装起重机，模块化设计，大部件整体拆装，实现高效转场。下车采用车架与支腿合二为一的独创结构，多模式转向，适应风电场复杂路况。上车采用多级伸缩桁架结构，为满足转场运输道路限制，采用三方位预应力体系，提升大长细比类高耸轻柔型桁架结构的系统刚度和强度。通过优化分析、缩比模型验证及实体成功应用，形成新的设计方法，该机属国内外首创的新型起重机。
关键词：三方位预应力；风电机组吊装；桁架伸缩；快装起重机；缩比模型
试验·研究
动力换挡变速器多离合器换挡控制策略研究
蔡祖戈，詹东安
江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司
摘 要｜多挡动力换挡变速器在换挡过程中，为保证动力不中断和换挡平顺性，需要对多个离合器进行最优控制。提出一种分阶段控制的多离合器结合策略。通过对离合器结合与分离过程进行动力学分析，并基于搭建的平地机底盘传动系统机电液耦合仿真模型，对变速器换挡过程进行动态模拟分析及策略验证。整机换挡平顺性试验结果表明，采用分阶段控制策略的变速器在实际换挡过程可以实现动力不中断，保证了换挡平顺性，验证了控制策略的有效性。
关键词：动力换挡变速器；结合策略；换挡控制；仿真分析
基于DEM-FEM耦合法的搅拌筒强度分析
胡顺帆，白传辉，程晓东，姜 超
中国重汽集团青岛重工有限公司
摘 要｜在混凝土运输过程中，混凝土在搅拌筒内部不停搅拌，颗粒与搅拌筒之间的力学作用比较复杂。将EDEM与ANSYS Workbench耦合对搅拌筒强度进行分析，既能发挥EDEM处理颗粒问题的优势，又能发挥Workbench多物理场分析的优势，从而得到较准确的搅拌筒载荷分布状态，提高搅拌筒强度分析的准确性，为搅拌筒的轻量化优化改进提供依据。
关键词：搅拌筒；轻量化；EDEM；耦合
基于DEM-FEM耦合法的搅拌筒强度分析
胡顺帆，白传辉，程晓东，姜 超
中国重汽集团青岛重工有限公司
摘 要｜在混凝土运输过程中，混凝土在搅拌筒内部不停搅拌，颗粒与搅拌筒之间的力学作用比较复杂。将EDEM与ANSYS Workbench耦合对搅拌筒强度进行分析，既能发挥EDEM处理颗粒问题的优势，又能发挥Workbench多物理场分析的优势，从而得到较准确的搅拌筒载荷分布状态，提高搅拌筒强度分析的准确性，为搅拌筒的轻量化优化改进提供依据。
关键词：搅拌筒；轻量化；EDEM；耦合
用声音叠加原理定量测算双发动机的噪声强度
程海明，屈军坡，郑长波，王黎明
郑州宇通重工有限公司
摘 要｜以一种采用双发动机系统的装卸平台为研究对象，为在方案设计阶段预测装卸平台工作时的噪声强度，提出采用声音叠加原理定量测算噪声强度。通过理论计算、仿真分析，确定双发动机噪声叠加后噪声为92 dB（A）；模拟测试两台相同发动机的噪声叠加，测量噪声为91.9 dB（A）；模拟测量结果与理论计算结果、噪声仿真结果基本吻合，验证了理论计算和噪声仿真结果的正确性。仿真预测驾驶室、装卸平台前端和装卸平台尾端3个作业位置的噪声值符合相关指标要求。
关键词：装卸平台；双发动机；噪声叠加；仿真分析；噪声强度
高压辊磨机机架的刚度有限元分析
张擎宇1，王 勋2，任云鹏2
1. 辽宁五寰特种材料与智能装备产业技术研究院有限公司；2. 沈阳建筑大学
摘 要｜为了在设计阶段对高压辊磨机机架进行校核与优化，对辊磨机的机架进行静力学与模态分析，根据仿真计算结果分析辊磨机机架的刚度特性，得出辊轴轴线偏移量。结果表明，辊磨机机架刚度足够，辊轴轴线偏移量极小，满足设计要求。采用有限元分析方法可以在设计阶段对辊磨机的刚度特性进行比较准确的计算，对辊磨机机架的设计以及调心轴承的选择提供有效依据。
关键词：高压辊磨机；机架；刚度特性
装载机传动轴系动力学性能试验及优化设计研究
黄 遂，韩忠合，邵 杰，孙 润
广西柳工机械股份有限公司
摘 要｜针对某型装载机传动轴系受到异常振动引起中间支撑断裂的问题，对该装载机传动系统的振动特性进行机理分析，搭建可模拟整机工作状态的多功能传动轴试验台，获取传动系统动力学特性。通过试验测试及对AMEsim软件搭建的传动系统当量仿真模型进行分析，得出造成中间支撑开裂的原因主要为工作状态下的传动轴径向振动较大，中间支撑隔振性能差且支撑强度不足。采用高强度双列圆柱滚子轴承的改进方案，使传动轴振动值大幅减小，同时转矩明显降低，且对传动系统振动起到了衰减和隔振作用，中间支撑断裂问题得到有效解决。
关键词：传动轴系；动力学特性；振动分析；优化设计
基于蚁群算法的连续式沥青拌和设备粉料计量系统研究
马 闯1，杨人凤1，于建游2，张志刚2
1. 长安大学；2. 河北省高速公路公司延崇筹建处
摘 要｜粉料计量系统是连续式沥青拌和设备的核心，通常采用模糊PID控制，其模糊规则建立时受到人的主观性及局限性的影响，难以保证计量精度。引入蚁群算法对模糊规则进行优化，并在Matlab环境下编写M文件进行仿真。仿真结果表明蚁群算法能够解决模糊规则的组合优化问题，进而提高粉料计量精度，而且具有良好的动态响应特性。
关键词：粉料计量；模糊PID；蚁群算法；模糊规则
塔式起重机拉板结构试验及优化
张保山1，张 斌2
1. 长沙中联重科环境产业有限公司；2. 湖南中联重科智能高空作业机械有限公司
摘 要｜利用拉板试验平台对塔式起重机拉板结构进行最大承载力测试，并探究两端夹紧工况对拉板结构最大承载力的影响。试验结果表明，由于拉板结构的设计缺陷导致拉板在作业过程中承受了较大附加弯矩，严重降低了拉板结构最大承载力，对拉板两端进行夹紧则能够有效消除附加弯矩对拉板结构最大承载力的不利影响。基于试验成果，提出拉板结构优化改进方案。优化后的拉板较原结构承载能力提升142.7%，有效保证了拉板结构的作业安全。
关键词：塔式起重机；拉板；最大承载力；附加弯矩
剪切式破碎机刀具参数的优化研究
汪 路，管会生，彭雄飞，母国旺
西南交通大学机械工程学院
摘 要｜剪切式破碎机的刀具在与物料产生剪切、切削和撕裂等作用时，存在磨损严重，使用寿命低的问题。为提高剪切式破碎机刀具的使用寿命，以工业油桶作为破碎对象，对破碎机刀具的剪切参数和切削齿结构参数进行优化。建立刀具剪切参数与剪切力关系的多元非线性回归模型，利用遗传算法对回归模型进行优化研究，得到刀具剪切参数的最优配置。采用ANSYS Workbench响应曲面优化方法，以切削过程中刀具最小等效应力和最小总变形为目标，对切削齿关键结构参数进行优化，最终得到优化后的切削齿结构参数。
关键词：剪切式破碎机；剪切参数；遗传算法；结构参数；响应曲面优化
基于BP神经网络PID控制的水泥稳定碎石集料计量控制系统研究
王 钧1，田文贺1，石杰荣2，张春海3，何亚乾4
1. 长安大学；2. 陕西省交控集团公司京昆改扩建管理处；3. 河北省高速公路公司延崇筹建处；4. 中建路桥集团有限公司
摘 要｜为了解决常规PID控制在水泥稳定碎石集料计量系统中参数动态匹配不佳的问题，提出一种基于BP神经网络PID控制的方法，设计BP神经网络集料计量PID控制器，利用Matlab/Simulink软件建立其控制模型，并进行仿真分析。仿真结果表明：对比常规PID控制，BP神经网络PID控制系统超调量更小、响应速度更快、收敛于设定值的调节时间更短、稳定性更好，系统抗干扰能力更强，更符合水泥稳定碎石集料的计量要求。
关键词：集料计量；PID控制；BP神经网络；BP神经网络PID控制
设计·计算
可调式喷嘴煤粉燃烧器的结构设计与分析
翁亚华，黄晓华
南京理工大学机械工程学院
摘 要｜煤粉燃烧器是水泥熟料加工系统中的重要设备，设备优劣直接影响到水泥厂的产品质量、能源消耗、环境保护和经济效益。为了能够在水泥生产中节约燃料降低水泥生产成本，减少COx 、NOx等废气的排放，实现水泥工业中的节能降耗、低碳环保以及生态效益。设计一种新型可调式喷嘴燃烧器，可以通过可旋转双球结构方便火焰的调节，而且喷嘴角度的调节可以通过伺服电机去控制，操作方便。运用fluent软件进行数值模拟分析，通过对仿真结果的分析进行结构的优化以及仿真分析，得出双球喷嘴直径为20 mm，喷嘴出口流速分布情况最佳，有利于煤粉的燃烧，同时，喷嘴角度发生改变火焰形状也随之发生改变。
关键词：可调式喷嘴；结构设计；数值分析
抱压式锚杆静压桩机夹桩机构的静力分析
吕文龙，沈仁良
广东省建筑科学研究院集团股份有限公司
摘 要｜对抱压式锚杆静压桩机压桩时夹桩机构进行静力分析，结果表明：1） 压桩时，抱压式锚杆静压桩机的压桩力随液压缸作用力的增大而增大，随锥形楔块升角的减小而增大，随夹桩机构内部钢与钢的静摩擦因数的减小而增大，随钳口与预制桩之间的静摩擦因数的增大而增大；2） 夹桩时，抱压式锚杆静压桩机的夹桩力随液压缸作用力的增大而增大，随锥形楔块升角的减小而增大，随夹桩机构内部钢与钢的静摩擦因数的减小而增大。
关键词：压桩；夹桩机构；静力分析；抱压；锚杆静压桩机
振动性能驱动的直齿轮齿廓修形设计研究
张雪强1，2，赵书樊1，2，郭丽君1，2，侯祥颖3，李政民卿3
1.中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心；2.航空机电系统综合航空科技重点实验室；3.南京航空航天大学机电学院
摘 要｜针对航空圆柱齿轮冲击和振动问题，开展振动性能驱动的齿廓修形设计研究。以某航空齿轮为例，分别开展直线长修形、直线短修形及抛物线长修形3种齿廓修形优化设计研究。以低振动为目标，分别确定3种修形方式对应的最佳修形量和修形长度，并对比3种修形设计的齿轮振动分析结果，结果表明，3种修形方式都有效地降低了系统的振动，其中直线长修形方式在本文算例中效果最佳。
关键词：直齿轮；动力学建模；齿廓修形；低振动优化
深水海洋工程船起重机基座结构设计
张美荣1，徐田甜2，张勇青1，陈 卓1，何宁强1
1. 海洋石油工程股份有限公司；2. 中海石油（中国）有限公司天津分公司
摘 要｜深水海洋工程船起重机的大型化给基座和船体设计带来了总体布置、结构强度、刚度和疲劳等方面的挑战。应用DNV SESAM软件分析海洋工程船的水动力性能，确定船体运动惯性和船体总纵弯曲载荷。应用PATRAN/NASTRAN软件分析起重机基座结构强度和刚度，确定起重机基座和与船体的连接结构设计，基座刚度满足侧向挠度设计衡准要求。基于美国石油学会、挪威船级社的规范要求和“热点应力法”，应用DNV SESAM软件评估了起重机基座和与船体的连接结构典型热点的疲劳寿命。结果表明由起重机作业载荷变化产生的基座结构疲劳损伤是其总疲劳损伤的主要成分，疲劳寿命满足工程船作业25 a的设计要求。
关键词：工程船；起重机；基座；有限元分析；疲劳寿命
工业车辆锂电池模组设计方案
孙仁诣，洪 磊，吕 帆
安徽和鼎机电设备有限公司
摘 要｜根据实际的生产案例，介绍一款适用于工业车辆上的锂电池模组。为满足工业车辆比较特殊的使用工况，从锂电池模组结构设计、汇流排过流能力设计、激光焊接设计、锂电池模组安全防护设计、电芯电压和模组温感信号采集设计等方面给出相应的设计解决方案。并基于相关的锂电池模组振动试验、倍率充放电试验、高低温充放试验以及焊接轨迹金相试验等结果，得出该款工业车辆锂电池模组设计方案可行。
关键词：工业车辆；锂电池模组；模组设计
沥青混凝土摊铺机关键部件有限元分析
李志虎
内蒙古自治区交通运输事业发展中心
摘 要｜随着交通运输事业迅猛发展，沥青混凝土摊铺机广泛应用于道路施工中，摊铺机性能的优劣直接关系到所铺路面质量的好坏，摊铺机关键部件结构影响其使用寿命。进行沥青混凝土摊铺机牵引力理论计算，建立摊铺机三维实体模型，利用ANSYS Workbench分析摊铺机机架及牵引大臂应力，检验其设计的合理性，为摊铺机关键部件的设计制造提供理论参考。
关键词：摊铺机；结构设计；应力；牵引力
基于多场耦合的重载矿用自卸车货箱仿真分析与优化
张少健
徐州徐工矿业机械有限公司
摘 要｜通过多体动力学软件、液压系统软件、离散元软件及有限元软件对载重300 t级重型矿用电传动自卸车货箱轻量化后结构开展多学科多场耦合分析，得到不同工况下货箱结构的应力分布，根据模态分析结果展开针对性优化，优化后分析结果表明，货箱强度、刚度、模态和振型满足相关标准要求，提升了货箱结构的可靠性，满足了其复杂工况下的使用要求。
关键词：货箱；多体动力学；离散元；有限元；结构优化
液压·液力
自卸荷先导液压控制系统节能性研究
贾俊礼1，朱耿寅1，张翠翠1，沈彦斌1，张 超2
1. 山推工程机械股份有限公司；2. 陆军装备部驻南京军代局驻泰安军代室
摘 要｜设计自卸荷先导液压系统，在工程车辆启车后，先导泵先给蓄能器充压，当达到设定压力时，先导泵以较低压力卸荷。随着内泄漏和手柄操作，蓄能器压力降低，当低于设定压力时，通过双油源自卸荷减压阀重新给蓄能器充压。主油路除给工作装置供油外，也作为油源通过双油源自卸荷减压阀为先导系统供油，操纵工作装置时，主油路也可以给蓄能器充压，以降低先导泵充压循环频次。
关键词：双油源；自卸荷；先导；节能
大型装载机典型液压系统节能对比及分析
梁振国，贾 崇，范武德
广西柳工机械股份有限公司
摘 要｜以8 t级装载机为基本机型，对定量系统、全变量系统、开中芯定变量系统和闭中芯定变量系统等4种液压系统节能特性和工作效率进行对比分析，计算一个作业循环下，4种液压系统做的总功、中位损失、溢流损失和节流损失，并计算出各系统的工作效率。分析结果表明，闭中芯定变量系统在开中芯定变量系统的基础上解决了能量损失大的问题，同时还实现了全变量负载敏感系统复合动作的功能，使整机更加高效节能。
关键词：闭中芯定变量系统；复合动作；节能
材料·工艺
轮胎式集装箱起重机电缆布置方案
赵黎晶
上海振华重工股份有限公司
摘 要｜轮胎式集装箱起重机（简称轮胎吊）是专业化集装箱码头堆场的主力设备，占据场桥市场份额的85%左右。介绍电缆在轮胎式集装箱起重机上的推荐布置方案，包含龙门架结构不同电缆走线形式及优缺点分析，起重机房体沟通电缆及房顶元件支架布置方案，房体内施工材料改进，小车架电气元件支架优化以解决空间局促问题等，结合生产基地经验，涉及安全、品质、成本、效率提升，为轮胎吊电缆通路及电气元件设计提供参考。
关键词：轮胎式集装箱起重机；电气支架及管路安装形式；电缆布置方案；成本
大型反击式破碎机锥孔轴承的安装方法
王 伟
河南黎明重工科技股份有限公司
摘 要｜反击式破碎机通常采用调心滚子轴承，该型轴承能够承受较大的径向载荷，具有自调心功能。当轴承尺寸较大时，为便于安装，优选锥孔轴承。由于大型反击式破碎机使用的轴承尺寸大，轴承座跨距大，轴承的安装精度难以保证。通过确定合理的轴承径向残余游隙，采用液压法对大型锥孔轴承进行安装，并对轴承座及轴承进行精确的位置调整，以保证轴承的径向残余游隙和两轴承座的同轴度要求。安装后经空载试机，轴承温升和最高温度满足相关标准要求。
关键词：轴承安装；锥孔轴承；轴承游隙；同轴度；破碎机
施工技术
智能化混凝土喷射机组喷涂工艺流程方案分析
姚 润
成都奥图科技有限责任公司
摘 要｜结合现有的隧道工程支护技术以及混凝土喷射设备的智能化应用，在调研了混凝土喷射设备操作人员现场喷涂工艺的基础上，基于混凝土喷涂智能化装备对其喷涂工艺流程进行研究。针对有钢拱架全断面开挖的隧道，介绍智能化混凝土喷射机组的喷涂工艺流程方案，以供同行参考。
关键词：混凝土喷射机组；智能化；喷涂工艺流程
超大直径盾构铰接环组装技术研究
张 超，何佳裕，姜 鹏
中交天和机械设备制造有限公司
摘 要｜面对国内越来越多的超大直径盾构使用需求，根据盾构设计结构形式不同，超大直径盾构的现场组装难度也不断增大。以珠海兴业快线项目工程Φ15.76 m超大直径同步掘进盾构为例，针对超大直径盾构的铰接环铰接密封面现场叠加组装困难、对履带起重机吊载能力要求高等问题，创新设计铰接环整体组装用翻身装置，完成了国内首例超大直径盾构铰接环通过翻身装置进行组装的成功案例，详细介绍其组装流程，对以后类似工程具有借鉴意义。
关键词：超大直径盾构；组装技术；铰接环翻身装置
水工混凝土搅拌设备的选型研究
郑晓刚1， 2，方 毅1， 2，李跃兴3
1. 杭州江河机电装备工程有限公司；2. 水利部产品质量标准研究所；3. 中国水利水电第八工程局有限公司
摘 要｜混凝土生产系统是水电工程建设最主要的辅助生产系统，水工混凝土搅拌设备的选型直接影响水电工程建设的质量、进度和混凝土生产成本。重点叙述混凝土搅拌设备的分类、参数及特性和设备选型原则，并分析混凝土搅拌设备生产能力，对水工混凝土生产系统搅拌设备的选型有积极推进的指导作用。
关键词：水工混凝土；混凝土搅拌设备；选型；生产能力
使用维修
基于入岩状态的旋挖钻机动力头系统优化设计
李 源，黎起富，滕召金，陈 浩
恒天九五重工有限公司
摘 要｜为更好地适应旋挖钻机入岩的不稳定工况，现有旋挖钻机一般采用双马达或者三马达动力头，这种动力头大都存在漏油、齿轮箱易损、甩土慢、启闭时间长、与发动机功率匹配不佳、过载以及能耗高等问题。针对以上问题，对现有旋挖钻机动力头做技术性的优化改进，包含结构优化和液压系统优化。优化后的动力头系统得到成功应用，达到满足各种地质入岩使用和节约成本的良好效果。
关键词：旋挖钻机；动力头；优化设计
质量·管理·营销
一种挖掘机的改进型SVR-SARIMAX混合销量预测模型方法
秦秋洪，陈 羽，向 哲,黄小英
广西柳工机械股份有限公司
摘 要｜为预测挖掘机销量，提出一种改进型SVR-SARIMAX混合预测模型方法。模型考虑了当月指标特征无法获取的问题，对指标特征数据采用时间偏移处理；针对周期性数据建立多元季节性自回归移动平均模型（SARIMAX），用于预测稳态的时间序列销量数据；对特殊月份（旺季）设计囤货因子，使用囤货因子建立支持向量回归模型（SVR），用于预测特殊月份销量数据；最后合并预测结果。使用2010—2021年全国挖掘机月度销量数据及20个指标特征作为模型输入，模型在训练集上的平均预测准确率（MAPE）为86.9%，在测试集上为84.2%，均优于SVR模型和SARIMAX模型。
关键词：工程机械；销量预测；时间序列；SVR；SARIMAX
工程机械可靠性工程指标体系研究与构建
张新元，郭 宇，薛 璐，高薇薇
江苏徐工工程机械研究院有限公司
摘 要｜阐述当前工程机械行业智能化和电动化的背景下，整个产业可靠性工程指标体系方面存在的问题与不足。根据指标体系生成的原则和方法，构建了工程机械可靠性工程指标体系框架，并介绍了各级可靠性工程指标的含义及适用范围。最后，提出工程机械行业的可靠性工程指标选用建议，为工程机械可靠性研究以及指标选用提供支持。
关键词：工程机械；可靠性工程；指标体系
