转速与线速度范文
时间:2023-04-05 02:05:17
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篇1
关键词:冠心病;γ-谷氨酰基转移酶;血管内皮功能;脉搏波传导速
【中图分类号】G575【文献标识码】A【文章编号】1674-7526(2012)08-0037-03
γ-谷氨酰基转移酶(γ-glutamyltransferase,γ-GT或GGT)又称γ-谷氨酰转移酶(γ-GTP或GGTP),是一种含巯基的线粒体酶,催化γ-谷氨酰基从谷胱甘肽(GSH)转移到另一肽或氨基酸分子,参与γ-谷氨酰循环。GGT主要分布在肾、肝、胰腺。血清中GGT主要来自肝脏。GGT是肝脏和胆管中的一种特异性酶。长期以来,GGT在临床上一直主要作为肝胆疾患诊断及鉴别诊断的指标。但近年来国内外相关研究表明,GGT在动脉粥样硬化、高血压和糖尿病的发生和发展中具有独立的作用,可被视为心血管疾病的危险因素和预后指标,且其与传统的心血管危险因素如乙醇摄入、吸烟、体重指数(BMI)、LDL、TG、心率、收缩压、舒张压、血糖等有着显著相关性。故此认为其不仅可以作为肝脏损伤的标志,而且与心血管疾病的发生发展存在一定的关系。
临床研究方面,Stojakovic T等研究了2556例冠脉造影明确冠心病的患者后发现,GGT水平与冠心病患者的性别(男性)、酒精摄入量、血压水平、甘油三酯水平、C-反应蛋白水平、白介素-6水平均呈正相关。较高水平的GGT是冠心病患者全因死亡率及心脏事件死亡率的危险与预报因子,且独立于其他心血管危险因子存在。崔庆等研究了726例冠心病患者,发现GGT升高的患者有143例,异常率19.67%。故此认为在排除了肝脏疾病的冠心病患者中,仍有1/5的患者GGT升高,故认为冠心病患者血清GGT升高不能单纯以肝脏受损解释。冠心病与GGT两者之间可能存在着一定的关联。而Paolicchi等则更是从实验室中找到相关证据:利用免疫组化技术观察到在冠状动脉斑块内部存在大量GGT,其与氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的分布相同。以上均提示表明GGT与冠状动脉粥样硬化密切相关,但其具体机制未明。
动脉脉搏波由血液从左心室搏出后血流扩张主动脉壁产生,并沿着血管壁向周围血管传导。其在一定距离的动脉节段上传导的速度则被定义为脉搏波传导速度(PWV)。其值的大小与动脉壁的生物力学特性、血管几何特征和血液密度以及年龄、性别、血压等多种因素等相关。因为血管腔径、血管壁厚度等几何特征以及血液密度都相对恒定,所以PWV可在一定程度上反映动脉壁的生物力学特性,即动脉弹性。如众所知,冠状动脉粥样硬化是冠心病的病理基础。研究更表明ba-PWV>1.8m/s则预示着严重的冠状动脉事件的发生。故此,ba-PWV不仅与冠状动脉狭窄程度相关,亦是严重冠脉事件发生的预测因子之一。
血管内皮功能障碍在动脉粥样硬化的发展过程中起着重要的作用,是目前公认的动脉粥样硬化的重要发病机制之一。近年来,国内外研究者对检测血管内皮功能的指标―血流介导性舒张(flow-mediateddilation,FMD)与冠心病的关系进行了探讨,已证实了内皮功能障碍与冠心病有明确的关系。
血管内皮功能障碍可引发一氧化氮(NO)等血管活性物质分泌减少从而导致血管舒张异常,故此可以应用超声检测外周动脉血管舒张功能的变化,从而评价动脉粥样硬化病变早期的血管内皮功能障碍。1992年,Celermajar首先建立了超声评价内皮功能的无创方法:即通过测量肱动脉血流介导的血管扩张功能 (FMD)来评价血管内皮功能。FMD是指利用反应性充血作用,刺激血管内皮细胞释放内皮衍生性舒张因子如一氧化氮等,从而引起血管舒张。Anderson 等于1995 年应用心导管介入造影法和肱动脉FMD法,证实冠状动脉内皮功能障碍与肱动脉内皮功能障碍之间存在明显的相关性。肱动脉异常舒张对冠状动脉内皮功能障碍的阳性预测值为95%,提示FMD不仅能很好反映外周动脉血管内皮功能的变化,也可在一定程度上反映冠状动脉的内皮功能,故其与冠心病亦存在相关性,可以成为冠心病的危险预测因素之一。
目前,虽然对高血压、高血脂、糖尿病等传统心血管危险因素进行药物干预早已得到临床重视,但是动脉粥样硬化性心血管疾病的发病率却依然在不断上升。因此,我们需要人群中寻找新的危险因素。最近,国内外研究发现,γ-谷氨酰基转移酶与动脉弹减退有关:日本学者Saijo Y等研究了3412例体检者,发现GGT水平与脉搏波传导速度明显相关。李刚等研究了123例原发性高血压患者GGT与PWV的关系,结果提示PWV水平随着GGT升高而增加,PWV与GGT之间存在明显正相关性(r=0.41,P
以下多列对象分组进行研究以及方法:
1研究对象及分组
研究对象为入选2010年4月至2012年4月汕头大学医学院附属粤北人民医院心内科住院病人中因胸痛而就诊者。其中冠心病患者91例,男70例,女21例,平均年龄60.88±12.39岁,有心绞痛病史或/及心电图表现,冠状动脉造影显示至少一支冠状动脉管腔内径狭窄程度≥50%。非冠心病对照者30例,男25例,女5例,平均年龄56.20±13.03岁,经冠状动脉造影证实无明显冠状动脉狭窄。
2研究方法
2.1常规检查:全部实验对象均测量身高(m)、体重(kg)、体重指数(BMI)=体重(kg)/身高(m)2。禁酒、烟、咖啡等24小时以上。禁食10小时后清晨空腹抽取肘静脉全血5毫升,采用日立7172全自动生化分析仪测定:LDL-C、HDL-C及TG。
2.2GGT检测:采集患者于冠脉造影术前清晨6:00空腹平卧位肘静脉血5ml , 以EDTA抗凝,硝基苯酚连续监测法由贝克曼XL-20全自动生化分析仪进行检测。
2.3肱踝脉搏波传导速度 (ba-PWV)检查:据2006年中国血管病变早期检测技术应用指南(第一次报告),采用汕头大学医学院附属粤北人民医院日本科林VP-1000动脉弹性检测仪测定患者ba-PWV。受检者要求空腹或餐后2小时以上;检查前一天及当天禁止饮用咖啡、浓茶,禁止吸烟。 受试者取平卧位,安静状态下休息30分钟后开始进行检测;询问受试者基本资料:姓名、性别、出生日期、身高、体重、诊断及治疗方案、受试当天测定的上、下肢血压等数据,输入日本科林公司VP-1000动脉弹性检测仪。受试者取去枕仰卧位,采用右侧肱动脉和踝动脉为测量部位,探查动脉搏动最明显处,将压力感受器置放于相应测量部位,将年龄、身高、体重及右侧上下肢血压输入计算机,计算机将自动计算ba-PWV。ba-PWV=测量动脉节段的体表距离/波传导时间(m/s)。
2.4肱动脉血流介导的内皮依赖性舒张功能 (FMD)检查:根据2006年中国血管病变早期检测技术应用指南(第一次报告),采用汕头大学医学院附属粤北人民医院美国GE公司Vivi-7彩色多普勒超声诊断仪测量FMD。受检者要求:受试者空腹,检查前一天及当天禁止饮用咖啡、浓茶,禁止吸烟。检查前准备 受检者取平卧位,安静状态下休息3分钟后开始检测。检查方法受检者取去枕仰卧位,一侧上臂肱动脉为受检动脉,嘱患者将该侧手臂轻度外展15度左右,并放松上臂肌肉。连接肢体导联心电监测并同步实时监测心电图。
2.5冠状动脉造影:均采用经桡动脉(或股动脉)选择性冠状动脉造影方法,由同一位高年资,经验丰富医师判读结果,并对其采取盲法。左主干、前降支、回旋支或右冠状动脉任何一支冠脉管腔内径减少≥50%者诊断为冠心病。
统计学方法
所有计量资料表示为x±s,计量资料各组之间差异使用成组t检验,计数资料使用卡方检验。部分计量指标间的相关性检验采用单因素直线相关分析。多因素分析采用多元线性逐步回归,入选和剔除标准分别为0.10和0.15。a=0.05为显著性差异标准,P
3结果
3.1冠心病组与非冠心病组一般资料,见表1。
龄、性别、BMI比较差异无统计学意义(P>0.05),两组受试者的HBP、DM、LDL-C、HDL-C、TG比较差异有统计学意义(P
3.2GGT与ba-PWV及FMD的相关性
3.2.1冠心病组与非冠心病组GGT、ba-PWV、FMD比较:冠心病组GGT与ba-PWV显著高于非冠心病组,FMD显著低于非冠心病组,差异有统计学意义(P
3.2.3ba-PWV、FMD与相关危险因素的多因素分析:在所有受试者中,以ba-PWV为因变量,年龄、性别、BMI、HBP、DM、LDL-C、HDL-C、TG、GGT等危险因素为自变量行多元逐步回归分析显示,GGT与ba-PWV的相关关系依然存在(r=0.524,p
3.3对脉搏波传导速度ba-PWV的重复性测定:同一名受试者,于安静状态下休息30分钟,然后取去枕头平卧位,重复测量ba-PWV 20次的变异系数为3.25% (见表3)。
4讨论
动脉的弹,使得其可以在心室收缩期缓冲左心室射出血液产生的波动,故收缩压不至于过高;而在心室舒张期,又可推动血液继续向前,故舒张压不至于过低。这种动脉张力的控制主要与动脉血管内皮细胞能合成和释放血管活性物质(如一氧化氮)有关。动脉弹不仅是收缩压、舒张压和脉压水平的重要决定因素,而且在一定程度上可反映动脉血管内皮功能,能反映早期亚临床的血管病变。
我们的研究发现冠心病患者的ba-PWV显著高于非冠心病患者,与前人的报道一致,动脉弹性减退表现为PWV的增高,而危险因素的持续存在使动脉壁逐渐发生结构变化,最终导致全身血管粥样硬化病变(包括冠状动脉粥样硬化性病变)的发生,故此PWV是评价动脉粥样硬化的可靠指标,PWV对冠心病可能有一定的辅助诊断价值。
动脉血管内皮除了具有天然屏障作用外,还具有十分活跃的代谢和内分泌功能,可以合成和分泌一些血管活性物质:如内皮素和NO、血小板源生长因子及控制白细胞粘附与移入的表面粘附分子等。血管内皮细胞能感知血液中的炎性信号、激素水平、切应力、压力等信息并可及时对这些信息作出反应:通过释放活性物质以维持血管系统的稳态,故血管内皮细胞其既是感应细胞又是效应细胞,在血管的生理功能维持方面起着重要的作用。许多心血管危险因素可导致或加重内皮功能损伤,从而诱发或加重心血管疾病的发生发展。近年来,很多国内外实验已证明血管内皮功能障碍是动脉粥样硬化的早期改变,与冠状动脉粥样硬化有明确关联,是目前公认的动脉粥样硬化的重要发病机制之一。Anderson等于1995年应用心导管介入造影法和肱动脉FMD法,证实冠状动脉内皮功能与肱动脉内皮功能存在明显的相关性,肱动脉异常舒张对冠状动脉内皮功能障碍的阳性预测值为95%。故此,FMD被认为是血管内皮功能无创评估的金指标。
在血管重塑的动物模型中可以观察到内皮损伤程度与血管管壁增厚程度、管腔狭窄程度、动脉弹性减退程度均呈正相关。我们的研究发现冠心病患者的FMD显著低于非冠心病患者,与前人的报道一致,在所有受试者中行单因素直线相关分析发现FMD与ba-PWV存在显著负相关关系(r=-0.668,P
GGT是γ-谷氨酰基循环的关键酶,它的主要催化作用是分解谷胱甘肽为谷氨酸和半胱氨酰甘氨酸,并且作为转肽酶催化γ-谷氨酰氨基酸转运进入细胞氨基酸池进行再利用。故于肝胆疾患时,其在血中的浓度可明显上升,从而成为临床上常用的肝胆疾患的诊断指标之一。但近年来,国内外相关研究表明,GGT水平的升高可预测2型糖尿病、代谢综合征、心血管疾病的发生率和死亡率,且其与传统的心血管危险因素如乙醇摄入、吸烟、体重指数(BMI)、LDL、TG、心率、收缩压、舒张压、血糖等有着显著相关性,提示该酶不仅可以作为肝脏损伤的标志,而且可作为有价值的心血管疾病危险因子之一。
Stojakovic T等研究了2556例冠脉造影明确冠心病患者后发现,GGT水平与冠心病患者的性别(男性)、酒精摄入量、血压水平、甘油三酯水平、C-反应蛋白水平、白介素-6水平均呈正相关,且较高水平的GGT是冠心病患者全因死亡率及心脏事件死亡率的危险与预报因子,且独立于其他心血管危险因子存在。Paolicchi等亦已利用免疫组化技术观察到在冠状动脉斑块内部存在大量GGT,且与氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)分布相同,表明GGT与冠状动脉粥样硬化密切相关。崔庆等研究了726例按WHO颁布的缺血性心脏病诊断标准,发现726例冠心病患者中,GGT升高的患者有143例,异常率19.67%,认为在排除了肝脏疾病的冠心病患者中有1/5的患者GGT升高,故认为冠心病患者血清GGT升高不能单纯以肝脏受损解释,冠心病与GGT两者之间存在着一定的关联,但其具体机制尚不明,有待进一步研究。
近年来认为动脉粥样硬化是一个慢性的炎症过程,与体内氧化应激作用密切相关,关于心血管系统氧化应激的指标成为研究的热点,抗氧化剂的使用也越来越普遍。如众所知,低密度脂蛋白(LDL)的氧化在动脉粥样硬化的发生发展中起重要作用,而还原型谷胱甘肽(G-SH)是机体细胞内主要的抗氧化剂,具有降低脂质过氧化,降低血中胆固醇、减轻动脉硬化斑块的炎症反应、稳定血小板和保护内皮细胞、维持血管壁平滑肌的张力、平衡前列腺素系统、白细胞介素、血栓素和血小板因子等体液因子、减少缺血时组织损害、减少再灌注造成的并发症等抗动脉粥样硬化的作用。故此G-SH是冠心病动脉粥样硬化的保护性因子之一。而GGT作为γ谷氨酰基循环中的关键酶,不仅在G-SH的分解代谢中则起着重要的作用,而且其水解G-SH所生成的产物:半胱氨酰甘氨酸,更可以在铁离子存在条件下亦可促进自由基团的产生,诱导脂质氧化, 氧化蛋白质巯基,改变正常蛋白质磷酸化模式,以及生物效应如激活转录因子,从而促进和加速动脉粥样硬化的形成。而且,已有研究提示在颈动脉、冠状动脉粥样斑块中已检测到GGT存在。虽然目前对GGT 沉积于动脉粥样斑块中的确切机制仍不是很清楚,但此已表明GGT与动脉粥样硬化斑块的形成与发展密切相关。通过上述作用,可见GGT水平的增加可加重血管壁表面的内皮细胞和中层组织的损伤,从而造成动脉内皮功能障碍,FMD增加,从而造成动脉僵硬度增加而顺应性降低,PWV 增加。
以本研究为例,我们观察到冠心病患者的γ-谷氨酰基转移酶显著高于非冠心病者,故此,γ-谷氨酰基转移酶对冠心病可能有一定的辅助诊断价值。而γ-谷氨酰基转移酶浓度水平与ba-PWV呈正相关关系,则表明血清γ-谷氨酰基转移酶可能是动脉硬化的独立危险因素。另外,γ-谷氨酰基转移酶与FMD呈显著负相关,可以推测血清γ-谷氨酰基转移酶可能通过损伤血管内皮功能促使动脉硬化的发生和发展。
通过本研究我们可发现:γ-谷氨酰基转移酶可能通过损伤血管内皮功能促使动脉硬化的发生和发展,故此可能是动脉硬化的独立危险因素之一,其水平的升高对冠心病可能有一定的辅助诊断价值。但由于这几个指标缺乏可靠的参考值范围、缺乏不同检测水平患者大规模纵向研究资料以及测量方法的多样性,使得他们在临床实践过程中受到了一定的限制。但是,无论如何,测定血清GGT的活性是一项低成本、具有高度敏感性和准确性、且经常使用的临床生化检查,而PWV、FMD也属于患者易于接受的成本较低的无创性的检查。故此,三者结合在临床上对判断心血管患者的危险程度和预后应具有一定可行性。
篇2
关键词:电火花修整法;研究分析;金属基砂轮
1 试验设备介绍
由于非球曲面加工机床是非球曲面磨削加工的关键环节之一,下面对试验中所用的非球曲面加工机床主要结构加以介绍。
Nanosys-300非球曲面加工机床结构如图1所示,机床采用卧式结构、T形布局。主轴箱为可移动的整体部件,采用X、Z向运动分离的结构,即横向运动(X向)由主轴箱来完成;纵向运动(Z向)由磨削主轴来完成,磨削主轴的高度(Y向)可以通过手轮来调节。机床主要由空气主轴系统、X-Z伺服进给系统、微位移测量系统和非球曲面磨削系统组成。
1.床身;2.X向静压导轨;3.主轴箱;4.主轴电机;5.X轴柔性联轴节;6.X轴伺服电机;7.气浮主轴;8.真空吸盘;9.工件;10.磨削系统;11.Z向静压导轨;12.Z向柔性联轴节;13 Z向伺服电机
2 修整后的成形砂轮非球曲面磨削实验
由磨削理论可知,磨削非球曲面零件的面形精度依赖于机床精度;磨削的表面质量取决于工件材料、切削条件、砂轮种类、磨粒粒度、砂轮的修整质量。由于所用的非球曲面机床精度很高,能够保证加工零件的面形精度,但要磨削出高质量的表面,则需要一个比较合理的切削工艺参数及修整效果好的砂轮来保证。在本次试验中通过改变机床的切削条件,用表面粗糙度检测仪检测出的表面粗糙度Ra来衡量磨削表面质量,分析磨削参数对磨削AlNiCo材料表面质量的影响,确定非球曲面磨削AlNiCo材料工艺参数。试验数据见表1。
通过分析以上数据可以发现,随着砂轮转速的提高,磨削表面质量不断的提高,这是由于砂轮轴转速提高,砂轮和工件表面的相对线速度不断增大,在单位时间内,通过磨削区的磨粒增加,在进给量相同的条件下,每颗磨粒的切削厚度变薄,表面粗糙度减小,磨削表面质量提高。但是砂轮轴的转速不能无限制的增大,在试验中发现当砂轮轴转速达5300rpm时,砂轮轴发出噪声,出现共振现象。此外,当转速超过4000rpm时,砂轮轴将出现发热现象,影响砂轮轴的回转精度。故在本次试验中得出砂轮轴的转速为3500rpm时磨削表面质量较好。
此外,由于在主轴回转时工件上各点的线速度随着半径的增加而变大,由于砂轮磨削线速度是砂轮表面线速度和工件表面线速度的矢量和,为了在磨削工件过程中实现恒定的磨削线速度,砂轮轴的转速不要过高,但也不要太低,以免出现主轴转速过低,在工件表面出现振纹,综合比较得出主轴转速为200rpm时比较合适。
因为进给深度直接影响磨削表面质量,进给深度大,磨削效率高,但当进给深度超过砂轮磨粒粒度的一半时,容易出现砂轮堵塞现象,由于砂轮磨削深度和磨粒有关,考虑到磨粒有一部分需由基体把持固定,得到磨削过程中每个磨粒的磨削深度不超过粒径的三分之一;进给深度小,磨削表面质量高,磨削效率下降。综合分析得出,在磨削初期,每次进给量为3μm,以提高磨削效率;随着磨削的不断进行,不断的减小磨削深度进行精磨,以提高磨削表面质量;另外,为了使单位时间内参与切削的磨粒增多,在试验中采用低的进给速度,使砂轮平稳的磨削工件。
经过以上分析,可以得出当采用W10的金刚石砂轮磨削AlNiCo材料时,在保证磨削质量前提下,得到了一组提高磨削效率的比较适合的磨削工艺参数,见表2。
为了验证如上分析的正确性,按照此工艺参数进行了磨削试验,得到了表面粗糙度为Ra0.0396μm的光滑非球曲面的试验检测结果如图1所示;通过磨削试验,验证了磨削参数对磨削质量影响分析的准确性。
3 结束语
(1)随着砂轮转速的提高,磨削表面质量不断的提高;(2)进给深度小,磨削表面质量高,磨削效率下降;(3)利用电火花修整后的成形砂轮和非球曲面加工机床对AlNiCo材料进行非球曲面磨削试验。在实验中通过检测在不同机床运动参数条件下加工出来的工件表面粗糙度,得到当砂轮轴转速为3500 r/min、主轴转速为200 r/min、进给速度为10 mm/min时磨削回转抛物面AlNiCo材料可以得到比较高的磨削质量。
参考文献
[1]杨福兴.非球面光学零件的超精密磨削技术[J].机械工程师,1998.
[2]李伯民,赵波.现代磨削技术[M].北京:机械工业出版社,2003:174-187.
篇3
1、转速有两种:线速度和角速度,角速度=2∏/t,线速度v=2∏r/t。另外,还有用“转/分”等来表示的。
2、检测速度的方法与速度的大小有关,比如:慢速可用肉眼观察和计数,而高速则要用到高速电路来计数。然后通过实测的物理尺寸换算出转速。
3、不接触检测,一般是利用声、光、电、磁等物理量来传感。一般先考虑因地制宜,比如根据转盘是什么材质、小格子是什么材质、小格子的深度等因素来考虑方便的传感检测方法。即便是录像或光电管,也是因为有了环境光照和黑、红相间的反光差别才可以做到,全黑是不行的。
(来源:文章屋网 )
篇4
【关键词】拉丝机 PLC 变频器 PROFIBUSDP
【中图分类号】TP273 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0147-02
1 工作原理
8头活套式拉丝机的工艺流程如图1所示,主要由1个放线机、8个卷筒和1个收线机组成,焊丝经过1#拉丝模后卷绕在1#卷筒上,再依次经2#至8#拉丝模及卷筒,最后由收线机将焊丝卷绕在工字轮上,在每两个卷筒之间设有调谐活套,用于调整焊丝张力。
由拉丝模前后焊丝体积秒流量相等的规律可知:
VK=(dk+1/dk)2×VK+1 (1)
其中k=1,2,3,…。VK为第k个传动点的线速度,dk为第k个拉丝模的出线直径,VK+1为第k+1个传动点的线速度,dk+1为第k+1个拉丝模的出线直径。
2 控制策略
如果简单地按式(1)的速度关系构成如图2所示的系统,当其中某点张力波动引起该点速度变化时,由于其速度链无法将前一级调谐活套位置调节所引起的线速度变化传递至后一级,某点张力波动会依次对后级各点调谐活套位置调节产生干扰,在升、降速过程中调谐活套位置控制的调节时间较长,超调量较大。
采用如图3所示的控制方式。车速设定经过总的积分曲线后给出,各传动点线速度给定采用级联结构(速度链),以调谐活套位置调节器输出与该点线速度设定值叠加后的量作为速度链下一级的输入信号,即以本点变频器的速度指令作为速度链下一级的输入,前后级间的速度关系也变为:
VK=(dk+1/dk)2×(VK+1-VK+1) (2)
其中VK+1为调谐活套位置调节器输出值所引起的线速度变化量,实际系统中一般将其绝对值限定在最高线速度的4%~8%。
采用如图3所示的控制方式时,当某点张力波动引起该点速度变化时,这种速度变化能通过速度链传递,使后面各级速度同步变化,因此后面各级的调谐活套位置及张力受该点速度波动的影响较小,系统升降速过程运行平稳。
3 系统的组成
3.1 系统的硬件
电气控制系统的构成如图4所示,系统主要由人机界面(HMI)、PLC、现场总线、变频器等构成,是一个基于现场总线的主从结构的电气控制系统,系统中PLC作为现场总线主站,变频器作为从站。人机界面选用西门子TP-170A触摸屏,PLC选用西门子S7-313C-2DP, 现场总线采用PROFIBUS-DP,变频器选用ABB ACS550 矢量型变频器,变频器通信选件卡型号为RPBA-01。1#~8#卷筒变频器及排线变频器工作于速度方式,收线变频器工作于力矩方式,并且10台变频器都选择无速度传感器矢量工作方式。
1#~7#调谐活套位置信号由位移传感器检测,传感器输出0~20mA电流信号,反映出调谐活套摆动的角位移量。位移传感器输出的电流信号由变频器的模拟口AI1采集后通过PROFIBUS DP的过程数据通道直接传送至PLC, PLC通过PROF IBUS DP的过程数据通道将实时转速指令传送到1#至8#变频器,通过过程数据通道将收线力矩指令传送到收线变频器。控制信号和反馈信号均通过PROFIBUS DP传送,使得系统中信号线的使用大为减少,同时也增强了系统的可靠性和抗干扰性能。
3.2 软件设计
3.2.1 PLC程序结构
系统的控制程序均在PLC中实现,PLC程序块主要包括:主程序块、初始化块、逻辑控制块、速度链块、位置调节块、通信块等。其中初始化块完成对DP网过程通道的初始化;逻辑控制块完成整机逻辑控制,包括启、停、点动、联动、保护、报警等的控制; 速度链块主要完成式(2)的速度运算;位置调节块主要用于调谐活套位置的控制;通信块主要完成对DP网的过程通道的读写。
3.2.2 活套位置调节程序
对于调谐活套位置控制,为克服系统的非线性,在PLC中采用了变参数的增量型数字PI调节算法,调节器的P、I及调节器输出影响力的取值根据该传动点转速来选择,在电机转速较低时采用较小的P值及较小的影响力,在电机转速较高时则自动将P值和影响力更改为较大值,这样使得位置调节在高低速段均可获得良好的控制。
3.2.3 DP通信程序
DP通信程序如图5所示,DP通信采用周期通信方式,选用PPO( Parameter/Process Data Objects)类型4, PLC通过PPO周期性地向各台变频器写控制字(CW)、给定值(REF),读状态字(SW)、实际值(ACT)和过程数据PZD3、PZD4。波特率采用1.5Mbit/s,1#至8#卷筒的变频器通信相关参数设置:参数5106设定为0104(设置PZD3-IN,将其用于传送电机电流信号给PLC),参数5108设定为0120(设置PZD4-IN,将其用于传送AI1端子信号给PLC)。收线变频器通信相关参数设置:参数5107设定为0003(设置PZD4-OUT,将其用于PLC向变频器传送力矩指令)。
3.3 制动过程
系统从最高速度(成品丝线速度15m/s)降到零速的时间,正常停车为30s,故障(包括拉拔断丝、放线断丝、拉绳急停等)停车为6s。PLC根据停车类别来确定给定积分曲线的下降斜率,实现不同的停车时间。但值得注意的是,在故障停车的过程中,由于降速斜率大、制动时间短,变频器往往无法提供足够的制动力矩,会同时出现变频器直流母线过压的情况。为避免上述情况出现,可以将各变频器的直流母线并联运行,同时增设制动斩波器及制动电阻,以吸收系统在降速过程中产生的过剩能量、防止变频器过压。在故障停车的情况下,还需辅以机械抱闸制动系统来吸收部分制动能量,保证停车的快速性。
4 结语
该系统已经在LZ-8/400型活套式拉丝机上得到应用,在系统平稳运行时焊丝张力均匀,调谐活套的位置偏差范围为±1%。系统升速时,调谐活套的位置偏差范围为±2%。在系统故障停车过程中,调谐活套位置调节始终工作,调谐活套的位置偏差范围为±5%,整个制动过程运行平稳,调谐活套位置及张力控制效果比较理想。
参考文献
[1] SIEMENS S7-300系统中文手册.
[2] PLC闭环控制系统中PID控制器的实现.
[3] 西门子Profibus应用技术.
[4] ABB ACS550变频器用户手册.
篇5
关键词:烧结机;布料;角度编码器;PLC变频
中图分类号:TP361文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0018-02
一、酒钢3#烧结机布料现状
3#烧结机目前是通过一条摆动的布料皮带(也称摇头皮带)给烧结机布料,示意图如图1:
图 1
圆盘做圆周运动,其靠近边缘的连接轴带动连接杆转动,同时布料皮带随着圆盘的转动往复摆动,给烧结机的宽皮带布料,圆盘的转速决定布料皮带摆动的速度。
原始设计是PLC控制变频器,为了使布料皮带尽量匀速摆动,变频器在圆盘转动一周内输出不同的两种频率,每种频率输出两次,也就是分了四段,每段内变频器输出的速度恒定,最上端和最下端速度最大。布料皮带往复摆动的速度在数值上不连续,每段内圆盘转速恒定,相应的布料皮带的速度不是匀速,而是正弦曲线上的一段连续数值,在这种情况下布料不均匀。
二、在PLC控制系统中增加角度编码器解决布料不均匀的问题
(一)原理
当圆盘做匀速圆周运动时,圆盘边缘连接轴(A点)的线速度在纵向上的分量(V1)与边缘连接轴围绕圆盘圆心(O1)转过的角度(θ,设连接轴在最上端时θ为0)的关系如图2、图3所示。
设V为圆盘上连接轴(A点)的线速度,即圆盘转速,V1为连接轴的线速度在纵向上的分量,Q为减速机的减速比,R为连接点旋转的半径,n为电机实际的转速(单位是rpm),则:
V1 = V * sinθ (1)
因V =*Q*R (2)
故V1= *Q*R*sinθ (3)
连接杆和连接点(B点)在一段圆弧上运动,由于布料皮带转过的角度很小,故忽略B点在横向上的位移,所以布料皮带在纵向上的分速度近似为V1 。
要使布料均匀,则V1 在同一方向上为恒定值,由式(3)可知,控制n在θ角时的值就可以使V1恒定,故对n进行控制就可以控制布料皮带摆动的速度。
(二)编码器的选择
圆盘停止的位置有不确定性,下次开始运行时需要获得圆盘转过的位置,圆盘旋转一周又需重新计角度,而旋转单圈绝对型编码器,由机械位置决定的每个位置的唯一性,无须记忆,无须找参考点,而且不用一直计数,无须用限位找零点,在转动中,测量光码盘各道刻线,获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这正好符合控制的要求,所以选择旋转单圈绝对型编码器。
鉴于现场粉尘、温度、震动以及信号衰减等因素的影响,增加一套自整角机,将编码器安装在电气柜内,可以减小环境等因素造成的故障率。
(三)控制方案
安装好自整角机、角度编码器,在PLC框架中增加高速计数模块,角度编码器检测出的圆盘转过的角度,作为PLC的输入,编写相应的程序,PLC运行时,给变频器输出一个n所对应的值。
实际编程时,不需要计算n ,因为电机转速和频率成正比,=k,额定转速除以50Hz(本文中采用的变频器最大输出频率为50Hz)即k的值, V1= *Q*R sinθ,所以,f=,V1是所设定的恒定值,因此,PLC给变频器写入f所对应的数值就可以完成对电机转速的控制。
这里有两种特殊情况:
1.编程过程中,θ的值不取0、π和2π,以避免程序出错;
2.理论上,在θ无限接近0或π或2π时,n的值很大,远远超出了变频器的输出范围,这就产生了一个死区,在这个死区内无法调速。需要先计算出变频器输出最大值时对应的角度, 即arcsin() , 此时f取变频器最大输出频率。其中0~ arcsin() ,[π- arcsin()] ~ [π+ arcsin()],[2π- arcsin()]~2π(包括2π),这几个区域内无法调速,直接给定到fmax ,通过改变V1的大小,可以改变死区的范围。
三、结语
本文所述的布料皮带控制过程中,没有具体的过程变量可以直接参考,无法进行闭环控制,而是通过确定扰动量,对其进行前馈控制。其特点是把扰动量测量出来,直接引入调节装置,不像反馈那样一定要产生偏差后再来调节。
参考文献
篇6
关键词:芜湖港 ;斗轮堆取料机 ;回转速度 ;1/cosφ调速原理
Abstract: This paper describes the boom-type bucket wheel stacker reclaimer process rotary press 1/cos φ control principle and calculation method; rotating frequency has been replaced by a constant speed mode
Key words: Wuhu port; bucket wheel reclaimer; slewing speed; 1/cos φ speed
中图分类号:TH213.1 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1前言
芜湖港裕溪口煤码头作为首批建成的国家煤炭应急储备基地之一,现有煤炭堆区3个,总面积25.5万平方米,静态储煤240万吨,年度中转能力3000万吨。目前,在新建成的储配煤新生产线储煤系统中采用的是大连重工·起重集团有限公司生产制造的DQL4000/3000-50型斗轮堆取料机,共计4台。其回转半径为50m,堆料能力3000t/h,取料能力4000t/h,采用堆取作业方式,实现煤炭的储存、配煤和直接装船。
DQL4000/3000-50型斗轮堆取料机是悬臂式的,其取料作业是通过俯仰、走行进尺和回转三个动作环节完成的。通常对外销售的商品煤炭在料场中堆积成梯形或三角形,以平行于梯形或三角形底边的直线将料堆截面梯形或三角形分成等高的若干层(通常为3层、4层或5层),在料层之间的取料转换是通过俯仰来完成的。在完成一轮回转切削取料之后,进入下一轮取料之前,主机进行走行进尺,以便使斗轮前端进入物料切削范围。对于在标准料场作业的一台堆取料机,每一次取料进尺量是固定的,这个定值是通过最大回转速度计算而得来的,进尺后通过悬臂回转使斗轮料斗部进入料堆切削取料。
2回转速度按1/cosφ调速原理
回转速度可以是恒速也可以是变速。如图1所示,当以恒速回转取料时,随悬臂梁与轨道夹角φ的增大,斗轮取料量在减少,当φ=90°时,取料量为0,这样就影响了取料效率。为了提高效率,回转通常采用变速方式,随着夹角φ的增大而提高回转速度,以提高斗轮取料量。由进尺方式可知阴影部分S1和S2是等效的。设回转线速度V,进尺量CD,料堆层高H,则斗轮取料量
Q′=3600CDHVγcosφ(1)
式中:Q′-取料量(t/h);
CD-进尺量(m);
H-料堆层高(m);
V-回转速度(m/s);
γ-物料比重(t/m3);
φ-悬臂梁与轨道夹角。
在斗轮堆取料机取料作业中,其能力是以平均能力Q来衡量的,而平均能力是由额定取料能力Q额和效率因子η1和η2决定的。
Q=Q额η1η2(2)
图1取料平面图
额定能力Q额取决于料斗的斗容、料斗个数及斗轮转速等,它与取料作业过程无关,是堆取料机本身特性。效率因子η1为时间折减系数,即切削取料时间与取料作业所耗总时间的比值;效率因子η2为切削取料作业时,料斗平均充满系数,即取料量与额定取料能力的比值。
Q′=Q额η2 (3)
当η2=1时,Q′=Q额,此时回转取料效率是最高的。当Q′>Q额时,斗轮无法取净斗轮前端转过面积上的物流,将出现斗轮推料堆现象,这在斗轮作业中是不允许的,因此,将最大取料量设为额定能力Q额。
Q额=3600CDHVγcosφ(4)
V= Q额/3600CDHγcosφ(5)
由式(5)可以看出,其它参数在回转过程中是定值,回转速度V与1/cosφ成正比,即回转速度按1/cosφ调速。
此时式(2)因η2=1变为Q=Q额η1
为了方便起见,令η=η1
则
Q=Q额η (6)
其中:η-时间效率系数。
η值是通过针对标准料场和规则料堆计算得来的,通常η=0.6~0.8。
3回转速度的计算
在堆取料机中,回转速度是以角速度来决定的,
ω=60V/[2π(R+r)]
=30V/[π(R+r)](7)
式中:ω-回转角速度(r/min);
V-回转线速度(m/s);
R-回转半径(m);
r-斗轮半径(m)。
将式(5)带入式(7)得:
ω= Q额/[120πCDHγ(R+r)cosφ] (8)
由于斗轮堆取料机回转转动惯量大,转速不应太快,通常V≤35m/min,此时对应的角度φ=70°(cos70°=0.342)。
将上述两个数据代入式(5)可得:
CD=1.4×10-3 Q额/Hγ (9)
由于1/cos90°=∞,通常将φ=70°时的回转速度作为最大速度ωmax;在作业状态受结构影响时,悬臂梁与轨道夹角最小值一般在12°左右,通常将φ=12°时的回转速度作为最小速度ωmin。由于cos12°/ cos70°≈3,所以在标定回转速度时通常取最大值为最小值3倍的一个范围。
在调速中,也可用分段直线代替转速曲线ω(φ)。
ω(φ)=
篇7
【关键词】电缆机械;牵引设备;牵引力
1 牵引装置的组成形式
牵引装置是由电缆机械组成部分,它主要用来牵引电线电缆产品作直线运动,最后完成产品绞合,因此绞合节距的长短取决于牵引速度的变化,如绞线机的牵引装置,它能变换牵引速度,应保证满足该机生产不同规格的节距。而挤出机,产品从主机挤出后,在牵引装置带动下作直线运动,挤制产品虽无节距要求,但产品的绝缘厚度要求配合挤出速度。电缆设备现采用的有圆形牵引轮和带牵引两种。圆形牵引采用的较多,成缆,绞线,装铠设备多用轮式牵引,而挤出机多由带牵引,由于挤出机线速度一般都快,适用带牵。
2 圆牵引轮
以牵引轮直径来表示主参数,据电缆产品种类和外径来决定,从
而保证产品在生产中不产生过大的弯曲变形。
弯曲倍数= 如:绞合弯曲倍数=
对于绞线制品,牵引轮直径:D≈40d(d为绞线产品外径)对于装铠制品,牵引轮直径:D≈(40~60)d(d为装铠产品外径)对于成缆产品,牵引轮直径:D≈(16~30)d(d为成缆产品外径),常用的牵引直径一般是1250、1600、2000三种,过大过小的一般采用带式牵引,生产过程中,太大牵引轮穿线费力,绕行几圈,太小的牵引轮用于细电缆一般速度都很快,用带式无弯曲,避免把线拉细。
2.1 牵引力的确定
牵引力与放线张力,收线张力,线芯通过各轮,线模阻力,并线
模压力都有关,在牵引过程中,必须保证产品所需要速度连续进行,且保证线芯不致被拉细,最大牵引力。
P1=K1×σ×F(kg) (1~1)
σ─线芯材料比例极限(kg/mm2)在电缆工艺手册中可查
F─线芯的截面积(mm。)
K─修正系数,一般取O.65~0.75考虑了多股绞线不可能同时被拉细情况。
为了保证牵引设备的工作中安全可靠,使机构不至于损坏,要有
一定的安全数,取1.2~1.5。
故牵引设备的最大牵引力为:
P2=K2×P1(kg) (1―2)
K2―安全系数取1.2-1.5
P1―如上确定的最大牵引力,我们一般取K2=1.5
σ―在电缆工艺手册中查到如2.2
从1-2式得:所确定的标准系列牵引力
在实际生产中,牵引轮所能产生的牵引力,我们一般用欧拉公式进行计算:
P=Q e?x=Q・e2IIme。(公斤)
Q―牵引轮后部张力总和(公斤)
e―自然对数底e=2.7183
?―制品与牵引轮之间的摩擦系数(绞线时可取0.1~0.15成缆时
可取0.15~0.25),(装铠时可取0.08~0.12)
m―卷绕圈数(即产品绕在牵引轮上的卷数)
2.2 牵引速度的确定
由于生产的节距范围不同,相应的绞笼转速也不相同,据工艺要
求提出节距范围,来确定牵引速度
h・n
V= 1000 (m/min) (1-3)
h―产品的节距(mm)
n―绞笼的转数(m/min)
在绞合过程中,对一段绞笼,在某一转速下(n一定)绞合节距的变化就随牵引速度变化而变化。
牵引轮直径D(mm) 318 630 800 1250 1600 2000 2500
产品最大生产截面(mm2) 35 150 185 400 630 1000 1500
实际生产最大截面(mm2) 35 135 120 240 500 630 1000
工艺需要最大牵引力P1(公斤) 578 2470 3043 660 969 1540 2015
设计的最大牵引力P2(公斤) 693 297 3663 792 1162 1845 2420
系列采用牵引力 (公斤) 70 300 400 800 1250 2000 2500
速度: V1=n(转速)・h1(节距1)
V2=n(转速)・h2(节距2)……
因为: ――①
又由予h节距=D(绞合外径).m(绞合节距比),( )
由①得: ――②
因为:绞合外径=K・d
K─绞合结构系数
d─绞合单线直径
由②得:
由上式得出牵引轮线速度的变化,主要是单线直径的变化。
2.3 牵引轮布局形式选择
一般牵引轮象平皮带轮一样是平面轮,也有轮表面做成微少斜度,电缆产品绕在轮面上3-4圈后引到收线部分,被传动的牵引轮依靠收线拉力,与绕在其上的几圈产品产生摩擦力,并使产品以牵引轮相同的线速度前进。
牵引轮的分线环是一种拨线装置,能使以后绕到轮面上的电缆不与先绕在轮面上的重叠。
单牵引轮容易擦伤电缆表面,并且牵引力不足,一般适用于小
截面电缆。双牵引轮的形式,两个牵引轮的轮面,一般都是多槽形,每轮有6-7个槽,牵引时,产品经过分线轮的第一个槽后,传到第二个槽里,产品才引入收线部分。
双牵引轮与单牵引轮相比,具有分线可靠,产品与轮面无滑动,不伤害产品表面,对产品表面圆整度影响较小,可减少产品的弯曲率,提高产品质量,当收线装置产生故障时,能保证产品严格的节距值,所以用双牵引轮的较多。
3 带牵引设备
带牵引设备适用于电缆产品不能过于弯曲的产品,如电缆护套,成品电缆较粗,因此特别适合于大型挤出机的牵引设备,上下两条平皮带用上下汽缸压住电缆。
总之,电缆生产线离不开牵引设备,它是电缆设备的车头,牵引配置的好坏、大小直接关系着电缆的生产范围,能源的节约,避免大马拉小车,小马拉大车,影响到设备的生产能力,在所有电线电缆设备的牵引设计过程中,需要认真核算,本文是我本人对电线电缆牵引设备设计的一些经验,供大家参考。
参考文献:
篇8
【关键词】汽车检测 电子传感器 应用 探索
一、电子控制系统在检测汽车车速表误差的应用
汽车车速表作为司机在行车过程中的主要参照仪表之一,关系到日常行车的安全。如果车速表出现问题,就会导致司机的误判,带来交通事故。电子车速表的工作主要受到转速传感器的影响。因此,在车速表误差检测上主要利用电子技术,通过使用转速传感器把信号传输到电脑进行处理。转速传感器在汽车检测中工作原理:
现在我国对汽车车速表的示值误差进行检测主要是使用滚筒式车速检测台。检测时汽车驱动轮置于滚筒上,由汽车发动机经传动系驱动车轮旋转,车轮借助于摩擦力带动滚筒旋转。这旋转的滚筒相当于移动的路面,以驱动轮在滚筒上旋转来模拟汽车在路面上行驶的实际状态。通过滚筒端部带动测速发电机(即速度传感器,当前使用比较广泛的是光敏管、霍尔传感器等)。测速发电机所发出的电压(光敏管、霍尔传感器等发出的脉冲数)随滚筒转速增加而增加,而滚筒的转速与车速成正比,因此测速发电机的电压与车速成正比。
滚筒的转速和圆周长、线速度之间的关系如下式:
U = L・n ・60 ・10-6
式中:u表示滚筒的线速度,km/h;
L表示滚筒的圆周长,mm;
n表示滚筒的转速,r/min。
车轮的线速度与滚筒的线速度相等,所以公式计算值即为汽车真实的车速。该值在车辆检测试验时,由试验检测台与电脑联网在工位控制机上可以读取、存储和显示。
车轮在滚筒上转动的同时,车辆的驾驶台车速表实时显示的车速值,即车速表指示值。把检测试验台上在工位机上示值与被检测车辆车速表实时显示的车速值进行比较即可求出车速表的误差。
这检测原理很好地利用了计算机、电子控制、机械台体相结合通过网络一体化实现了车辆全自动检测。其核心是以电子控制(传感器的作用)把模拟信号转换成数字信号,再传输到电脑进行运算处理得出检测数据。
二、电子控制系统在检测汽车轴荷、轮荷的应用
汽车的压力主要表现为轴荷或轮荷,轴荷、轮荷的准确数值,直接影响车辆检测制动力时的计算结果。根据现行的《机动车运行安全技术条件》国家标准(GB 7258―2012)规定,车辆的制动力判断是否合格(即刹车力)判断依据是:依靠车辆轴制动力的大小与车辆轴荷的百分比进行判断。车辆轴荷、轮荷的检测,直接推动了电子压力传感器在汽车检测工业中的应用和推广。
现在通过分析华工邦元信息技术公司生产的型号为BY-ZZ-1000A的汽车轮(轴)重检验台进一步认识其工作原理及结构。
型号为BY-ZZ-1000A的汽车轮(轴)重检验台结构及工作原理。机械部分由两个结构相同的称重台组成,可分别测量汽车同轴的左、右轮质量。每个称重台包括称重平台、下承架、电子压力传感器和传感器电桥板(一般装在下承架内),装在下承架上的电子压力传感器支撑称重平台的两边,并联于传感器接线板,输出电信号。这样无论车辆在检测过程中,车轮落到平台上的任何点,都能通过电子压力传感器,把模拟信号传输到智能处理机运算后,再把已转换的数字信号传输到工业控制机进行处理,即可以准确无误地显示测量值。电子压力传感器采用这种布局,克服了力的作用点对测量值的影响。电子压力传感器信号的输出端就是下承架一侧的接线端子。
电子压力传感器应用在汽车轮(轴)荷检测试验台上,直接推动了汽车检测行业的进步和革新。当前我国汽车检测线上就广泛使用了这种产品。
三、电子位移传感器在汽车检测侧滑性能的应用
汽车的稳定性在很大程度上依赖于前轮定位,前轮定位不准确就会使汽车转向沉重等一系列的问题,影响驾驶员的操作,给驾驶员操作带来难度,也可能导致车轮侧滑量过大。对汽车侧滑性能的检测关系到汽车运行的平稳性和安全性。目前在电子控制系统上主要采用位移传感器对汽车侧滑进行检测。位移传感器的工作原理:位移传感器内的电子通过电路产生脉冲,形成一个旋转磁场,当这个磁场碰到其他磁场的时候,就会发生伸缩效应,传感器里的波导丝会产生相应的扭动。这种扭动会被传感器内的部件捕捉到并转化成电流脉冲。两种脉冲会有相应的时间差,通过这种时间差就能够相应的判断需要测试的位移。
四、电子传感器的发展和改进趋势
(一)智能传感器的使用
电子控制采用智能传感器,能够在检测中解决人工检测的难度。电子传感器采用的检测系统比人力检测更快捷,更彻底,对检测数据的分析更准确,智能化是未来电子传感器检测的主要改进方向,不久的将来智能电子传感器在工业实践应用中得到普及将会变成现在。
(二)智能电子传感技术与计算机应用相结合
计算机具有远程操控能力和智能计算能力,计算机系统能够为电子传感器应用在汽车检测工业创建一个实践平台,智能地对汽车检测数据进行分析,使汽车检测变得更方便,更快捷,检测结果更可靠。
五、总结
随着我国汽车工业的发展,也促进了汽车检测工业的发展、提高。电子传感器对推动汽车检测工业的进步将是不争的事实。国内汽车检测行业当前正走向全自动化,智能化;对电子传感器的技术要求和技术进步起了反推的作用。今后在汽车检测行业中电子传感器的智能化将成主流。电子传感器的智能化是当前和今后必须探索和发展的方向。将高新科技应用到检测中,是未来汽车检测的发展方向。
参考文献:
[1]张小兰.汽车检测诊断关键技术问题探讨[J].交通世界,2011-9.
篇9
100%通过
考试说明:2020年秋期电大把该网络课纳入到“国开平台”进行考核,该课程共有4个形考任务,针对该门课程,本人汇总了该科所有的题,形成一个完整的标准题库,并且以后会不断更新,对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用,会给您节省大量的时间。做考题时,利用本文档中的查找工具,把考题中的关键字输到查找工具的查找内容框内,就可迅速查找到该题答案。本文库还有其他网核及教学考一体化答案,敬请查看。
课程总成绩
=
形成性考核×50%
+
终结性考试×50%
形考任务1
一、单选题(每小题4分,共60分)
题目1
下列叙述中,(
)是数控编程的基本步骤之一。
选择一项:
a.
对刀
b.
零件图设计
c.
传输零件加工程序
d.
程序校验与首件试切
题目2
程序字由地址码+数字构成,在下列各字中,属于尺寸字的是(
)。
选择一项:
a.
D02
b.
F150.0
c.
U-18.25
d.
H05
题目3
在下列代码中,属于非模态代码的是(
)。
选择一项:
a.
M08
b.
G04
c.
F120
d.
S300
题目4
程序校验与首件试切的作用是(
)。
选择一项:
a.
检验切削参数设置是否优化
b.
检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要求
c.
提高加工质量
d.
检查机床是否正常
题目5
在数控系统中,用于控制机床或系统开关功能的指令是(
)。
选择一项:
a.
M代码
b.
T代码
c.
F代码
d.
G代码
题目6
程序段G00
G01
G03
G02
X20.0
Y40.0
R12.0
F160;最终执行(
)指令。
选择一项:
a.
G01
b.
G02
c.
G00
d.
G03
题目7
图1为孔系加工的两种刀具路径,对加工路线描述不正确的是(
)。
图1
孔系加工路线方案比较
选择一项:
a.
运行时间a
b.
定位误差a
c.
生产效率a>b
d.
行程总量a
题目8
在编程时,当选定了刀具及切削速度以后,应根据(
)确定主轴转速。
选择一项:
a.
n=1000vC/πD
b.
n=1000πD
/vC
c.
n
=1000
/πvC
D
d.
n
=vCπD
/1000
题目9
采用恒线速度进行车削控制,已知工件的直径是Φ80
mm,若切削时的线速度为200
m/min,则这时的主轴转速约为(
)r/min。
选择一项:
a.
490
b.
796
c.
683
d.
80
题目10
若在某实体钢质材料加工4-Φ12H7的孔系,孔深18
mm,较好的用刀方案是(
)。
选择一项:
a.
中心钻、Φ11.0钻头、Φ12立铣刀
b.
中心钻、Φ10钻头、Φ12钻头
c.
中心钻、Φ12钻头、Φ12镗刀
d.
中心钻、Φ11.8钻头、Φ12铰刀
题目11
在螺纹加工中,设定引入距离δ1和超越距离δ2的目的是(
)。
选择一项:
a.
保证螺纹牙型深度
b.
提高加工效率
c.
保证螺距精度
d.
提高表面加工质量
题目12
下列叙述中,不属于确定加工路线原则的是(
)。
选择一项:
a.
加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率较高
b.
使数值计算简单,以减少编程工作量
c.
应使加工路线最短,这样既可以减少程序段,又可以减少空刀时间
d.
尽量采用工序集中,先孔后面的顺序
题目13
下列数学处理中,用手工方法编制加工程序时,不需要做的工作是(
)。
选择一项:
a.
根据切削速度计算主轴转速
b.
计算节点坐标
c.
计算辅助坐标点位置(进刀、退刀点等)
d.
基点坐标计算
题目14
若在一个厚度为20mm的钢质实体材料上,加工2个Φ10H7的通孔,下列刀具中用不上的是(
)。
选择一项:
a.
铰刀
b.
中心钻
c.
微调镗刀
d.
钻头
题目15
通过控制刀具的刀位点来形成刀具轨迹,下列对刀位点描述不正确的是(
)。
选择一项:
a.
轮廓车刀的刀尖圆弧中心
b.
钻头的钻尖
c.
球头刀的球心
d.
柄铣刀的底面外圆切点
二、判断题(每小题4分,共40分)
题目16
当某一续效代码在多个程序段连续使用时,第2个程序段后该代码可以省略。
选择一项:
对
错
题目17
非模态代码只在当前程序段中有效,如G04、M02等。
选择一项:
对
错
题目18
数控机床旋转轴之一的B轴是绕Z轴旋转的轴。
选择一项:
对
错
题目19
在FANUC数控系统的代码表中,00组的代码为非续效代码。
选择一项:
对
错
题目20
G53、G54、G55属于同组G代码。
选择一项:
对
错
题目21
在允许误差不变的情况下,若非圆曲线的长度一定,则曲率越大逼近线段的数量越多。
选择一项:
对
错
题目22
无论数控车床的刀具类型如何变化,刀具的刀位点总是不变的。
选择一项:
对
错
题目23
当孔系间位置精度要求较高时,应采取单向趋近的工艺路线安排各孔的加工顺序,这样可以保证孔的定位精度。
选择一项:
对
错
题目24
用若干直线段或圆弧来逼近给定的非圆曲线,逼近线段的交点称为基点。
选择一项:
对
错
题目25
在手工编程时,有些基点的坐标值是无法计算的,必须用计算机完成。
选择一项:
对
错
形考任务2
一、单选题(每小题4分,共60分)
题目1
只有当操作面板上的“选择停”按钮按下时,才能生效的M代码是(
)。
选择一项:
a.
M01
b.
M02
c.
M05
d.
M00
题目2
下列M指令中,不能对程序进行控制的是(
)。
选择一项:
a.
M08
b.
M02
c.
M30
d.
M01
题目3
对程序段:…;N40
G96
S200
M03;N45
G50
S1200;…
解释正确的是(
)。
选择一项:
a.
主轴恒线速度控制,以线速度200
mm/r正转,最高主轴转速限制为1200
r/min
b.
主轴恒转速控制,以线速度1200
mm/min、转速200
r/min正转
c.
主轴恒线速度控制,以线速度200
m/min正转,最高主轴转速限制为1200
r/min
d.
主轴恒线速度控制,线速度为1200
m/min,且主轴正转
题目4
若主轴采用v
=
215
m/min恒线速度控制,最高主轴转速小于1300r/min,正确的编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G96
S215
M03;
G50
S1300;
b.
G96
S215
M04;G97
S1300;
c.
G96
S215
M03;
G54
S1300;
d.
G97
S215
M03;
G96
S1300;
题目5
在FANUC数控系统中,程序段G04
X3.0
表示的含义是(
)。
选择一项:
a.
进给轴暂停3s
b.
主轴暂停3ms
c.
沿X坐标轴方向移动3mm
d.
主轴暂停3s
题目6
采用半径编程方法编写圆弧插补程序时,当其圆弧所对圆心角(
)180°时,该半径R取负值。
选择一项:
a.
小于
b.
大于或等于
c.
小于或等于
d.
大于
题目7
刀具在X、Y平面从点(50,100)快速移动到(50,60),下列用增量坐标表示正确的语句是(
)。
选择一项:
a.
G91
G00
X50.0
Y160.0
b.
G91
G00
X-40.0
Y0
c.
G00
U0
V-40.0
d.
G00
V0
W-40.0
题目8
在卧式车床中,刀具的运动平面为XZ平面,若用向量表示圆弧插补时的圆心坐标,应采用的向量是(
)。
选择一项:
a.
J、K
b.
U、W
c.
I、K
d.
I、J
题目9
切一个Φ40mm的整圆工件,刀具起点在(-40,0),法向切入(-20,0)点,并法向切出返回(-40,0)点。根据图2.1所示的刀具轨迹,加工圆弧的程序段为(
)。
图2
圆弧加工刀具轨迹
选择一项:
a.
G02
X-20.0
Y0
I20.0
J0
b.
G02
X-20.0
Y0
I0
J20.0
c.
G02
X-20.0
Y0
I-20.0
J0
d.
G03
X-20.0
Y0
R-20.0
题目10
设H02=2
mm,则执行G91
G44
G01
Z-20.0
H02
F150后,刀具的实际移动距离是(
)。
选择一项:
a.
18
mm
b.
20
mm
c.
22
mm
d.
-20
mm
题目11
执行程序段“G90
G03
X60.0
Y50.0
I-30.0
J40.0
F120.0”时,被加工圆弧的半径R是(
)mm。
选择一项:
a.
50.0
b.
60.0
c.
30.0
d.
40.0
题目12
执行程序段“G91
G03
X60.0
Y80.0
I-30.0
J40.0
F120.0”时,刀具的加工轨迹是(
)。
选择一项:
a.
半径为50.0的二分之一圆弧
b.
半径为50.0的整圆
c.
半径为50.0的四分之三圆弧
d.
半径为50.0的四分之一圆弧
题目13
某加工中心执行程序段:
G90
G56
G00
X20.0
Y0
S2200
M03
T03,不能完成的工作是(
)。
选择一项:
a.
主轴以2200r/min转速正转
b.
建立工件坐标系
c.
指定绝对坐标尺寸模式
d.
换3号刀
题目14
若X轴与Y轴的快速移动速度均设定为3000mm/min,若一指令G91
G00
X50.0
Y10.0,则其路径为
(
)进刀。
选择一项:
a.
先沿水平方向,再沿垂直方向
b.
先沿45度方向,再沿水平方向
c.
先沿45度方向,再沿垂直方向
d.
先沿垂直方向,再沿水平方向
题目15
在编程时,建立刀具偏置(补偿)时,必须指定刀具参数寄存器号,下列语句中刀具补偿无效的是(
)。
选择一项:
a.
G01
G42
X35.0
Y22.0
D0
F120.0
b.
G01
G41
X20.0
Z3.0
D3
F160.0
c.
T0304
d.
G00
G43
Z20.0
H04
二、判断题(每小题4分,共40分)
题目16
刀具功能称为T功能,它是进行刀具路径选择和进行换刀操作的功能。
选择一项:
对
错
题目17
换刀指令M06可以和T指令编程在同一程序段,也可以在不同的程序段编程。
选择一项:
对
错
题目18
若某数控车床的刀架为8工位,编程刀具功能时,T后面表示刀号的数字应小于8。
选择一项:
对
错
题目19
当用向量表示圆弧圆心坐标时,定义向量的方向为圆弧圆心指向圆弧终点。
选择一项:
对
错
题目20
在进行内轮廓铣削时,若采用顺铣,则用G42指令进行刀具半径左补偿编程。
选择一项:
对
错
题目21
在使用G54~G59指令建立工件坐标系时,就不再用G92/G50指令了。
选择一项:
对
错
题目22
在FANUC数控系统中,G04
P2000语句的含义是暂停进给2S。
选择一项:
对
错
题目23
在用G00进行快速定位时,刀具的路线一定为直线,不仅移动速度快,而且定位准确,安全、高效。
选择一项:
对
错
题目24
对于同一G代码而言,不同的数控系统所代表的含义不完全一样;但对于同一功能指令(如公制/英制尺寸转换、直线/旋转进给转换等),则与数控系统无关。
选择一项:
对
错
题目25
车削加工时,刀具在工件坐标系中(X130,Z80)位置,若以此点建立工件坐标系,FANUC系统正确的编程语句是G50
X130.0
Z80.0。
选择一项:
对
错
形考任务3
一、单选题(每小题4分,共20分)
题目1
在现代数控系统中都有子程序功能,并且子程序(
)嵌套。
选择一项:
a.
可以有限层
b.
只能有一层
c.
不能
d.
可以无限层
题目2
在使用子程序时,(
)的用法不正确。
选择一项:
a.
交叉嵌套
b.
用M98调用、
M99
返回
c.
返回到用P指定的顺序号n程序段
d.
进行有限层的嵌套
题目3
FANUC数控系统中,能够正确调用子程序的编程语句是(
)。
选择一项:
a.
M98
P2001
b.
M99
P0050
c.
G98
P0003
d.
G99
P1002
题目4
有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状,可采用(
)。
选择一项:
a.
旋转功能
b.
镜像加工功能
c.
比例缩放加工功能
d.
子程序调用
题目5
对盘类零件进行车削加工时,通常其径向尺寸大于轴向尺寸,若车床采用FANUC
0i数控系统,应选用(
)固定循环指令进行粗车加工。
选择一项:
a.
G74
b.
G73
c.
G72
d.
G71
二、判断题(每小题4分,共16分)
题目6
FANUC车削固定循环的G73指令,用于径向吃刀、轴向走刀的粗加工编程。
选择一项:
对
错
题目7
程序段N30
G33
X23.2
Z-34.0
F1.5,与程序段N30
G92
X23.2
Z-34.0
F1.5的功能是一样的,都是螺纹加工固定循环,应用时没有什么差别。
选择一项:
对
错
题目8
在选择车削加工刀具时,若用一把刀既能加工台阶轴的外圆又能加工端面,则车刀的主偏角应大于90º。
选择一项:
对
错
题目9
在车削加工盘类零件中,特别是加工端面时,选用恒线速度控制功能进行编程。
选择一项:
对
错
三、综合题(每小题4分,共64分)
被加工零件如图3.1所示。毛坯为60×80mm的45#钢棒料,56尺寸及左端各尺寸已加工完毕。现二次装夹工件左端,径向以40外圆定位,轴向以B面定位,加工零件的右端各要素,加工内容包括外轮廓粗车和精车、切槽、螺纹切削。工件坐标系原点设定在零件右端面的回转中心处。
请仔细阅读图纸和给定的程序,完成下列试题。其中10至19题为单选题、20至25题为判断题。
题目10
若粗加工时的工艺条件是:吃刀深度2mm,单边余量为0.25
mm,进給速度为0.3mm/r。采用FANUC数控系统的双行编程格式,则程序段N10(1)的正确语句为(
)。
选择一项:
a.
G71
P12
Q30
U0.25
W2.0
F0.3
b.
G71
P12
Q30
U0.5
W0.25
F0.3
c.
G71
P12
Q30
U0.25
W0.25
F0.3
d.
G71
P12
Q30
U2.0
W0.25
F0.3
题目11
程序段N12
G00
G42
X16.0
Z2.0准确的解释是(
)。
选择一项:
a.
快速定位到螺纹加工的起点(X16.0
Z2.0)位置,同时建立刀具半径右补偿
b.
快速定位到固定循环的起点(X16.0
Z2.0)位置,同时建立刀具半径右补偿
c.
快速移动到精加工起刀点位置(螺纹倒角的延长线上),同时建立刀具半径右补偿
d.
以上提法均不正确
题目12
程序段N16(3)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G01
X24.0
Z-16.0
b.
Z-16.0
c.
Z-19.0
d.
G01
X24.0
Z-16.0
F0.1
题目13
程序段N20(4)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G01
X56.633
Z-39.0
F0.1
b.
X55.833
Z-52.0
c.
G01
X55.833
Z-39.0
F0.3
d.
X55.833
Z-39.0
题目14
程序段N24(5)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G03
X46.0
Z-41.0
I0,K-2.0
b.
G02X46.0
Z-39.0
R2.0
c.
G02X46.0
Z-41.0
R2.0
d.
G03
X46.0
Z-41.0
I-2.0,K0
题目15
程序段N30
X58.0
Z-54.0
的加工内容是(
)。
选择一项:
a.
直径为56mm的轴肩右侧倒角,延长至(58.0,-54.0)位置
b.
加工7:24的锥度
c.
倒角C1
两个
d.
以上解释均不正确
题目16
程序段N32(7)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G70
P12
Q30
b.
G70
P10
Q30
c.
G72
P12
Q30
d.
G73
P12
Q30
题目17
程序段N48(8)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G04
X500
b.
G04
P2
c.
G04
P1200
d.
G04
X30
题目18
程序段N62(9)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G92
X22.6
Z-17.5
F1.5
b.
X22.6
c.
Z-17.5
d.
X22.6
Z-19.0
题目19
仔细阅读了该零件的加工程序,下面描述不正确的是(
)。
选择一项:
a.
换刀点位置在(X100.0,Z80.0)
b.
轮廓粗精加工使用同一把刀,只是刀具路径不同
c.
螺纹加工采用的是固定循环格式编程
d.
轮廓粗精加工使用同一把刀,只是进给速度不同
题目20
在上述加工程序中,执行程序段N6
G54
G00
X65.0
Z5.0
M08后,刀具快速移动到粗车固定循环的起点位置。
选择一项:
对
错
题目21
从切槽的加工程序可以判断,切槽刀的宽度为3mm,且切槽刀的刀位点在远离机床卡盘一侧的刀尖圆弧中心。
选择一项:
对
错
题目22
加工M24×1.5的螺纹时,螺纹的牙型深度应为0.975
mm。
选择一项:
对
错
题目23
在零件图3.1中,注明未注圆角小于等于0.5,若使用刀具圆弧半径为0.8的精车刀加工,零件就不合格了。
选择一项:
对
错
题目24
若零件3.1
的螺纹改成M24×1.0,只需要将N60
G92
X23.2
Z-17.5
F1.5修改成N60
G92
X23.2
Z-17.5
F1.0即可,其他语句都不用变了。
选择一项:
对
错
题目25
就数控车削加工而言,
对图3.1所示零件的结构稍作修改,就可以省去用切槽刀加工退刀槽了。
选择一项:
对
错
形考任务4
一、单选题(每小题4分,共20分)
题目1
加工中心编程与数控铣床编程的主要区别(
)。
选择一项:
a.
进给方式
b.
换刀程序
c.
主轴指令
d.
宏程序
题目2
用配置FANUC数控系统的数控铣床进行孔加工,当被加工材料不易排屑(如铸铁)时,应选择(
)孔加工固定循环指令进行编程。
选择一项:
a.
G73
b.
G82
c.
G81
d.
G83
题目3
在FANUC数控系统中,下列代码可以实现宏程序非模态调用的是(
)。
选择一项:
a.
G55
b.
G65
c.
G85
d.
M50
题目4
FANUC数控系统中,#25属于(
)。
选择一项:
a.
局部变量
b.
常量
c.
公共变量
d.
系统变量
题目5
FANUC数控系统中,#110属于(
)。
选择一项:
a.
常量
b.
公共变量
c.
局部变量
d.
系统变量
二、判断题(每小题4分,共40分)
题目6
程序段:G21
G17
G40
G80
G49的作用是对机床(程序)初始化,刀具没有移动。
选择一项:
对
错
题目7
在轮廓铣削加工中,若采用刀具半径补偿指令编程,刀补的建立与取消应在轮廓上进行,这样的程序才能保证零件的加工精度。
选择一项:
对
错
题目8
执行程序段G98
G83
X4.0
Y5.0
Z-20.0
R3.0
Q5.0
F200后,刀具返回刀初始平面。
选择一项:
对
错
题目9
在铣削固定循环中,如果孔系加工需要越障,须在参考平面中进行。
选择一项:
对
错
题目10
用面铣刀加工平面时,约按铣刀直径的80%编排实际切削宽度,加工效果好。
选择一项:
对
错
题目11
用配置FANUC数控系统的数控铣床进行锪孔加工时,应选择G82
固定循环指令进行编程。
选择一项:
对
错
题目12
欲加工Φ6H7深20mm的孔,用刀顺序应该是中心钻、Φ6.0麻花钻、Φ6H7铰刀。
选择一项:
对
错
题目13
在铣削加工编程时,通常把从快进转为工进的平面称为R平面。
选择一项:
对
错
题目14
指令G73
用于不易断屑的深孔加工,指令G83
用于不易排屑的深孔加工。
选择一项:
对
错
题目15
利用IF[
]
,GOTO语句可以实现无条件转移功能。
选择一项:
对
错
三、综合题1(每小题4分,共20分)
被加工零件如图4.1,零件外形四周的60×80尺寸、上下表面已加工完毕。现使用配置FANUC数控系统的立式数控铣床(或加工中心),用平口精密台钳装夹工件,加工凸台外轮廓。工件坐标系原点X0、Y0定义在零件的左下角,Z0在工件的上表面。
仔细阅读图纸及给定条件,完成下列试题(均为单选题)。
题目16
对程序段G43
Z3.0
H02解释全面的是(
)。
选择一项:
a.
刀具沿Z轴按给定速度下刀,建立刀具长度正补偿功能,
b.
刀具长度补偿建立,Z轴移动,补偿参数放在2号寄存器
c.
快速下刀到Z
3.0位置,移动中建立刀具长度正补偿,补偿参数放在H02寄存器
d.
先建立刀具长度补偿功能,然后移动刀具到指定位置,编程刀具参数
题目17
程序段(2)处的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G01
Z-8.0
F300
M08
b.
G00
Z6.0
M08
c.
G01
Z-6.0
F500
M08
d.
G01
Z6.0
F500
M08
题目18
补齐
(3)
处的空缺程序,完整的程序段为(
)。
选择一项:
a.
G01
G42
Y0
D01
F200
b.
G42
Y0
D01
F200
c.
G01
Y0
D01
F200
d.
G41
Y0
D01
F200
题目19
程序段(4)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
X24.0
Y50.0
b.
X20.0
Y54.0
c.
X—20.0
Y—54.0
d.
G01
X20.0
Y—54.0
F200
题目20
程序段(5)的正确编程语句是(
)。
选择一项:
a.
X74.0
Y54.0
b.
X74.0
c.
G01
X74.0
d.
G01
X74.0
Y48.0
四、综合题2(每小题4分,共20分)
被加工零件如图4.2所示。零件外形四周的60×80尺寸、上下表面已加工完毕,准备加工孔,采用f10钻头和f16锪钻,工件坐标系原点X0、Y0定义在零件的左下角,Z0在工件的上表面。
仔细阅读图纸及给定程序,完成下列试题(均为单选题)。
题目21
加工Φ10孔1时,在程序段G99
G81
(1)
处需要补齐的语句是(
)。
选择一项:
a.
Z-16.0
R5.0
F150.0
b.
Z-16.0
R3.0
F150.0
c.
Z-4.0
R3.0
F100.0
d.
Z-22.0
R3.0
F150.0
题目22
紧接着加工Φ10孔2,正确的编程语句是(
)。
选择一项:
a.
G98
G82
Y60.0
b.
G99
Y60.0
c.
G98
Y60.0
d.
G99
G81
Y60.0
题目23
在程序段所缺的语句(3)应为(
)。
选择一项:
a.
G91
G00
X35.0
Y20.0
b.
G90
G00
X29.0
Y20.0
c.
G90
G00
X35.0
Y20.0
d.
G91
G00
X29.0
Y60.0
题目24
程序段G99
G82
(4)
R3.0
P500
F150.0中;应补齐的语句是(
)。
选择一项:
a.
Z-4.0
b.
Z-16.0
c.
Z-10.0
d.
Z-22.0
题目25
对程序段G00
G49
Z100.0
M09解释全面的是(
)。
选择一项:
a.
返回运动,刀具回原点,取消刀具长度补偿,冷却液关闭
b.
刀具从安全平面沿Z向快速移动到Z100位置,取消刀具长度补偿,冷却液关闭
c.
刀具从孔中快速抬刀,到Z100位置,取消刀具长度补偿,冷却液关闭
篇10
关键词:航空发动机;起动;点火
1 引言
起动是航空发动机的一个重要的起始过程。航空发动机起动成功的基本要求是在压气机不喘振和涡轮前不超温的情况下,在一定的时间内按照给定的起动程序和供油规律点燃燃烧室内油气混合物,将发动机加速到慢车。
某小型航空发动机(以下简称WP发动机)体积小、结构简单。装机后出现了发动机地面起动点火失败问题,本文对WP发动机起动系统进行研究,分析了装机后影响发动机起动的主要因素并进行试验验证,根据验证结论提出解决措施。
2 起动失败原因分析
在航空发动机起动过程中,若发动机地面不能点火成功,通常是由于进入发动机燃烧室油气比超出正常点火要求范围。因此,着重从进入发动机的气流和进入发动机的燃油流量进行分析。
2.1 气源能力分析
根据动量矩定理,起动气源气流作用在转子上的力矩为转子转动惯量与角加速度的乘积,发动机吹转时空气流量与角加速度的关系由下式描述(简化为恒角加速度运动):
(1)
式中m为通过发动吹转喷嘴的空气流量、v为喷流与转子的相对速度、L为吹转力臂、Mf・Lf为摩擦阻力矩、Ma・La为气动阻力矩、Ix为转子的转动惯量、α为转子的角加速度。
根据流量公式:
(2)
公式中k为常数,P*为总压,T*为总温,A为截面面积,q(?姿)为流量函数,P为静压。
摩擦阻力矩和气动阻力矩实际都为转子转速的函数,随转子吹转转速的增加而增大。喷流与转子的相对速度v为喷流绝对速度v0与转子距转轴L处线速度的差。由于发动机吹转喷嘴工作在超临界状态,喷嘴出口速度为当地音速,当地温度变化不大时基本不变。因此,转子的角加速度为空气流量m与转子线速度v'的函数,并且m越大,角加速度越大;v’越大,角加速度越小并可能反号使转子转速变小。在实际发动机起动过程中,气源带转发动机转速可满足发动机要求,所需时间也较短,因此说明进入发动机的空气流量满足发动机起动要求。
根据(2)式,空气流量与气体总压和管道面积成正比。在发动机气源进口管路一定的情况下,管道面积一定,因此,在空气流量满足发动机要求的前提下,气源总压应满足发动机要求。
2.2 供油流量分析
根据WP发动机起动工作原理,发动机供油流量与供油压力差函数和定量旋板泵转速函数有关,因此,建立发动机供油流量模型见式(3)。
(3)
其中q(?驻P)表示由供油压力差决定的一部分供油流量;
q(n)表示由定量旋板泵转速决定的一部分供油流量;
由WP发动机定量旋板泵的流量特性可知,定量旋板泵的流量与转速成正线性关系,供油流量随定量旋板泵的转速增加而增加,在1000r/min到10000r/min之间,流量和转速基本成正线性关系,但在1000r/min以下,流量随转速也在增加,若假设0r/min到1000r/min也为正线性关系,则其斜率明显比1000r/min以上小的多,通过线性延伸计算,流量泵转速500r/min,其供油流量仅为0.1L/min。因此,当定量旋板泵在低转速运转时,其供油流量较小,不能满足发动机正常点火要求。
由WP发动机起动工作原理,供油压力差可由数学表达式表示。
式中:PY为地面起动气源经气流分配器后进入机上供油系统的压力;
PZ为定量旋板泵启动后为供油管路增加的压力;
PS为PY进入机上供油系统后损失的压力;
Ph为地面起动气源经气流分配器进入封气腔后形成的背压力;
由工作原理图可知,PY和Ph是起动气源经气流分配器后再由三通分配而来,其压力值基本相当,因此?驻P主要由Pb和PS决定。
由典型增压特性曲线图可知,定量旋板泵在低转速运转时,其增压能力Pb十分有限,而对于特定的供油系统,其PS为定值,且在设计之初,会按最小损失进行设计,并进行试验验证。因此,由供油压力差决定的部分燃油流量可能存在供给不足的问题。
3 试验验证
3.1 问题复现
试验前,设地面起动气源经气流分配器后进入机上供油系统的压力测量点(PY)、机上供油系统进入发动机压力测量点(Pa)、燃油泵后压力测量点(Pb)、供油流量(wf)、发动机转速(n)。
由复现试验转速可知,转速在吹转气源稳定后,没有上升,此次起动发动机点火失败。对供油压力进行分析:PS=PY-Pa,因此,由压力数据计算:
?驻P=PY+PZ-PS-Ph
PS=PY-Pa
PZ=Pb-Pa
即
代入典型点后,计算?驻P约为-11KPa,考虑旋板泵低转速时增压能力较弱,因此供油压力很可能小于封气腔背压,说明燃油并未达到封气腔,不能点火成功,对燃油流量数据进行分析,燃油流量并未增加,因此,供油段压力不匹配,导致发动机起动段燃油不能正常供给是起动失败的主要原因。
3.2 优化后验证
针对供油段压力不匹配,可以采用提高发动机旋板泵增压能力、减低封气腔背压等方法,但这些方法均需对发动机进行比较大的优化改进,由供油系统原理可知,若单独增加发动机起动段油箱压力,则可提高旋板泵前压力,从而提高旋板泵后压力,达到增加泵后压力与封气腔压差的效果。因此,在起动之前,先给油箱预增压约27KPa,再进行发动机起动。
从转速及压力数据对应来分析,当油箱进行27KPa预增压时,油箱压力、泵前压力、泵后压力在发动机着火前均大于油箱引气压力,这说明,着火前油箱内压力已将燃油挤压至封气腔,当发动机着火后,由于发动机转速上升较快,引气压力也随之迅速上升,最终超过油箱压力,但此时旋板泵已处于较高工作转速,其增压能力已经体现,可以满足供给燃油需求。因此发动机正常起动。