• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      地面系留設(shè)施萬向滑輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

      2014-07-13 01:27:52呂永超王平安
      西安航空學(xué)院學(xué)報 2014年5期
      關(guān)鍵詞:萬向纜繩側(cè)板

      李 浩,呂永超,王平安

      (中國電子科技集團公司第三十八研究所 工程系統(tǒng)研究部,安徽 合肥 230088)

      1 引言

      機動式系留氣球作為浮空器領(lǐng)域的一個重要分支,因為其使用靈活方便,保障性能高并可根據(jù)任務(wù)需要隨時進行轉(zhuǎn)移的優(yōu)點,在應(yīng)急指揮、安防和通訊等方面發(fā)揮著越來越重要的作用[1-3]。

      萬向滑輪作為機動式系留氣球地面系留設(shè)施重要組成部分,安裝在地面系留設(shè)施水平橫梁的最前端,在系留氣球升空、回收、滯空工作過程中實現(xiàn)系留纜繩導(dǎo)向,同時通過內(nèi)部安裝的傳感器實現(xiàn)纜繩載荷及纜繩傾角的測量。本文設(shè)計了一種新型的萬向滑輪結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)系留纜繩換向及纜繩拉力和傾角的測量,同時具有重量輕、可靠性高、便于拆卸和安裝等優(yōu)點。

      2 設(shè)計要求

      機動式系留氣球萬向滑輪結(jié)構(gòu)主要是完成系留纜繩導(dǎo)向并實現(xiàn)纜繩拉力載荷及纜繩傾角的測量。由于受重量、風(fēng)速和任務(wù)載荷等因素的制約,對萬向滑輪結(jié)構(gòu)設(shè)計提出如下要求:

      (1)在纜繩受力張緊狀態(tài),萬向滑輪應(yīng)可隨纜繩載荷方向的變化實現(xiàn)水平、前后擺動。在前后擺臂上應(yīng)能夠安裝三維姿態(tài)傳感器。

      (2)在纜繩松弛狀態(tài)下,萬向滑輪應(yīng)根據(jù)實際需求進行配平調(diào)整,要求滑輪轉(zhuǎn)到任意位置均可自由停止。

      (3)便于實現(xiàn)系留纜繩與萬向滑輪的分離。

      (4)萬向滑輪應(yīng)設(shè)有防跳線保護裝置,防止纜繩脫槽損傷。

      (5)設(shè)備應(yīng)能進行分解或拆收,滿足公路及鐵路運輸標(biāo)準(zhǔn)。

      3 萬向滑輪結(jié)構(gòu)設(shè)計

      3.1 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計

      機動式系留氣球地面系留設(shè)施萬向滑輪結(jié)構(gòu)主要由滑輪、頰板、支撐板、下側(cè)板、前后底座、底座中心軸、配重塊等組成,具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。纜繩收放過程中,滑輪可在平面內(nèi)繞底部中心軸A2左右自由旋轉(zhuǎn),同時也可以在垂直平面內(nèi)繞中心軸B1B2前后自由轉(zhuǎn)動,并通過萬向輪底部配重塊進行配平調(diào)整,可保證滑輪轉(zhuǎn)到任意位置均可自由停止,從而可以實現(xiàn)纜繩在各種工況下順利換向。

      在系留氣球升空、回收和滯空過程中,當(dāng)纜繩受力張緊時,帶動滑輪組件繞A2點處中心軸旋轉(zhuǎn),通過與支撐板連接的傳感器壓塊擠壓壓力傳感器,實現(xiàn)纜繩拉力的測量。當(dāng)纜繩與豎直方向呈一定的偏轉(zhuǎn)角度時,頰板可隨纜繩繞滑輪中心軸同步旋轉(zhuǎn),在頰板頂端纜繩出口處安裝慣性傳感器,實現(xiàn)纜繩傾角測量。

      圖1 萬向滑輪結(jié)構(gòu)示意圖

      滑輪前端的纜繩限位裝置由四個滾珠組件構(gòu)成,水平和垂直方向的兩個滾珠組件分別限制纜繩上下、左右方向擺動范圍,在滑輪正下方及纜繩出口處安裝防跳線裝置,從而保證纜繩平穩(wěn)可靠卡入滑輪輪槽順利實現(xiàn)換向。同時,在支撐板的一側(cè)留有開口槽,便于維修過程中實現(xiàn)纜繩與萬向滑輪分離。

      3.2 萬向滑輪受力分析

      系留氣球正常穩(wěn)定工作時,設(shè)纜繩所受拉力載荷為T1=T2,傳感器壓力為F,由力矩平衡原理(T*L1=F*L2)可確定壓力傳感器量程。萬向滑輪受力示意圖,如圖2所示。

      3.3 材料選取及工藝確定

      導(dǎo)向滑輪作為主要受力件采用中碳鑄鋼材料,具有一定的韌性和塑性,強度和硬度較高?;喼伟宀捎肣345鋼板焊接而成,滑輪中心軸、底座中心軸、側(cè)板與支撐板的連接軸均采用40Cr,并進行調(diào)質(zhì)處理,提高強度和韌性。下側(cè)板組件采用Q345鋼板焊接而成,焊接過程中配合專用定位工裝進行,為了減小焊接變形的影響,焊接件上的孔均進行焊后加工,同時進行焊后振動時效處理,提高焊縫強度,降低內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸[4-5]。

      圖2 萬向滑輪受力示意圖

      4 萬向滑輪結(jié)構(gòu)有限元分析

      根據(jù)萬向滑輪結(jié)構(gòu)形式和實際應(yīng)用工況,建立有限元分析模型,模型使用實體單元,在轉(zhuǎn)軸處使用連接單元釋放其繞軸的轉(zhuǎn)動約束。

      4.1 材料確定

      萬向滑輪結(jié)構(gòu)主要由前后底座、底座中心軸、下側(cè)板、支撐板和傳感器壓塊等組成,各部件型號及材料性能如表1所示。

      表1 萬向滑輪結(jié)構(gòu)參數(shù)及材料性能

      4.2 模型載荷

      纜繩拉力載荷作用在萬向輪上,水平和垂直載荷均為纜繩最大制動載荷,如表2所示。

      表2 萬向滑輪載荷

      4.3 結(jié)果分析

      借助有限元分析軟件對萬向滑輪結(jié)構(gòu)進行靜強度分析,由分析結(jié)果可以看出,萬向滑輪最大應(yīng)力位于支撐板中部邊緣區(qū)域,應(yīng)力云圖如圖3所示。萬向滑輪關(guān)鍵部件應(yīng)力分析結(jié)果如表3所示,各部件安全系數(shù)大于1.5,均小于材料屈服強度。萬向滑輪最大變形量為7.075mm,位于支撐板頂端,變形圖如圖4所示。對萬向滑輪的傳力路徑進行分析可知,通過增加支撐板和下側(cè)板的厚度可有效減小萬向滑輪變形,對于支撐板中部邊緣應(yīng)力集中區(qū)域,在左右支撐板外側(cè)邊緣處采用局部加厚的方式可減小局部應(yīng)力集中,優(yōu)化后的支撐板結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。

      表3 應(yīng)力分析結(jié)果

      圖3萬向滑輪應(yīng)力云圖

      圖4 萬向滑輪變形云圖

      圖5 優(yōu)化后的支撐板示意圖

      5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

      優(yōu)化前的萬向滑輪結(jié)構(gòu)主要由底座、滑輪、中心軸、頰板、側(cè)板、配重塊等組成,結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

      圖6 優(yōu)化前的萬向滑輪結(jié)構(gòu)示意圖

      優(yōu)化前的萬向滑輪通過底座端部的法蘭盤安裝固定,優(yōu)化后的萬向滑輪則由殼體底座通過螺栓固定在底板上,安裝固定較為安全可靠;優(yōu)化前的萬向滑輪由于結(jié)構(gòu)形式的局限性,不具備測力功能,無法測量纜繩拉力,優(yōu)化后的萬向滑輪結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)纜繩拉力測量,并可實現(xiàn)纜繩拉力的實時監(jiān)測,確保系留氣球收放過程安全可靠;由于系留纜繩穿過底座殼體再經(jīng)由滑輪換向,纜繩難以與萬向滑輪分離,維修不便,優(yōu)化后的萬向滑輪支撐板上設(shè)計有開口槽,便于纜繩與萬向滑輪分離,便于維修;優(yōu)化前的滑輪重心距離中心軸線距離較近,導(dǎo)致配重塊的重量較大,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)中滑輪重心距離中心軸線距離較遠,從而減輕了配重塊的重量。此外,優(yōu)化后的萬向滑輪支撐板和下側(cè)板上設(shè)計有減重孔,進一步減輕了整體部件的重量。

      機動式系留氣球萬向滑輪結(jié)構(gòu)分別從安裝固定方式、測力功能、重量、可靠性及維修性等方面進行優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化后的萬向滑輪結(jié)構(gòu)安全可靠,可實現(xiàn)纜繩拉力測量及纜繩與萬向滑輪分離,可靠性維修性較高。優(yōu)化前后萬向滑輪結(jié)構(gòu)對比分析如表4所示。

      表4 萬向滑輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

      6 結(jié)語

      本文介紹了一種新型的萬向滑輪結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,既能實現(xiàn)纜繩換向又可實現(xiàn)纜繩拉力及傾角的測量,詳細闡述了萬向滑輪的結(jié)構(gòu)形式和工藝實現(xiàn)過程,并對結(jié)構(gòu)的剛度和強度進行有限元分析。分析結(jié)果表明,優(yōu)化后的萬向滑輪結(jié)構(gòu)的強度和剛度均滿足使用要求,具有廣泛的工程應(yīng)用前景。

      [1] 侯東興,劉東紅.浮空器在軍事斗爭中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].航空兵器,2006(3):60-64.

      [2] 肖益軍.機動式系留氣球的地面錨泊設(shè)施設(shè)計[J].浮空器研究,2013 (4):18-20.

      [3] 陳昌勝,趙攀峰.系留氣球載雷達系統(tǒng)分析[J].雷達科學(xué)與技術(shù),2007,5(6):410-414.

      [4] 孟顯利.振動時效技術(shù)在工程機械結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù),2011(6):136-138.

      [5] 王瓊,王良,涂澤文,等.大型鋼箱梁及其滑輪連接處同軸度控制的焊接制造工藝研究[J].船舶工程,2012(34):133-136.

      猜你喜歡
      萬向纜繩側(cè)板
      萬向接軸常規(guī)設(shè)計中的易損點及優(yōu)化舉措研究
      一種輪胎模具
      一種組合式萬向虎鉗的設(shè)計
      MEG4 規(guī)范對導(dǎo)纜孔的新要求及 相應(yīng)的設(shè)計改進
      重載萬向軸關(guān)節(jié)ZG34Cr2Ni2Mo鋼法蘭叉調(diào)質(zhì)裂紋原因分析及改進
      船舶靠泊過程中系纜作業(yè)仿真
      振動篩側(cè)板裂紋的處理方法
      深水工程船舶纜繩測力裝置設(shè)計與應(yīng)用
      水文測船調(diào)速電動纜繩收放機設(shè)計與應(yīng)用
      篦冷機側(cè)板的結(jié)構(gòu)改進
      四川水泥(2016年7期)2016-07-18 12:06:26
      北京市| 本溪市| 元朗区| 尚义县| 阆中市| 巩义市| 若羌县| 庆云县| 平顶山市| 墨脱县| 新昌县| 清水县| 博野县| 金乡县| 清新县| 榕江县| 平舆县| 开鲁县| 柘城县| 定边县| 安龙县| 江安县| 交城县| 若羌县| 渑池县| 龙胜| 双流县| 清远市| 邛崃市| 彭州市| 镇安县| 双桥区| 瑞昌市| 阿拉尔市| 武宁县| 嘉鱼县| 大港区| 北碚区| 长沙县| 黄陵县| 星子县|