双轴关系

双轴关系（精选7篇）

双轴关系 篇1

1 高英课中的双轴关系

任何符号文本都是在两个向度上展开的, 即组合轴和聚合轴。最早索绪尔就提出了双轴的概念, 索绪尔习惯二分法, 他提出了几组相对的概念, 语言和言语, 能指和所指, 共时和历时, 以及组合和聚合。雅可布森在20世纪50年代提出, 聚合轴可称为“选择轴”, 功能是比较与选择;组合轴可称为“结合轴”, 功能是邻接黏合。雅可布森认为比较与连接, 是人的思考方式与行为方式的最基本的两个维度, 也是任何文化得以维持并延续的二元。[1]461

组合轴就是一些符号组合成一个有意义的“文本”的方式。而“聚合轴的组成, 是符号文本的每个成分背后所有可比较, 从而有可能被选择, 即有可能代替被选中的成分的各种成分。”[2]161

几乎任何教科书都同时展现组合和聚合关系, 比如英语教材中学习的句子组合方式, 主语、谓语加宾语构成一个主谓宾结构, 要求学生进行的造句训练就是组合训练。同时教材中也会告诉学习者哪些成分可以充当主语, 哪些成分可以充当谓语, 学习者要学会如何把词语进行归类, 名词可以做主语, 动词可以做谓语, 这个就是聚合训练。学习议论文写作, 教材中会告诉学习者文章的基本结构, 第一段提出观点, 第二段举例论证观点, 第三段得出结论, 这是组合训练。教材中也会给出论证观点可以采用的多种方法, 以及可以选用的多种句型, 这是聚合训练。学习写诗也是一样, 教材中要告诉学习者诗词的格律规定, 这是组合训练。教材中也要说明某句可以押的韵, 某字对偶的可选择范围, 这是聚合训练。课本中即展现了组合关系又展现了聚合关系。从另一个角度来看, 课本本身也是一个双轴操作的结果。英语精读课本中由十几篇文章构成, 每篇文章都可能是一种文体的范文, 这是组合关系。同一类型文体背后又有很多待选择的文章, 这是聚合关系。“任何显现的文本, 只能是另一个聚合与组合操作而成。”[2]163我们所看见的文本多是经过了多次的组合与聚合操作而成的。比如一所重点中学的录取名单, 是在全市范围内选拔可以达到指定分数线的学生, 之后学校又根据招进来学生的成绩先后排名, 组成了一个火箭班。那么最后进入火箭班的学生名单就是经过了多次双轴操作的结果。

除了教材既展现了组合关系又展现了聚合关系, 任何一堂课也必然是在组合和聚合双向度下展开的。就拿高英课为例, 老师在课堂上先讲了背景知识, 接下来选讲了个别重点单词, 然后对文章中的重点句子进行了分析和解释。如此一步一步进行, 呈现出一个组合关系。但是在讲背景知识或是词汇时, 绝不可能面面俱到, 需要通过比较, 找出重点。这些所有可被选择讲授的知识点和词汇就构成了聚合轴。组合轴是显性的, 聚合轴是隐性的。虽然聚合轴在文本层面是看不见的, 但是它并不是无处可寻。“聚合轴始终影响着文本的各种品质, 任何显现的符号文本, 每个成分都是聚合选择的投影。如果某个单元背后的聚合异常大, 便会给这个单元浓重的投影。”[2]164

同样是讲高英课组合关系基本相似的情况下, 一个老师和另一个老师的上课风格却会呈现出巨大的差异。我们有时会深深地感受到一些老师的知识丰富, 具有较好的人文素养, 张弛有度, 这就是宽幅选择的结果。同样是分析课文, 有的老师照本宣科, 有的老师却可以从波伏娃谈到弗洛伊德, 从结构主义谈到叙述学, 从生活中俯拾皆是的寻常例子谈到人性, 整堂课张弛有度, 知识涵盖量非常大。不仅丰富了学生的知识, 更加开拓了学生的眼界。

而大学教育不同于初级教育的最大特征就是他是一个更加宽幅的选择结果。老师首先要不断扩充自己的知识量, 使自己的聚合轴不断扩大, 这样才有可能提供给学生更多的选择。过于窄幅的课堂会对学生的思维束缚过紧。高英课虽然是基础课程, 但是若我们的老师只囿于书本和参考书中, 认为拿着一本参考书和一本字典就可以把课讲好, 恐怕就有些捉襟见肘了。把所有的重点只放在词汇和语法或是翻译上, 也就很难激发学生们的创造性思维能力。

课堂教学中我们长期重视的是它的组合关系, 如何把每个部分整合在一起是常常讨论的焦点。但是却忽略了聚合轴在组合轴上的投影。只有在物质不断丰富的情况下, 人们才可能有更多的选择, 就像中国的20世纪50~60年代, 粗布衣服, 自行车, 收音机, 窄幅文化限制了人们的选择。今天的大学课堂若也只是个窄幅的选择, 教师只是拿着字典, 照着教参讲课, 那么我们培养出的学生又会是什么样子。所以, 教师不断学习思考、扩充知识的基本原则需要不断地强化和有效实施。

2 高英课中的无限衍义

索绪尔提出的能指和所指的概念, 一个能指必然指向一个所指, 正如一个硬币的两面。如上文所提到的, 索绪尔的理论体系一般都是二分的, 除了上文提到的组合和聚合关系以外, 还有一对非常重要的概念就是能指和所指。与索绪尔不同, 皮尔斯的理论体系却多半是三分的。他把索绪尔的能指和所指切分为三:符号-对象-解释项。皮尔斯把符号的可感知部分, 称为“再现体”, 这相当于索绪尔所说的能指;但是索绪尔的所指, 在皮尔斯那里分成了两个部分:“符号所代替的, 是对象”, 而“符号引发的思想:称为符号的“解释项”。[3]228由此, 皮尔斯给符号一个绝妙的悖论式定义:“解释项变成一个新的符号, 以至无穷, 符号就是我们为了了解别的东西才了解的东西。”[3]228

一生二, 二生三, 三生无穷。在皮尔斯的符号理论系统里, 符号过程变成了一个可以不断解释的过程, 因为解释符号的符号依然需要另一个符号来解释。当把所指拆分为对象和解释项, 当把能指和所指分为三项时, 皮尔斯理论也就获得了比索绪尔理论更加开阔的解释前景, 从解释项也就推出了“无限衍义”这个概念。这样一个开放姿态预示了后结构主义的开始:符号表意, 必然是无限衍义。[2]105

皮尔斯认为符号指向的是两个不同的东西, 对象和解释项。符号指向的对象已经确定相对固定, 但是解释项却可能是无穷无尽的。因为解释项需要另一个符号来表达, 于是产生了新的符号, 新的符号又将获得新的解释项, 新的符号还需要另一符号表达, 如此循环往复以至无穷。可能产生的意义变得无穷之多。

以高英课为例。首先, 教师在课中设置的问题应该包括一些开放性问题。比如课前的导入, 教师可以设计一些与学生生活相关, 他们感兴趣的又可引发话题的问题。老师在之前并没有预设答案, 学生完全可以根据自己的经验和感悟无限发挥。相比较而言, 另外一些老师的课堂就比较死板, 比如一堂翻译课整个的构架就是给出句子, 接下来简单分析一下句型结构, 然后呈现出准备好的标准答案。无论是高英课还是翻译课, 无论是文章的解析还是句子、文章的翻译皆无定法, 都可“无限衍义”。不可做得太死, 题目、标准答案, 那么就把符号所获得的解释项控制得太死, 如此反复很有可能走进一个死胡同。学完一篇文章背一下它的主旨大意、课后题的标准答案就觉得皆大欢喜。

交流与对话是达到无限衍义的重要手段。皮尔斯认为无限衍义是人的思想方式的本质特征, 每个思想必须与其他思想说话。[3]253为什么我们一直强调要多读书, 其实就是在与那些伟大的作家、学者展开心灵对话。日常生活中我们身边可能大多是些寻常人, 或者说是和自己水平相当的人, 即使你非常健谈, 整日与人聊天, 我们在这些对话中所能获取的知识也是有限的, 能够引发的思考也是有限的。所以教师应该尽可能地鼓励学生多读书, 多读经典好书。在与这些优秀作家和学者思想交流和碰撞的过程中, 必将获益良多。阅读就是思想与思想的碰撞, 心灵与心灵的碰撞。碰撞之后可能产生的就是火花, 思想的火花。布鲁姆在他的《西方正典》中就曾写道:莎士比亚和塞万提斯, 荷马和但丁, 乔叟和拉伯雷, 阅读他们作品的真正作用是增进内在自我的成长。西方经典的全部意义在于使人善用自己的孤独, 这一孤独的最终形式是一个人和自己的死亡相遇。

同时在课堂上也应注重教师与学生之间的对话关系, 学生与学生的对话。人获得知识的过程, 深刻领会知识的过程就是一个人与自己对话, 与他人对话的过程。对话的展开使得个人的思想不再是个人空间的冥思苦想, 而成为开放空间中的碰撞, 激发和延伸。课堂上教师和学生之间的交流, 学生与学生的交流一方面使思想碰撞, 另一方面也可在这个思想碰撞的过程中引发新的思考。好的问题让学生感兴趣, 引起他们的思考, 思考和交流的过程又提出了新问题, 符号的无限衍义在这里得到了最好的体现。所以真正优秀的老师不仅是学富五车, 聚合轴非常宽, 对各方面知识信手拈来的人, 还要能够不断启发学生去思考, 能够触碰到那个关键点, 可以让学生无限衍义的人。

教师不仅要让学生在高英课中掌握基础知识, 还要让他们认识到以至学习到:与他人的思想对话, 与自己的思想对话, 学会批判的接受, 因为符号的意义只有在对抗和衍生中才能真正成为意义。人类的思想也只有在批判、对抗、交流、融合中不断衍生出新的意义。

3 结语

高英课是大学英语专业学生的基础课程之一, 固然, 让学生扩大词汇量和熟悉英语常用句型, 了解英语各种文体的表达方式和特点是需要完成的重要任务, 但是扩大学生的知识面, 加深学生对社会和人生的理解, 培养学生对名篇的分析和欣赏能力, 逻辑思维与独立思考能力也是大纲中提出的明确要求。所以在高英课的教学过程中我们不仅要重视基础, 更需要在宽幅选择下的组合关系中, 让学生扩充知识, 开阔眼界;通过各种手段和方法启发学生的思考, 重视培养学生逻辑思维能力与独立思考能力, 让学生在无限衍义的过程中找到发现问题, 解决问题的方法才是更为重要的任务。

参考文献

[1]Paul Bouissac.“Paradigm”.In Encyclopedia of Semiotics.New York:Oxford University Press, 1999.

[2]赵毅衡.符号学[M].南京:南京大学出版社, 2012.

[3]Charles Sanders Peirce.The idea to which the sign gives rise[C]//Charles Sanders Peirce.Collected Papers.CambridgeMass:Harvard University Press, 1931-1958.

气缸体双轴孔镗削加工 篇2

合理的工序安排

在工序安排上, 合理的调整与分担加工精度是保证最终精镗加工精度的有效措施之一。在精镗工序之前, 安排半精镗加工工序, 精镗加工的最终工序要求如下:

(1) 主轴孔加工至φ160H6, 表面粗糙度值为Ra=0.8μm, 圆柱度为φ0.012mm, 同轴度为φ0.03mm。

(2) 凸轮轴孔镗至φ7 3 H 7, 表面粗糙度值为Ra=0.8μm, 圆柱度为φ0.008m m, 同轴度为φ0.03mm。

(3) 凸轮轴轴瓦孔中心线相对于曲轴轴瓦孔中心线位置尺寸, 高度方向为 (293±0.03) m m, 水平方向为145-0+0..0304 mm, 相互平行度为φ0.10mm。

精镗模的设计

1. 镗架布置

如图2所示, 曲轴轴瓦孔和凸轮轴轴瓦孔加工各自采用了四镗架支承, 各个镗架均采用了各自独立单导向镗架体。这样一则可提高零件的制造精度, 二则可通过装配找正的方法提高导套的导向精度, 三则还可以避免两镗杆把各自加工过程的振动和干扰传递给对方。

1.镗模2.镗杆

2. 导向设计

我们知道, 滚动镗套一般分为“内滚式”和“外滚式”两种。

采用“外滚式”导向进行镗孔时, 在镗杆进入导套时, 为了使镗刀能顺利地进入引刀槽中而不发生碰撞, 必须具备如下两个基本条件:一是镗杆在引进或退出时, 必须停止其旋转运动, 使镗刀以固定的方位进入或退出导套;二是必须在镗杆与旋转导套间设置定向键, 以保证工作过程中镗刀与引刀槽的正确位置关系, 定向键同时也起着保证加工精度稳定性的作用。

具有引刀槽的“外滚式”导向, 其定向键的形式有两种:具有尖头定向键的“外滚式”导向, 具有弹簧钩头键的“外滚式”导向。在本镗模的设计中, 曲轴轴瓦孔加工镗杆的导向均采用了具有弹簧钩头键的“外滚式”导向 (见图3) 。可借助导向套的钩头键与镗杆上的键槽相连接, 保证镗刀与引刀槽的相互位置关系, 这样镗杆端部不必具有螺旋导引从而可减短曲轴轴瓦孔加工镗杆的设计长度, 有利于镗杆的加工。这种机构形式的导向装置, 在制造正确的情况下, 与尖头键相比, 工作更为可靠。但由于结构尺寸较大, 有时受孔间距离的限制而不能采用。

1.螺钉2.定位块3.圆柱销4.键5.弹簧

3. 镗架轴承的选用、布置及预紧

(1) 镗架轴承的选用衡量镗模质量的标准是镗模的精度, 其除了决定于镗模的整体设计方案外, 在很大程度上决定于工具轴承系统, 因此镗模设计必须与轴承系统相互适应。曲轴轴瓦孔加工与凸轮轴轴瓦孔加工的前、后镗架轴承均采用了进口P2级FAG系列角接触球轴承。所以选用角接触球轴承而没有采用常用的向心球轴承是因为前者具有钢球数量多, 轴承原始刚度、运转精度及使用寿命等性能比后者优越, 而且它可以利用预紧的方法来消除轴承径向和轴向游隙, 减小因受工作载荷而引起的径向和轴向偏移, 从而提高轴承的运转精度和刚度。

(2) 镗架轴承的布置及预紧每对轴承在镗架中以外环宽端相对的“背对背”型布置 (见图4) , 这种排列交点间跨距较大, 悬臂长度较小, 故悬臂端刚性较大。

1.外隔套2.内隔套

当用锁紧螺母压紧轴承内环时, 预紧力便施加在轴承上, 两轴承间外隔套与内隔套的长度差决定了轴承预紧力的数值。按这种方式布置轴承时, 由于两个轴承的压力线沿着回转轴线方向扩散, 因此增强了导向装置的径向和轴向刚性, 从而提高了其抗变形的能力。

预紧轴承时, 借助修磨两轴承间内外隔套的方法, 并使内隔套稍短于外隔套来控制预紧力的大小, 而借助修磨法兰盘下的调整垫来压紧轴承。控制预紧力的大小十分重要, 因为预紧力过大, 当转速较高时, 轴承在载荷下的温升便较高, 轴承的寿命也会降低, 况且过大的预紧力实际上对轴承副的刚度也没有更大的提高。如果预紧力过小, 则不能达到预定的精度和刚度要求。轴承预紧力按图5的曲线严格控制。轴承预紧后, 使旋转导向套本身在两个轴承之间处于张力状态, 这种拉应力的存在可提高导向套的抗弯能力和运转的平稳性。

4. 导向套材料的选择

精镗加工, 按理论分析, 铜套耐磨、精度高, 适宜做精加工导向套。但实际工作中, 由于机床工作条件差, 切屑极易带入, 形成粘套。此外, 由于受凸轮轴轴瓦孔周边空间尺寸的限制, 使导套的壁厚尺寸受限, 若仍采用铜套导向, 将大大削弱导向支承的刚性。再者, 由于机体毛坯的铸造毛刺, 飞边大, 有可能保证不了导向套与毛面壁之间应有的间隙, 工件在装夹过程中有可能挤压导向套, 使导向套变形。为此, 在设计凸轮轴轴瓦孔两个中间导套时, 材料舍弃铜套而改为GCr15轴承钢套。

5. 工件的定位

通常柴油机气缸体双轴孔有较高的精度要求, 如本设计中的某气缸体双轴孔的孔距要求即是如此 (见图1) 。在本机床中, 工件的定位方式采用的是一面双销定位, 整个气缸体的底平面作为三点定位平面, 消除工件的三个自由度即绕X、Y轴的转动自由度和沿Z轴的移动自由度;圆柱销起两点定位作用, 消除沿X、Y轴的移动自由度;菱形销起一点定位作用, 消除绕Z轴的转动自由度。气缸体定位销孔与定位销的配合为φ25H7/g6, 配合间隙最大可达0.041m m。针对这一现象, 在设计中, 可采取在工件两定位销孔靠近操作者一侧设置侧推螺栓 (见图6) 。在定位时利用侧推螺栓使工件靠向一侧, 以便使销孔与定位销的配合在重复定位过程中始终保持在一侧, 从而消除因定位误差而造成的加工误差。同时, 还对镗架导向套中心线至定位销的尺寸进行相应的修正, 以达到无间隙定位的效果。但必须注意的是侧推螺栓在工件夹紧后要及时松开, 同时侧推力不可过大, 以避免定位销在推靠时受力。

6. 让刀及辅助支承机构的设计

由于工件重740k g, 而气缸体定位销孔直径仅φ25m m。按常规设计, 操作时气缸体落入镗模内主定位平面上, 而后扳动手动插销, 使定位销插入气缸体内。由于气缸体在吊装过程中只能依靠镗模四周设置的预定位导向板落入镗模内, 位置不可能很准确。插销在插入过程中不可避免地使定位销受力, 使机体在镗模主定位平面上平移, 实现插销定位。若长期工作定位销受力变形, 将不可避免地影响工件的定位精度。此外, 在让刀机构设计中, 为尽可能简化设计而采用了机械式手动让刀机构 (见图7) 。

由于工件长1411m m, 宽500m m, 让刀托起机构必须实现多点同步动作, 并尽可能使操作省力。为此, 在让刀机构设计中, 采取了如下措施:

(1) 让刀机构的滚道上平面布置钢球, 使手动插销过程中, 机体的左右、前后平移均为滚动摩擦。从而大大减少了定位销的受力, 从而保证了工件的定位精度。

(2) 让刀机构采用了铰链式前、后布置的双滚道, 从而保证了工件抬起时在长度方向上的同步。让刀机构下方设置了滚轮式结构的楔铁, 楔铁的移动依靠左、右旋同螺距的梯形螺纹丝杠, 并设置手轮便于操作, 实现前、后双滚道抬起动作的同步。滚轮式结构的楔铁, 一则使抬起有力, 二则可大大减小抬起滚道而产生的侧推力。

(3) 让刀机构下方设置缓冲压力弹簧, 在工件装卸过程中可避免磕碰伤。

(4) 让刀机构在工件完成定位夹紧后, 可抬起至适当高度, 靠上工件底平面, 从而兼作了工件的辅助支承。

镗杆的设计

1.分体式结构

凸轮轴轴瓦孔加工镗杆长达2070m m, 其外径最粗不过φ62m m, 最细仅φ37m m。若采用整体式镗杆结构, 在制造过程中将很难保证其径向圆跳动公差, 势必从制造上降低精度。镗模各导向套之间也存在同轴度误差, 而镗模与导向套之间的间隙因工件加工精度限制又不可能放大, 这样径向圆跳动无法由加工保证的镗杆在引入镗模过程中势必有别劲现象, 将使镗杆发生预变形, 将直接影响精镗的加工精度。为充分考虑该镗杆加工的可能性和工艺性, 该镗杆设计分成两段, 段与段之间通过销子与键联接而成, 两段镗杆之间配合采用了0～0.003mm的过盈配合, 装配采用冷装工艺。镗杆尾端采用了两个带保险螺钉的螺母, 对镗杆各联接件进行预紧, 从而使两段镗杆均处于张应力状态, 可提高镗杆的刚性。但是, 必须注意, 这种预拉应力要严格控制, 应大于拉镗时最大轴向切削抗力, 但也不可过大。

2.镗杆材料及热处理

镗杆要求表面有较高的硬度, 内部有较好的韧性。在本设计中镗杆材料采用了38CrMoAlA, 渗氮深0.5mm以上, 900HV;滚动套材料为9SiCr, 淬火64HRC以上;中间套材料为40C r, 淬火54H R C以上;轴承垫材料为GCr15, 淬火64HRC以上。

3.镗杆轴承的润滑

镗杆的润滑是采用脂润滑, 在镗架的滚动套与镗杆间涂满锂基脂, 以保证滚针与钢球的润滑。这种润滑的优点在于:油膜强度高;油脂粘附性好, 不易流失, 使用时间较长;密封简单, 能防止灰尘、水分和其他杂物进入轴承。

润滑脂的填充量要适度, 润滑脂的不足或过多, 都会导致轴承工作中温升增大, 磨损加快。一般以填充量占轴承与外壳空间的1/3～1/2为宜。

镗刀的设计

凸轮轴孔、主轴孔的加工设计尽最大可能采用双刀布置。前刀主要作用是切削掉半精加工与精加工存在的二次定位误差及消除半精加工误差。后刀目的一是进一步提高工件精度, 二是起修光作用。前刀切削量在直径方向上为0.1mm, 后刀切削量在直径方向上为0.03mm。为避免前刀在加工时因工件材质不均而“楔”入工件, 一般镗刀刀尖稍高于孔中心, 这样还可以增大镗刀的支承面, 这对镗小孔直径尤为有利。但镗刀刀尖高于孔中心后, 将使镗刀前角减小, 后角增大, 因此要保证镗刀在切削时的角度, 就必须在制造 (刃磨) 时加大前角并减小后角, 考虑到过大的前角会影响到刀尖的强度, 因而镗刀刀尖不能高于孔中心太多。组合机床上的镗刀, 在加工中等直径孔时, 一般高于中心约为被加工孔径的1/20 (见图8) , 即镗刀前、后角在垂直于镗杆轴心线的截面内变化为5°～6°。

而后刀是进一步提高加工质量和修光作用, 其所受的切削抗力可以忽略不计。后刀采用抗振镗刀, 其特点是刀尖处在刀杆的轴线上 (见图9) , 如果刀尖离刀杆轴线的距离为hc, 则hc与刀杆振幅av的关系见图10, 可见hc=0时, 镗刀的抗振性最好。

当镗孔刚性不足时, 应增大镗刀主偏角, 减小刀尖圆角半径, 这样可以减小径向力;同时加大主偏角还可以在同样的切削截面时减小切削宽度和增加切削厚度, 这样在有瞬时干扰 (例如材质不均等) 时的切削面积变化小;另外主偏角增大在加工铸铁时切削力也减小, 这些都有利于避免由于系统刚性不足而产生振动。本镗刀在设计时, 取R=0.2, κr=75°。

镗刀在镗杆上的安装

镗刀在镗杆上一般倾斜一个角度安装, 以便使镗刀在镗杆内有较长的安装长度并有足够的位置安装压紧及调整螺钉。

由于前面镗刀的设计取κr=75°, 因此镗刀在镗杆上安装时要倾斜15°, 以实现切削时主偏角为90°, 这样安装最大限度地减小切削时的径向力。

镗刀在镗杆上一般用螺钉压紧, 为保证压装可靠, 压装螺钉采用粗牙, 以保证压紧力。为调整镗刀方便, 一般在镗刀后面都设有调整螺钉, 调整螺钉采用细牙螺钉, 便于对镗刀进行微量调整。为加大压紧力及避免扭坏, 宜采用内四方螺钉。

镗杆上的压紧螺钉之间的距离不宜太近, 镗刀槽的尖角等处应有较大的倒角, 以免热处理时产生裂纹或熔化。

镗模验收情况

目前该镗模已制造、调试完成并已投产, 验收结束。已完成柴油机机体1000多件的加工。验收试切件检查结果见附表。

(单位:mm)

双轴搅拌机生产能力的确定 篇3

1 双轴搅拌机生产能力的计算公式

从计算结果看童文中的双轴搅拌机的生产能力计算公式是错误的。因为搅拌刀回转直径Φ500 mm,搅拌轴直径Φ115 mm,每个螺距中有4把搅拌刀,搅拌轴转速与35 r/min,搅拌刀宽度160 mm,搅拌刀安装倾斜角为25°的双轴搅拌机的产量不可能是1.6 t/h。就一般使用情况看,这种双轴搅拌机的产量大约在20 t/h～30 t/h。我国建材行业标准JC/T346-2005中规定SJ300X35型双轴搅拌机的产量为20 m3/h～25 m3/h,基本上是相差不多的。

童文中搅拌机内物料的移动速度为ν

ν=ZbnβSinα/60=4×0.16×35×0.85×Sin25°/60=0.1341 m/s,这是正确的。

但搅拌机产量Q为

Q=180π(D2-d2)νρ.x/4=180×3.14×(0.52-0.1152)×0.55×0.1341×0.7/4=1.69 t/h,则明显是错误的。

正确的计算公式应该是:

式中Z—一个螺距中搅拌刀数,个;

b—搅拌刀宽度,m;

n—搅拌轴转速,r/min;

α—搅拌刀倾斜角度,°;

β—回料系数,一般b=0.85;

D—搅拌刀回转直径,m;

d—搅拌轴直径,m;但一般搅拌轴上都有护瓦,故上式Φ(115+15)=Φ130 mm=0.13 m;

ν—物料移动速度,m/s;

ρ—物料容重,t/m3,对于粘土ρ=0.7 t/m3;

x—填充系数,一般取x=0.55;

上述公式计算的产量数值是理论计算的数值,因为物料容重ρ、填充系数x、回料系数β的取值和实际使用时会有差别,搅拌刀安装角度和其他部位的安装都会有误差,工作部件的各种间隙也会比理论数值要大一些,所以理论计算的数值要稍大一些,但只要作必要的修正,是完全可以应用的。

2 如何确定有关双轴搅拌机生产能力的各项技术参数

2.1 转速

双轴搅拌机的转速越高,其生产能力越大,但是工作的效果也相应降低。有的砖厂为了提高产量,把上述SJ2400X36的双轴搅拌机的转速提高到50 r/min以上,使进入的物料迅速被送出双轴搅拌机,完全起不到应有的搅拌、混合的作用,造成砖坯质量差。一般制造厂都会根据不同规格的双轴搅拌机确定了相应转速,只要选型合理,完全可以满足使用要求。在满足产量要求的前提下,双轴搅拌机的转速可以适当低一点,以取得较好的搅拌效果。

2.2 搅拌刀的回转直径D

搅拌刀的回转直径D对于各种规格的双轴搅拌机都有相应的数值。

式中A—两搅拌轴的中心距;

d—搅拌轴安装护瓦后的直径;

δ—搅拌刀外圆与另一根搅拌轴的护瓦之间的间隙,一般取15 mm～20 mm。回转直径D还和搅拌箱内壁尺寸有关,二者也必须留有10 mm间隙。一般回转直径越大,产量越高,用户只要在搅拌刀磨损以后及时修复,保持D基本不变,才能保证稳定的产量。更换的搅拌刀必须采用耐磨材料,堆焊工作面(工作面硬度在HRC55以上)才能长期保持良好的工作状况和稳定的产量。搅拌轴的直径d是由强度决定的,d的变化范围不大,对生产能力的影响也很小。

2.3 搅拌刀的宽度b

搅拌刀宽度b越大,双轴搅拌机的产量也越大,各种规格的双轴搅拌机都有相对应的搅拌刀宽度。在更换新搅拌刀时要有足够的宽度,以确保双轴搅拌机较好的工作性能和稳定的产量。

2.4 搅拌刀的倾斜角度

图1和图2是两种不同类型的搅拌刀,图1是常用的搅拌刀。

图1的搅拌刀的倾斜角是安装时确定的,如果安装的倾斜角越大,双轴搅拌机的产量就越高,一般的安装倾斜角是20°～25°,这种搅拌刀在使用中要注意所有搅拌刀的倾斜角要调整一致,否则就达不到较好的工作性能和稳定的产量。图2的搅拌刀其倾斜角是固定的,磨损以后只要更换同样的配件就可以了。

选好用好双轴搅拌机,对于生产空心砖是一件至关重要的事情,必须认真对待。

参考文献

双轴关系 篇4

众所周知, 轮椅已成为了许多病人和老年人的不可或缺的工具, 它不仅是一种代步工具, 更重要的是用户可以借助轮椅锻炼身体和参与社会活动。传统的轮椅通过两个大轮和两个小轮来保持平衡, 这样虽然可以在平地上平稳行进, 但是在遇到上下坡和颠簸路面时则很难提供平稳舒适的用户体验;同时对于乘坐轮椅的弱势群体, 在发生突发状况时他们往往无法应对, 如没有及时得到救助可能会有生命危险, 所以对于这个群体的监护是必不可少的。

本文提出了一种基于FPGA的双轴自平衡监护系统的设计方案, 一则通过自平衡系统的特殊设计应对复杂路面的平衡问题, 另一则通过监护软件实时监控用户的状态。该系统的主体采用双轴自平衡技术以维持轮椅的平衡, 并加装安全监控装置, 使监护人通过手机就可以实时了解用户的安全及位置信息。

2系统总体设计方案

双轴自平衡监护系统主要由双轴自平衡轮椅和轮椅监护软件组成。系统框图如图1所示。

双轴自平衡轮椅的操作与一般的轮椅相同, 其不同点是在座椅部分使用电机驱动的十字支撑的双轴来维持座椅的平衡状态;同时用户手机上的监护软件实时监控着轮椅的运行状态和使用者此时所处的地理位置。一旦轮椅出现故障或使用者主动按下报警按钮, 轮椅监控软件就会将此时使用者所处的地理位置和出现的危险情况以短信的形式发送至监护人的手机上。并且监护人还可以通过向用户手机放松信息, 得到老人当前所处的位置及轮椅的状态。

2.1双轴自平衡原理

本系统中轮椅的自平衡主要由座椅下的十字支撑双轴的自平衡来保证, 这需要使用两个步进电机、姿态传感器和主控制器协同完成。

已横轴为例, 即保持座椅的纵向平衡。座椅下的横轴与一个步进电机的轴承直接相连, 主控制器通过从姿态传感器传回的座椅的位置数据, 产生控制信号驱动步进电机进行角度补偿来维持座椅纵轴方向的平衡。

当座椅出现前后偏移时, 由姿态传感器来扑捉偏移量, 通过串口传至主控制器, 并申请中断处理信号, 接收到中断信号, 主控制器接收到座椅的偏移信息, 并应用PID算法计算出控制信号驱动步进电机进行纵向的偏角补偿, 从而维持座椅的前后平稳。座椅的横向平衡与此相同。

2.2数字PID算法

数字式PID控制算法可以分为位置式PID和增量式PID控制算法。

2.2.1位置式PID

位置PID算法是以T作为采样周期, k作为采样序号, 则离散采样时间k T对应着连续时间t, 用矩形法数值积分近似代替积分, 用一阶后向差分近似代替微分, 经过近似变换:可以得到离散的PID表达式为

其中Kp表示控制器的比例系数;k表示采样序号;uk表示第k次采样时刻的计算机输出值;ek表示第k次采样时刻输入的偏差值;ek-1表示第k-1次采样时刻输入的偏差值。

2.2.2增量式PID

所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量△uk。增量式PID控制算法可以通过 (式1) 推导出。由 (式1) 可以得到控制器的第k-1个采样时刻的输出值为:

将 (式1) 与 (式2) 相减并整理, 就可以得到增量式PID控制算法公式为:

由 (式3) 可以看出, 如果计算机控制系统采用恒定的采样周期T, 一旦确定A、B、C, 只要使用前后三次测量的偏差值, 就可以由 (式3) 求出控制量。

而位置式PID控制算法也可以通过增量式控制算法推出递推计算公式:

(式4) 就是目前在计算机控制中广泛应用的数字递推PID控制算法, 也是本文主要使用的算法。

3双轴自平衡轮椅硬件系统设计

双轴自平衡轮椅的硬件系统主要包括, 主控制器、姿态传感器、电机系统、蓝牙通信系统等。

3.1主控制器

自平衡需要的硬件电路复杂度适中, 数据计算量较复杂, 如果进行最基本、最粗糙的自适应平衡, 普通的单片机也能做到。但考虑到系统的实时性和高灵敏性, 需要运行PID算法来调整车体状态, 且要与手机进行通信。从系统性能和未来可改进空间上综合考虑选择使用Altera公司的Cyclone II系列的芯片EP2C50, 主频50MHz。

3.2姿态传感器

采用六轴姿态传感器模块, 其中包含有高精度的陀螺加速度计MPU6050, 且集成有姿态解算器, 并配合动态卡尔曼滤波算法, 能在动态环境下准确输出模块当前姿态, 且输出直接为串口, 波特率为115200, 免去开发MPU6050的IIC协议, 直接通过串口获取模块当前的姿态信息, 方便的判断轮椅车体当前的状态。

3.3电机系统

自平衡轮椅座椅下的十字支撑轴由两个减速步进电机控制控制。该步进电机为四相五线减速步进电机, 驱动电压5V, 步进角度为5.625*1/64, 减速比为1/64。

直流电机和步进电机均使用电机驱动芯片L298N进行驱动。用该芯片可以驱动两个直流电机或一个步进电机, 所以本系统中使用两个L298N。

3.4蓝牙通信系统

自平衡轮椅与手机上的监护软件通信使用的是蓝牙, 所以在主控FPGA上连接有HC-06蓝牙模块。该模块采用CSR主流蓝牙芯片, 蓝牙V2.0协议标准;工作电压5V;波特率有八种可选, 本系统中设定为115200;可与蓝牙笔记本、手机、PDA等设备无缝连接。

4轮椅监护软件设计

本系统的轮椅监护软件是运行于手机上的客户端软件, 具有蓝牙通信、GPS地理位置信息获取和短信监听、发送功能。蓝牙通信部分主要实现对轮椅发生意外时的报警和轮椅状态的监控;GPS部分则主要获取到当前手机的地理位置;短信部分则负责在发生突发事件时将地理位置信息、报警信息发送到监护人手机上, 同时软件监听手机接收到的短信, 如果监护人发来短信想获取使用者的位置, 软件就将用户的地理位置发送给监护人。

4.1建立蓝牙连接

监护软件使用蓝牙与双轴自平衡轮椅进行通信之前, 首先要先建立起通信连接, 保证双方已可以进行通信, 然后才通过蓝牙进行通信。

如图3所示, 建立蓝牙通信的过程可以分为五个步骤:

(1) 获取手机默认的蓝牙适配器, 它是蓝牙交互的入口点, 利用它可以发现其它蓝牙设备, 查询绑定了的设备, 使用已知的MAC地址实例化一个蓝牙设备和建立一个蓝牙服务器端来监听来自其它设备的连接;

(2) 开启蓝牙设备, 这是建立通信的前提;

(3) 搜索“可见”的蓝牙设备, 若设备可被发现, 则返回设备的名字、MAC地址等信息;

(4) 在上步中搜索到的蓝牙设备中选择要连接的设备, 发起连接请求, 如果双方已配对, 则直接建立好连接;

(5) 最后访问已经建立好的蓝牙连接的套接字, 就可以进行通信了。

4.2地理位置信息获取

本系统的轮椅监护软件具有实时获取手机GPS地理位置信息的功能, 开启软件之后, 便自动开始获取GPS信息, 每隔一段时间刷新一次。其获取流程如图4所示。

地理位置的获取, 主要分为两种方式:GPS模块定位和WLAN、移动网络定位。我们主要采用移动网络进行定位, 室内GPS无法获取到卫星信息, 当在室外时开启GPS模块使用它进行定位。

通过上述两种方式获取到的地理位置信息包括经度、纬度、海拔等, 在本软件中只获取经纬度, 并通过获取到的经纬度解析为具体地址街道信息, 这需要开启网络, 所以在软件运行前要保证网络的顺畅。

4.3短信监听与发送

在4.2中我们通过获取到了地理位置信息, 这些信息保存在软件中。当轮椅发生意外或监护人发来请求时, 软件通过短信将之前获取到的地理位置信息和报警信息发送给监护人。如图5所示为这部分的软件流程。

5结语

本文设计的双轴自平衡轮椅能够有效的克服复杂路面环境, 为用户提供良好的康复和社会环境, 同时也能够为用户着想提供给用户了解自身身体状态信息。并且在发生特殊情况是告知用户监护人。总之, 提供给了用户安全可靠和值得信赖的平台。

此外, 本文所涉及的安全监控系统软件也可应用于手机对其它设备的监控上, 应用前景广泛。

摘要：本文设计了一个双轴自平衡监护系统。轮椅主体采用Altera公司Cyclone II系列FPGA作为系统的控制核心。利用高灵敏的姿态传感器来检测轮椅的俯仰和轨迹状态, 通过FPGA计算, 输出控制信号驱动电机控制轮椅保持平衡。在安全监护方面, 采用传感器监控用户及轮椅的安全状态, 并通过蓝牙模块把实时信息和异常信息发送给用户手机上的管理软件;如发生异常情况用户手机上的管理软件发送报警短信给监护人。本文设计的双轴自平衡轮椅有稳定性高、安全性强等特点, 具有较强的市场推广价值。

关键词：FPGA,双轴自平衡,姿态传感器,蓝牙模块,管理软件

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双轴灭茬旋耕机的安装调整与使用 篇5

1 灭茬旋耕机的安装

1) 将万向节的两端分别装入拖拉机动力输出轴上和灭茬旋耕机动力输入轴上, 插好插销。

2) 分别将灭茬旋耕机的三个挂接点依次与拖拉机悬挂点连接好, 同时将万向节传动方向轴装入方轴套内, 并固定好插销。

3) 刀片的安装。灭茬刀片根据灭茬轴上的螺旋线在刀盘上安装;旋耕刀轴上的刀片是左右弯刀交叉安装的, 这种排列方法使耕后地面平整 (灭茬旋耕机出厂时即是这种安装) 。

2 灭茬旋耕机的调整

2.1 灭茬旋耕机左右水平调整

将灭茬旋耕机降下使刀尖接近地表, 看其左右刀尖离地高度是否一致。若不一致, 则需调节左右下拉杆的高度, 直到灭茬旋耕机水平为止, 以保证左右耕深一致。

2.2 灭茬旋耕机前后水平调整

将灭茬旋耕机下降到要求耕深时, 视其万向节总成前后夹叉是否水平, 夹角是否最小, 前后夹角是否相等, 用调节上拉杆长度的方法, 保持前后夹角最小, 使之处于最有利的工作状态。

2.3 机具提升高度的调整

由于万向节不宜在夹角较大的情况下长期工作, 一般不超25°。所以提升高度不宜过大。一般在田间工作地头转弯提升时只要使刀尖离地20厘米即可, 可不必切断动力输出轴转弯空行。如果遇过沟、埂或在道路上运输, 需升至较高位置时, 必须切断动力。在田间工作时要求对提升最高位置进行限制, 即在位调节手柄上用螺钉拧紧限位。

3 灭茬旋耕机的起步

在机具升起状态下, 接合动力输出轴, 挂上工作挡, 要柔和地松放离合器踏板, 同时操纵拖拉机液压升降手柄, 使机具逐步入土, 同时加大油门, 直到正常耕深为止。

禁止在起步前, 先将灭茬旋耕机入土到耕深或猛放入土, 因为这样会造成机具的损坏和拖拉机离合器严重磨损, 严重时能使动力输出轴折断。

4 灭茬旋耕机的转弯与倒退

拖拉机在转弯时, 必须将灭茬旋耕机升起, 但不宜升得太高。严禁在转弯时还在耕作, 否则将导致刀片变形、断裂, 以至损坏机具。倒退时必须升起, 否则会使拖板倒卷入土和刀齿相碰造成损失。

5 灭茬旋耕机在使用前应注意的事项

1) 检查各连接件是否紧固, 如发现松动应予拧紧。

2) 检查万向节传动件有无损坏、变形, 并加注黄油。

3) 检查传动箱油位, 不足时应添加齿轮油或机油, 检查有无漏油现象, 根据具体情况加以排除。

双轴关系 篇6

由河北神耕机械有限公司研制生产。该机的主要特点是, 一次进地作业可完成灭茬、旋耕、起垄、施肥、覆膜等多项作业。采用自行研制的E型叉箱, 前轴通过速度的调整和采用板式刀, 一次作业达到灭茬旋耕的综合功能。后轴安装起垄刀, 对旋耕后的土壤进行初步的螺旋起垄作业以达到一定的高度。后面的施肥装置把肥料施到需要的深度, 肥箱可施颗粒肥和面肥, 其中面肥的螺旋动力搅拌器可保证肥料顺利落下。再后面的动力镇压装置, 对垄进行精确的整形和压实, 这个装置有点像擀面杖擀面一样把土壤压平压实。覆膜装置完成最后的覆膜作业。这样, 一个完美的种床就高质量地完成了。

主要技术参数:外形尺寸3 550 mm×2 540 mm×1 390 mm, 配套动力62.4～66.1 kW拖拉机, 整机质量1 300 kg, 耕深10～16 cm, 起垄行数2行, 起垄高度25～30 cm, 覆膜宽度60～90 cm。

双轴关系 篇7

目前,秸秆全量还田耕作发展很快,其可以增加土壤的有机质,防止土壤板结,实现农业的可持续性发展。特别是江苏省早已将秸秆禁烧写进了相关地方法规。尽管秸秆的燃料化、饲料化、颗粒肥料化也发展很快,但其总体规模不大,最终秸秆的绝大多数去处仍然是还田[1]。

江苏地区秸秆还田耕作分为农场和农村两种作业方法。农村采用撒种后直接用手扶拖拉机牵引旋耕机进行旋耕作业,一次完成,复式作业程度高,可减少人工、节约成 本; 但由于该 工艺耕深 一般不足12cm,大量前茬的秸秆被埋在不足12cm的土壤里[2],将会造成耕作层中秸秆和土壤的比例增高。秸秆在土壤中腐化之前要吸收氮肥,特别是江苏地区一般是稻后麦,播种后冬天气温低,秸秆不能在年前腐化。来年春天正赶上小麦快速生长需要大量肥料时,而秸秆在此温度正适宜腐化而吸收氮肥,造成与小麦争肥的局面,严重影响小麦生长发育[1,3]。秸秆和土壤的比例太高还会造成耕作层土壤密度过小、土质疏松、保水性差,遇到干旱气候将会导致小麦大量减产。

以盐城地区的大丰农场为例,其耕作工艺路线是: 拖拉机牵引五华犁进行深耕,耕深达20cm; 拖拉机牵引旋耕机进行破土、碎土和耙地; 拖拉机牵引播种机进行播种作业。20cm耕深能将秸秆与足够的泥土混合,使土壤中的秸秆比例小,避免了由于土壤中秸秆比例太高而影响作物生长的问题,最终达到秸秆无副作用全量还田的目的。但农场整个耕作工艺分为3道工序,工序复杂、生产效率低、劳动强度大,要在犁耕工艺上开发复式作业功能是很困难的,因为犁的结构纵向很长,结构上难以实现[5]。所以,只有从旋耕机上发展复式作业,通过增加旋耕机功率来加大旋耕深度,同时解决旋耕缠草、复式作业的协调性及大耕深节能等问题,才能够解决秸秆全量还田的复式作业问题[6]。所以,适应秸秆全量还田的大功率、大耕深旋耕复式作业机具的研制就显得十分迫切。

增大旋耕机的耕深主要有两种方案: 最简单的方案是采用回转半径更大的旋耕刀,然而刀轴的扭矩和旋耕刀回转半径的平方成正比,大的回转半径会导致刀轴的扭矩过大,从而对刀轴、刀座和旋耕刀的材料、热处理和焊接提出了更高的技术要求,大大增加了加工难度和加工成本[1,4,7]。另一种方案是采用的双轴分层旋耕,然而双轴分层切削旋耕必须解决旋耕机的后旋耕刀轴入土问题。由于后旋耕刀轴安装高度必须低于前旋耕刀轴,将引起现有的双轴旋耕机后刀轴传动箱在未耕土壤中滑行,导致后旋耕刀轴难以入土,耕作深度难以增加。

1 机具总体设计

本机具针对秸秆全量还田对耕深的要求,采用双轴分层旋耕切土的方法,成功实现了秸秆全量还田的大耕深旋耕复式作业。双轴旋耕施肥播种复式作业机主要由动力传输部分、旋耕部分及施肥播种部分组成,结构如图1所示。其主要由机架、悬挂架、中间传动箱、前后刀轴传动箱、前后旋耕刀轴及旋耕刀、万向节、动力输入轴等组成。

双轴旋耕施肥播种复式作业机主要技术参数如表1所示。

1. 施肥播种箱 2. 中间传动箱 3. 前刀轴侧边传动箱 4. 悬挂架 5. 机罩 6. 前刀轴旋耕刀 7. 机架侧板 8. 小犁铲 9. 后刀轴旋耕刀 10. 后梁 11. 施肥播种箱链轮罩 12. 施肥播种箱链轮 13. 动力输出链轮 14. 前刀轴侧边传动箱

动力传递部分由前刀轴侧边传动箱、后刀轴侧边传动箱、中间传动箱及万向节等组成。动力传递路线为: 拖拉机动力输出轴将动力通过万向节传入中间齿轮传动箱,中间传动箱通过万向节将动力分配给前后刀轴侧边传动箱,前后刀轴侧边传动箱再将动力传递给前后刀轴及旋耕刀。

2 关键部件设计

2. 1 旋耕机构的设计

本机前后刀轴采用双轴阶梯状立体空间布置结构,即前刀轴和后刀轴分别安装于复式作业机的前后,在水平方向上相距45cm,在竖直方向上后刀轴比前刀轴低11cm。前刀轴左侧板与右侧板的距离大于后刀轴左右侧板距离与后刀轴侧边传动箱厚度之和,以保证后刀轴侧边传动箱和侧板底部能够紧贴前刀轴旋耕后的沟底向前运动。前后刀轴旋耕刀的型号均为IT225,前刀轴的耕作深度约为11cm,后刀轴在前刀轴耕作的基础上再耕作约11cm,以实现采用小旋耕刀分层旋耕实现大耕深、耕作深度达20cm以上的目的。双轴阶梯状立体空间布置如图2所示。

2. 2 Z 型侧板的设计

本机的关键部件之一是左右机架的异形侧板,其结构决定了后旋耕刀轴是否能在前旋耕刀轴旋耕后的基础上再进行入土旋耕,因而决定了耕深能否达到20cm,从而决定了秸秆还田的效果。

本机具采用的机架侧板呈Z形结构,由中间板、内侧板和外侧板3部分组成,结构如图3所示。外侧板上安装前旋耕刀轴,内侧板上安装后旋耕刀轴和侧边传动箱,内外侧板由中间板连接,整体呈Z形结构。由于内、外侧板都是纵向的,而中间板是横向的,从而使得安装于内侧板上的后旋耕刀轴宽度小于安装于外侧板上前旋耕刀轴的宽度。这样可以使后旋耕刀轴完全位于前旋耕刀轴的耕作范围内,使后旋耕刀轴更好地入土旋耕,可以保证其在前旋耕刀轴耕后的基础上再进行旋耕的耕作深度,从而实现整个耕作深度达到20cm以上的目的。

1. 内侧板 2. 外侧板 3. 中间侧板

3 田间试验

2013年10月18日,机具在扬州市江都区小纪镇进行了田间作业试验,如图4所示。

机具采用的前进速度为3. 29km/h,具体的试验条件如表2所示。

试验选取了2个行程对机具作业后耕深进行了测量。在行程1和行程2中左右两侧各取10个点测量耕深,记录数据如表3所示。经计算得: 行程1耕深平均值为20. 82cm,行程2耕深平均值为21. 50cm;行程1耕深标准差为2. 03cm,行程2耕深标准差为2. 47cm; 行程1耕深稳定性为90. 23% ,行程2耕深稳定性为88. 51% 。

cm

4 结论

1) 试验证明,双轴旋耕施肥播种复式作业机作业后,平均耕深大于20cm,耕深稳定性约为90% ,能够满足秸秆无副作用全量还田对耕深的要求。

2) 采用双轴阶梯状Z形立体空间布置结构和双轴分层旋耕切土工艺,实现了深旋耕及秸秆深埋技术的突破。

3) 采用双轴分层旋耕法实现深旋耕、碎土、施肥播种一次性复式作业,大大节省了耕作能耗和成本。

参考文献

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