环形实验台（共7篇）
环形实验台 篇1
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命, 推动了整个通信网络发展, 是现代电信网络的基础。光纤通信是通信工程专业主要的专业课程之一, 由于其具有很强的实践性和综合性, 实验教学在整个教学过程中显得尤为重要。我校按照商用构架建立了先进的现代通信实验中心, 引进华为公司生产研发的先进商用设备, 构建三大实验平台:光纤通信平台、宽带技术平台、程控交换平台。利用学校现代通信实验中心的实验条件, 将两大独立实验平台——程控实验平台和光传输实验平台, 组成一个综合光纤实验系统, 进行光传输环形组网配置综合实验研究, 使光纤通信实验可以充分利用实验室的设备取得最佳的教学效果。
1 光传输主要硬件配置
本次光传输环形网配置综合实验中用到的硬件设备主要有SDH光传输设备 (OSN 2000光传输设备一台, 如图1所示;Metro 1000光传输设备两台, 如图2所示) 、C&C08程控交换机一套、联想学生实验电脑、网线和光纤若干。
三套SDH光传输设备通过Ethernet配置端口和以太网业务汇聚交换机相连, 三套SDH光传输设备分别使用不同的IP地址来进行区分。它们的IP地址分别设置为129.9.0.1~129.9.0.3。学生实验操作终端直接通过其网口和以太网交换机相连, 只要将其IP地址设置为与光传输设备在同一网段129.9.0.21~129.9.0.60, 学生实验操作终端就可以直接登陆到三套不同的SDH设备对它们作相应的配置。三台SDH设备网管连接示意图如图3所示。
2 环形网的硬件连接
本次光传输设备环形组网配置, 是将程控实验平台的C&C08程控交换机和光传输实验平台的三台光传输设备互联, 进行SDH光传输设备的环形组网配置研究。将OSN 2000设备命名为SDH1, 设置为网关网元;两台Metro 1000设备分别命名为SDH2和SDH3, 设置为非网关网元。把三台设备按照图4所示连接成环形, 并通过SDH1和SDH3的电口连接C&C08程控交换机, 电话机连接到程控交换机用户框的A32板, 从而可以模拟两地长途通话。
如图5所示三台光传输设备的光口连接选择逆时针为主环, 按照东发西收的原则, 依次从SDH1的SD4板东光口到SDH2的OI4板西光口, 再从SDH2的OI4板东光口到SDH3的OI4板西光口, 最后从SDH3的OI4板东光口到SDH1的SD4板西光口, 从而形成环路。与程控交换机的连接是分别从SDH3的电口板SP1D到程控交换机的ATM中继板, 和从SDH1的PL1板到程控交换机的ATM中继板, 光纤的连接最后在综合配线架上完成, 如图6。
由于实验室实际只有一台程控交换机, 为了模拟两地通话, 最后在配线架上自环连接, 选择同一中继框的两个不同中继板分别与光传输设备连接。最后所有的连接均在综合配线架上完成, 如图7所示。
3 T2000网管软件配置
用T2000网管软件对光传输平台上的三台SDH光传输设备进行业务配置的流程如下图所示。
启动网管客户端软件, 进入登陆界面后, 先删除原来的配置并启动所有硬件板块, 检查硬件是否工作正常, 如果视图中所有板块显示绿色表示正常。
如图9所示硬件正常工作之后, 在软件中进行纤缆连接和公务开销等几项基本配置, 本文仅重点讨论SDH业务配置。
1) 网元NE1配置“双发选收”业务, 首先是“双发”的业务。即支路板朝两个光口发相同业务。接着配置选收的业务, 即正常情况下选收那个方向的业务, 出现问题时选收那个方向的业务。
2) 网元NE2进行业务的穿通配置, 由于设备类型及主机版本关系, 此处的穿通配置一个方向即可, 因为回来的穿通是系统自动生成的。
3) NE3的业务配置, 与NE1业务配置有所不同, 主要体现在并发的业务不需要全部配置, 而是从支路板到光路的业务只需配置一个方向, 到另外一个光口的系统自动产生, 同样选收的业务也是只要配置一个方向的, 另外一个方向的业务系统自动产生。
4 配置验证
登陆程控实验平台, 导入程控脚本设置长途号码 (中继出局字冠+对方电话号码, 如0225550001-0225550001) , 通过程控交换机的配置连接来验证环网络的配置连接是否成功。查询A32单板的相关信息, 选择“维护”-“跟踪”-“持续动态跟踪”, 输入电话号码后“启动跟踪”。在电话机上拨设定区域内一长途电话号码, 在模拟用户界面中将显示跟踪到的正在进行的电话接续的相关信息如图13所示。此时若在ODF配线架上将光传输环形网中的一根光纤断开, 电话仍然可以打通, 同时也验证环网的自愈功能。
5 结论
本文利用现代通信实验中心的相关软硬件设备, 将两个独立实验平台组成一个完整的光纤实验系统, 实现一个综合实验设计并总结了硬件连接方法和软件配置过程。本次环形组网配置研究将理论与实际联系紧密, 打破了以往以验证型实验为主和单独做某项实验的传统限制, 可以使学生对相关理论有更深刻的认识, 而且可以使学生在分析问题、解决问题的能力方面受到训练、得到提高, 这将是未来高校通信实验室的发展趋势。
参考文献
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环形实验台 篇2
关键词：环行缓存,环形队列,并发性能
一、一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的方法
(一) 主要步骤
1发起服务端的数据接收线程, 创建环形队列。
2数据接收线程在指定端口接收数据, 如果收到合法数据, 通过数据中的通信地址来判断是否已经存在相应客户端的数据处理子线程, 如果存在, 则直接执行步骤4;如果不存在, 则先执行步骤3创建新的数据处理子线程, 之后再执行步骤4。
3创建与该客户端对应的数据处理子线程, 并创建该子线程的发送环形缓存和接收环形缓存。
4数据接收线程将收到的数据复制到相应数据处理子线程的接收环形缓存中。
5数据处理子线程在其接收环形缓存中接收数据, 如果接收环形缓存中有数据, 数据处理子线程处理数据, 处理完后将需要发送的数据复制到其发送环形缓存中, 并将其对应的客户端标识存到数据接收线程的环形队列中。
6数据接收线程在接收数据的同时, 查看环形队列中是否有需返回数据的客户端标识, 如有则将该标识出队列, 由该标识索引到相应客户端的数据处理子线程, 并将该数据处理子线程发送环形缓存中的数据发送出去。
(二) 主要特征
其主要特征在于执行步骤1前需要先为数据接收线程创建套接字并绑定一端口。所述数据中的通信地址是指数据中包含的源客户端的IP地址或设备的通信地址。数据合法与否是根据数据的起始字符、结束字符、长度和校验码综合判断。
二、背景技术
UDP是用户数据包协议的简称, 是OSI (Open System Interconnection, 开放式系统互联) 参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。目前, UDP实现并发有以下三种方法:
(一) 循环方式
创建一个套接字, 将它绑定到一个端口上, 并在这个端口上接收请求, 进入无限循环, 在该循环中服务器接受来自客户的下一个请求, 处理这一请求, 然后将这个应答发回给客户。这种模式对于处理请求占用时间较长, 效率比较低下。我们考虑像文件传送这样的服务, 它在处理每一个请求时, 要求有相当可观的时间, 假设联系该服务器的第一个客户要求传送一个巨大的文件, 而联系到该服务器的第二个客户要求传送一个小文件, 若服务器一直等到第一个文件传送完毕才考虑传送第二个文件, 那么第二个客户将为了一个小文件而等一段不合理的时间。
(二) 创建主线程接收请求
创建数据处理子线程单独处理接收到的数据, 并将处理结果发回给客户端。设计思想, 发起一个主线程从指定端口接收数据, 当接收到数据时, 创建对应的数据处理线程, 将该数据交由该线程处理, 处理结束后将数据发回客户端, 之后数据处理线程退出。线程创建和销毁费时较长, 因为创建一个线程要获取内存资源或者其它更多资源, 所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能地减少创建和销毁线程的次数。如果数据交互比较频繁, 这种方法性能较低。
(三) 主线程监听客户请求
有请求到来时, 记下其IP和端口, 然后创建一个子线程将IP和端口传给子线程, 由子线程负责与该客户端通信。这是目前常用的方法, 但此方法最大的问题在于:子线程会新建套接字, 并绑定一个新端口与客户端通信, 如果客户端指定从服务器某一端口接收数据, 会造成客户端接收失败。
三、关于方案
针对上述问题, 本方法提供了一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的解决方案。
(一) 一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的方法主要步骤
1发起服务端的数据接收线程, 创建环形队列。
2数据接收线程在指定端口接收数据, 如果收到合法数据, 通过数据中的通信地址来判断是否已经存在相应客户端的数据处理子线程, 如果存在, 则直接执行步骤4;如果不存在, 则先执行步骤3创建新的数据处理子线程, 之后再执行步骤4。
3创建与该客户端对应的数据处理子线程, 并创建该子线程的发送环形缓存和接收环形缓存。
4数据接收线程将收到的数据复制到相应数据处理子线程的接收环形缓存中。
数据处理子线程在其接收环形缓存中接收数据, 如果接收环形缓存中有数据, 数据处理子线程处理数据, 处理完后将需要发送的数据复制到其发送环形缓存中, 并将其对应的客户端标识存到数据接收线程的环形队列中。
数据接收线程在接收数据的同时, 查看环形队列中是否有需返回数据的客户端标识, 如有则将该标识出队列, 由该标识索引到相应客户端的数据处理子线程, 并将该数据处理子线程发送环形缓存中的数据发送出去。
执行步骤1前需先为数据接收线程创建套接字并绑定一端口, 固定从服务器的这一个端口接收来自客户端的数据。
所述数据中的通信地址是指数据中包含的源客户端的IP地址或设备的通信地址。通信过程中可以利用这一地址来识别各客户端。数据合法与否是根据数据的起始字符、结束字符、长度和校验码综合判断。[0011]本方法使用通信程序中经常用到的环形缓存作为数据结构, 来存放通信中各客户端发送和接收的数据, 环形缓存是一个先进先出的循环缓冲区, 可以向通信程序提供对缓存的互斥访问。使用环形队列结构来存储每一个需要在数据处理完后发送返回结果的客户端标识。这两种数据结构的配合使用可以实现高效的UDP并发。
(二) 本方法的有益效果
1循环缓冲区可以提供对缓冲区的互斥访问, 因而数据接收线程与数据处理子线程之间不需要加互斥保护, 可同时进行, 从而有了良好的并发性能, 循环缓冲区可以更好地利用系统内存资源。
2使用环形队列存储需要发送数据的客户端标识, 如果有需要发送数据的客户端则可直接从中取出, 不需遍历所有客户端, 有效减少CPU空转时间, 提高CPU利用率。
3数据的接收与发送使用一个套接字和一个接收线程即可实现, 可以大大减少系统频繁创建线程的资源开销, 节约套接字 (文件描述符) 占用, 并可有效避免因新建线程重新绑定端口造成的客户端接收失败现象。
4数据接收和数据处理分离设计, 可以使用不同的优先级来确保数据可靠、完整、实时的接收, 并符合软件工程中的“高内聚、低耦合”设计思想。
附图说明:图1是本方法数据接收发送主线程的流程图, 图2是本方法数据处理子线程的流程图。
(三) 方案具体实施方式
下面结合附图对本方法的实施过程进行详细说明:一种使用环形缓存和环形队列实现UDP高效并发的方法, 如图所示, 包括以下步骤:
1为数据接收线程创建套接字并绑定一端口, 发起服务端的数据接收线程, 创建环形队列。
2数据接收线程在绑定端口接收数据, 如果收到合法数据, 通过数据中的通信地址 (指数据中包含的源客户端的IP地址或设备的通信地址) 来判断是否已经存在相应客户端的数据处理子线程, 如果存在, 则直接执行步骤4;如果不存在, 则先执行步骤3, 创建新的数据处理子线程, 之后再执行步骤4。数据合法性判断是根据数据的起始字符、结束字符、长度和校验码综合判断。
3创建与该客户端对应的数据处理子线程, 在子线程的构造函数中实现发送环形缓存的创建和接收环形缓存的创建。
4数据接收线程将收到的数据复制到相应数据处理子线程的接收环形缓存中。
5数据处理子线程在其接收环形缓存中接收数据, 如果接收环形缓存中有数据, 数据处理子线程处理数据, 处理完后将需要发送的数据复制到其发送环形缓存中, 并将其对应的客户端标识存到数据接收线程的环形队列中。
6数据接收线程在接收数据的同时, 每接收完一帧数据后去环形队列中查看是否有需返回数据的客户端标识, 如有则将该标识出队列, 由该标识索引到相应客户端的数据处理子线程, 并将该数据处理子线程发送环形缓存中的数据发送出去。
参考文献
[1]芦东昕, 张华强, 王陈.基于UDP的可靠数据传递技术研究[J].计算机工程, 2003 (22) :62-63.
[2]刘捷, 龚根华, 饶泓, 陶俊才.基于UDP的新型数据传输协议[J].南昌大学学报 (理科版) , 2006 (5) :496-499+503.
环形穿梭车设计 篇3
环形穿梭车, 也称STV-Sorting Transfer Vehicle, 中文译名:分拣转运车。STV是一种高速搬运车, 环形穿梭车主要由主驱动行走轮、从驱动行走轮、随动轮、导向轮组件、滑触线组件、车架、电控柜、橡胶缓冲块、输送机和系列传感器及控制系统组成。
环形穿梭车现已广泛应用于自动化立体仓库、乳业、日用百货、医药、烟草以及瓶装盒装产品等多种行业的生产中, 并有快速、准确、响应速度快等特点。
1环形穿梭车整体结构
环形穿梭车结构如图1所示。环形穿梭车是根据轨道的形状行驶, 环形轨道外圆弧轨道弯曲半径为R2330 mm, 外圆弧轨道两侧为导向面。主驱动行走轮和从驱动行走轮安装在车架上, 驱动电机安装在行走轮一次, 电机直接驱动行走轮。驱动行走轮上带有4个导向轮组件, 夹抱环形外圆弧轨道, 保证环形穿梭车按照设计轨道运行。保证环形穿梭车行驶稳定, 另外两个轮子为万向随动轮, 不带有侧导向随主驱动轮转向自动转向。在转弯处内圆弧轨道变半径, 保证万向轮始终保持在内轨道面上。输送机安装在车架上, 与环形穿梭车的各输入、输出站台对接。供电系统采用滑触线供电及条码定位方式, 车体的两端安装了机械式橡胶缓冲块, 保证两台环形穿梭的安全性。
1.1驱动单元
驱动行走轮:主驱动行走轮和从驱动行走轮关系是镜像关系。主要由行走轮、电机和导向轮组件等组成 (如图2所示) 。
1.漏波电缆客户端2.清轨器3.漏波读头组件4.导向轮组件5.驱动电机6.线管支架7.行走轮8.定位块9.转向机构
驱动行走轮通过电机直接驱动, 驱动轴带动驱动轮在轨道上行走, 通过导向轮组件按照设计轨道行驶。
参数计算如下:
式中:F为驱动力, N;m为自重+载重, kg;g为重力加速度, m/s2;D为行走轮直径, mm;d为轴径, mm;μ为滚动轴承的摩擦因数, 一般取0.005;f为滚动摩擦, 聚氨酯轮对铝合金轨道转弯处取0.5 mm;C为次级摩擦的附加因子, 有滚动轴承的轮子取0.003;a为行走加速度。
式中:P为功率, k W;V为速度, m/s。
正常电机短时间过载安全系数为2.5。
综合上述因素取电机功率
根据电机功率选取5.5 k W。
减速器的输出转速计算:
驱动行走轮通过电机直接驱动, 驱动轴带动驱动轮在轨道上行走, 通过导向轮组件按照设计轨道行驶。
1.2随动轮单元
随动轮:主要由转向机构、限位块、定位螺钉、支撑件、行走轮等组成 (如图3所示) 。两个随动轮有保证环形穿梭车行驶稳定, 不带侧导向随主驱动轮转向自动转向。在转弯处内圆弧轨道变半径, 保证万向轮始终保持在内轨道面上。定位螺钉作用是在运输过程中锁死, 在维修站前进, 后退中锁死转向使环形穿梭车处于往复直线运动。
1.3车架
车架结构主要由方钢管和钢板焊接加工而成 (如图4所示) 。
车架是所有单元的安装机体, 驱动单元、输送单元、电控柜以及一些附件都安装在车架上。
1.4输送机
输送机结构由机架、支腿和驱动装置组成, 驱动装置由减速电机、主传动轴装置, 改向链轮及链条张紧装置等组成。平移装置由减速电机, 传动轴。链轮及张紧结构组成 (如图5所示) 。
输送单元通过驱动电机, 电机轴带动链轮, 链轮驱动链条满足输送功能。
1.5维修站
维修站组成由输送车、轨道单元、铝合金轨道、滑触线、漏波电缆和传感器等组成。 (如图6所示) 。
维修站用于维修和暂存环形穿梭车, 环形穿梭车行驶到维修输送车上, 维修输送车和环形穿梭车断电, 确定环形穿梭车上电机抱闸处于关闭状态如图6所示。打开4个定位销, 人工推动维修输送车到维修轨道上。安装4个定位销后检查铝合金导轨是否有误差, 无误差后维修输送车和环形穿梭车上电如图7所示。把环形穿梭车驶入维修轨道上, 维修输送车回到原始位置, 安装定位销检查铝合金轨道是否有误差。
2气控制系统
电气控制系统通过位置检测、漏波电缆通讯实现车与车通讯防止碰撞。
3结语
环形穿梭车由往复式穿梭车发展而来, 在同一条环形轨道上, 可以有多台穿梭车同时运行, 弥补了往复式穿梭车输送能力不足的缺点。运行路线不在一条直线上、输送货物需要排序且站台较多的情况下, 一般采用单轨环形穿梭车来进行系统总体平面布局。但是, 随着穿梭车数量的增加, 调度系统的难度也大幅度提高, 并且车辆的交通堵塞会非常严重, 反而会造成整个系统的能力下降。
参考文献
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浅议环形接线方式 篇4
环形接线在现代化城市电网中应用相当广泛, 它与树干式接线方式差别不大。
目前电网设计中的环形线路基本都采用“开口”式的运行模式, 一方面防止线路突发故障影响正常供电;另一方面, 有利于实现环形线路保护的选择性。
在电网设计中, 10k V的配电网通常为放射式的环网, 以确保供电稳定可靠。不论电缆或架空线网, 都由变电所10k V若干回出线组成相对独立的、供电范围不交叉、重复的片状分区配电网。笔者建议采用多分段、多联络的环形供电网络接线, 一旦突发故障, 可快速转移负荷, 从而缩短停电时间。
一般的10k V环网结构如图1所示。
图2 B是一种典型的“手拉手环网供电”方案。这种方案的特点是:由若干个供电分支节点, 即10k V环网开关或称支路单元、配电单元、电力电缆等通过拉手方式连成一闭合环网结线。
电网结构如同一个闭合的环, 电源与负荷都在这个环上, 一旦这个环发生故障, 最多就是环被破坏而打开, 负荷还是可以通过同在半个环上的电源供给电力。这种电网的可靠性比其他如放射网结构等都要可靠, 所以我国的高压电网最终都希望能够达到环网的结构。
21世纪要求我国一批直辖市、省会城市及沿海发达城市的供电可靠率达到99.99%, 为达成这一目标, 城市10k V配网的新要求就是大力推广应用普通环式和手拉手环式接线方式 (详见图2) , 并逐步实现电缆化。
在工厂内, 有的车间可借助低压联络线将变电所低压侧相连, 形成环形网络。
环形接线方式在一定程度上能够确保供电稳定可靠。在线路结构中, 不论哪一条线路停电检修或突发故障, 都不会对整个电网系统产生较大的影响, 或引发停电事故, 将电源切换后即可恢复供电。
摘要：进入21世纪, 对我国城市10kV配电网建设和发展突出以提高供电可靠性和降低配电网能耗为新的重要目标, 推广使用环形接线方式可保证供电可靠性。
关键词：10kV城市配电网,环形接线方式,供电可靠性
参考文献
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环形件高度尺寸控制 篇5
随着我国航空航天事业的发展和技术的不断创新, 大型环件的数量也逐渐增多, 环件的形状与材料也发生了巨大变化, 其尺寸控制过程也有所不同, 这给环形件生产带来诸多不便。鉴于Φ2m扩孔机没有端轧, 往往给环形件的高度尺寸控制带来不便, 造成环形件高度方向凹槽太深的缺陷, 因此对环形件的高度尺寸控制做以下简单分析, 以便减少生产过程中出现因高度尺寸造成锻件报废的问题。
一、环形件成型过程的简单分析
由于Φ2m扩孔机生产的环形件因凹槽太深造成锻件报废或高度经常出现问题, 所以生产过程中需不断摸索环形件的尺寸控制。环形件经扩孔后实际上是一个直径变大、周长变长、壁厚减小、坯料的横截面减小的过程, 相当于我们在锻锤上拔长的过程。
原始的环坯尺寸对环形件的扩孔成形有着很大的影响, 当原始坯料的壁厚与高度之比较大时, 一般A0/H0>2.5时就会出现像自由锻镦粗一样的双鼓肚现象, 环形件内外径胀高较快, 而中心由于变形不透, 高度胀高较慢或不胀高, 此时, 环形件就形成了较深的端面凹槽, 而环形件高度很难得到有效控制, 尤其是在没有端轧的扩孔机上最易出现这种很深的端面凹槽, 当原始毛坯的壁厚与高度相差不大或A0/H0<2.5或更小时, 则不会出现像自由锻镦粗时的双鼓肚现象, 端面凹槽很小或没有, 这种环形件高度尺寸较好控制。
虽然这样, 但由于环形件形状、种类很多, 有直壁 (矩形截面) 环形件, 内外带槽异形截面环形件, 还有喇叭口等一些环形件。因此, 异形环形件在形成过程中受力情况不同, 对尺寸的控制也有所不同, 随着环形件材料不同, 变形抗力不同, 对尺寸的控制也就不同。
二、典型环形件的尺寸控制
1) 直壁环形件成形后, 扩孔后高度略大扩孔前高度并出现上、下端面凹槽, 应机加去除, 而且扩孔时如果掌握不好辗压辊进给速度, 就会造成环件的尺寸易出现平行四边形截面形状, 这种情况应采用上、下型辊 (盖板) 来控制高度尺寸, 最终还需采用整体在平模进行校平。
2) 对外径带对称凹槽或凸台的异形环形件, 由于凹槽或凸台是对称的应采取与直壁环形件相似的办法来保证高度尺寸和外形尺寸, 扩孔成形过程中, 主要考虑凹槽和凸台位置不能偏差, 因此制坯过程中应尽量将环坯荒形规格规范, 马架扩孔时要符合工艺要求, 高度不能凹凸不平。
前面说过, 环形件成形过程与锻造的镦粗, 拔长有些相似之处, 但也有着许多不同之处, 下面我们就对几种典型的环形件的高度尺寸控制进行一些简单的分析说明。
由于受到Φ2m扩孔机本身及工装的限制, 我们接触的环形件据高度和壁厚的不同有以下几种情况。
1) 对于高度较大壁厚较薄的环形件, 这种环形件较好扩, 扩孔时不易出现较大的端面凹槽。高度尺寸控制主要靠预制的环形坯高度来保证, 预制环坯马架扩孔平端面时应使高度尺寸控制准确, 形状规整些, 不能有明显的锤痕, 或在平端面在平台上加一个标准的高度试块进行平端面。这类环形件在扩孔时高度胀高不太大, 坯料的高度可按最终环形件高度控制。
2) 对于壁厚较大高度较小的环形件就不能按上述方法来控制高度尺寸, 应在制坯平端面时使高度适当的减小2～3mm。此类锻件在扩孔时易出现凹槽较深现象, 因此, 应对坯料进行均匀加热, 以及在生产过程中坯料的转移速度要快, 或在制坯时发现凹槽较深时应及时的平端面, 在最终扩孔后采用机加方法去除上、下端面凹槽或明显的锤痕。预扩时外径扩大些, 高度按最终图纸尺寸控制, 因此在终扩中心须用型辊 (上、下盖板) 来限制高度, 这样才能保证环形件上的凹槽 (凸台) 在锻件中心的准确性。
3) 对于内、外带形有不对称凸台或凹槽的环形件, 由于成形时金属流动过程中速度不同, 各截面所需金属体积不同, 同样必须采用盖板来限制高度尺寸与金属的流动, 制坯时预制 (马扩、预扩) 环形件应尽量大些, 使最终成型是一个整形过程。如果界面落差及凸台截面突变比较大时应采用预扩, 先将金属进行一下分料然后在最终整形和成型。
4) 异形环形比较复杂如喇叭口型环形件, 此类环形件由于辗压辊、辗压轮都是异型圆锥面, 环形件变形过程中环形件始终是点接触或局部接触辗压辊和辗压轮造成环件受力不均匀和金属流动不均匀、不一致, 极易造成环形件上翘曲和下翘曲, 此类锻件不能一次成型。
首先, 应采取下面的措施来保证环形件尺寸:
(1) 制坯时坯料尺寸应适当大些, 且最好制成喇叭口形。
(2) 采用反复交换正、反轮的方法进行扩孔 (辗压辊、辗压轮均应制做正反两副) 。
(3) 上下必须采用专用盖板来限制高度, 盖板最好大一些, 最终能使环形件全部进入盖板内。
(4) 中间过程必须进行车端面、排伤及保证翻转辗、辊再扩孔时没有毛刺环形件才能顺利进入型辊 (盖板) 内。
(5) 及时平端面, 防止翘曲产生。
(6) 一旦出现上翘曲或下翘曲严重时立即翻转再进行扩孔, 防止出现平行四边形截面。
三、锻件材料对环形件的影响
随着各种材料在航空发动机上的应用, 环形件的材料越来越多, 有高温合金、钛合金、一般结构钢及碳钢, 材料的变形特性对环形件有着一定的影响。
就拿钛合金来说, 塑性较好, 变形抗力大, 金属流动性差, 然而若是在高温下进行扩孔变形则金属的流动性较好;对于壁厚大的环形件极易出现锻不透现象, 端面凹槽太深以及出现平行四边形截面可能性很大, 因此在不影响环件组织性能的前提下, 应适当降低扩孔温度, 使变形抗力增大一些以减少凹槽产生。
对于高温合金材料, 由于变形抗力很大, 流动性和塑性相对来说能差一些, 尤其是GH4169, 应采取较高的锻造温度, 扩孔时应尽量运转快一些, 必要时应采用包套的办法来保持扩孔过程的温度, 就不会出现裂纹, 如果有裂纹应及时打磨排伤后再进行扩孔。
一般的碳钢和合金钢等材料软, 变形抗力小, 易产生表面变形, 中心锻不透现象导致环件上出现凹槽, 而且由于材质较软, 尤其是一些壁厚薄的环形件在扩孔时, 扩孔机抱辊 (抱壁) 力量很难掌握准确, 易使环形件产生变形和扩成椭圆形, 因此在扩这类环形件时应掌握好抱辊 (抱壁) 的压力, 防止环件变形。
总之, 由于锻件的形状各异, 材料不同, 各种环形件扩孔过程中的控制尺寸方法也不相同, 只有掌握各种材料的特性, 各种环形件的变形特点及扩孔机的特性才能真正掌握环形件尺寸的控制, 只有不断从实践中去摸索和研究, 才能最终掌握环形件的尺寸控制经验以及马架扩孔制坯到最终扩孔机扩孔等多方面进行改进, 才能扩出较好的环形件, 并保证锻件的质量和尺寸。
摘要：本文对环形件的成型过程作出简单分析, 就其近年来形状、材料发生较大变化引起高度尺寸难以控制做出技术分析并提出相应的控制措施。
关键词：环形件,高度尺寸控制
参考文献
[1]锻造工艺及材料
[2]锻压设备
环形中庭排烟方式对比分析 篇6
高层建筑一般常见的排烟方式有两种:自然排烟和机械排烟。目前, 国内外部分学者对高层建筑的排烟模式进行了大量研究, 国外的Doheim以及Pablo等人采用数值模拟技术重点研究了中庭顶部形状对自然排烟效果的影响。国内也有相当多的学者做了关于高层建筑自然排烟的研究。在高层建筑中有一种自然排烟方式就是设置专用的排烟竖井, 利用热烟气进入排烟竖井后在高度差和温差的作用下促进热烟气的排出。虽然竖井自然排烟克服了传统自然排烟受外界自然条件影响较大的缺点, 但是排烟竖井需要占用一定的建筑空间, 需要结合建筑结构合理的设计排烟竖井, 以达到最优化的排烟效果。
笔者结合某实际大型综合体建筑中的环形中庭排烟设计, 采用火灾动力学专业软件FDS对其进行全尺寸数值模拟, 对比研究该环形中庭分别采用机械排烟和自然排烟两种方式的排烟效果, 以期对该建筑环形中庭排烟设计提供工程实践参考。
1 自然排烟的可行性分析
环形中庭贯通该建筑的首层至地上二层, 总面积约8 200m2, 总高度达20m, 在对比研究中采用顶棚设置排烟竖井的方式来进行自然排烟。整个环形中庭空间包含核心筒在内, 划分为一个防火分区和一个独立防烟分区。
若采用竖井进行火灾时烟气的排放, 只要设计合理, 就能保证热烟气的顺利排出。这主要是因为热烟气通过一定高度的竖井排出过程中, 由于室内外温差的存在, 导致密度差, 从而产生了使气体向上运动的浮力, 热烟气通过竖井排出, 动压随着竖井高度的增加而增大。
外界风对高层建筑自然排烟效果有很大的影响, 严重时发生外界空气倒灌现象, 影响区域内人员的安全疏散。因此, 为了防止烟气倒灌, 必须使得烟气排出动压大于外界风压。笔者结合该建筑功能以及结构构造等工程条件, 将竖井高度定为6m。
2 数值模拟及结果分析
数值模拟选用FDS 5.5。目前, 在火灾过程的模拟计算中由于大涡模拟能够较好处理湍流和浮力的相互作用而得到较为理想的结果, 因此得到了广泛应用。
2.1 模型设置
以某大型综合体建筑中的环形中庭为研究对象, 针对机械排烟和竖井自然排烟两种不同排烟方式的排烟效果进行分析, 整个大空间环形中庭高19.6m。F2层顶棚上方分布8个同样尺寸的排烟竖井:长、宽、高均为1.6m;机械排烟的排烟口尺寸为:长1.6m、宽1.6m。根据相关规范设置单个机械排烟口排烟量10.625 m3/s, 排烟速度为4.15m/s。
4 MW火源功率的网格尺寸定为0.1~0.42m, 模型最大单元网格尺寸为0.4 m, 火源附近的单元网格尺寸加密为0.2m。假定火源位于首层东侧大堂空间区域, 考虑喷淋失效下设置火源功率大小为4 MW, 按t2快速增长方式发展。机械排烟口和排烟竖井分布在F2层顶棚上方, 为了便于结果对比分析, 将各个竖井进行编号, 如图1所示。
2.2 模拟结果分析
2.2.1 自然排烟模式下的温度、速度分布
模拟结果显示, 竖井自然排烟效果基本和机械排烟效果差异性较小, 烟气层都能维持在一定的高度, 保证人员的安全疏散。这是因为该建筑的环形中庭体积庞大, 可以提供很大的蓄烟空间, 使得热烟气在一定的时间内可维持在一定的高度。对比两种排烟模式结果, 可以发现, 采用竖井自然排烟时的烟气层温度比采用机械排烟的烟气层温度偏高。
各竖井内都充满了热烟气, 并且在各竖井下方都有一定厚度的热烟气层供竖井排出烟气。竖井内的热烟气温度与该竖井下方的热烟气层最高温度基本相近, 大量热烟气通过竖井有效地排出室外, 而热烟气层下方的冷空气并没有被卷吸进入竖井。距离火源位置较近的竖井4内的热烟气, 通过竖井排出速度达到4.5m/s, 而设定的机械排烟速度为4.15m/s, 并且左侧区域的排出速度大于右侧区域的速度, 这是因为火灾产生的热烟气在顶棚下方水平方向蔓延, 进入竖井内的热烟气带有水平方向的速度, 因此会贴向竖井一侧向上排出。距离火源相对较近的竖井3内充满了热烟气, 竖井下方形成了一定厚度的稳定热烟气层, 竖井3的排烟速度达到3.7m/s。当热烟气蔓延到竖井2所在的区域时, 由于在蔓延扩散的过程中不断散热其温度明显已经下降, 但热烟气进入竖井的排烟速度达到3.2m/s。当热烟气蔓延到距离火源最远的竖井1, 温度基本和环境温度相差不大, 下降到30℃左右, 在竖井1内的排烟速度下降到2.6m/s。随着热烟气的蔓延扩散, 温度不断下降, 距离火源越远的同等尺寸大小的竖井, 相应的排烟速度越低, 排出去的热烟气温度越低。
热烟气通过竖井排出的主要驱动力, 是由竖井内的热烟气与外界环境的压差引起的向上运动的竖向作用力。研究发现, 竖井高度越高并不代表排烟效果越好, 当烟气层下方的冷空气直接被吸入竖井内, 就会发生“吸穿”现象, 大大降低排烟效果。同样对于机械排烟而言, 排烟速度过大, 也会引起烟气层“吸穿”现象, 即烟气层下方冷空气被直接吸入机械排烟口, 大大降低机械排烟效率。但是, 机械排烟速度是预先设定的固定值, 不会随火源功率等外界条件变化而变化, 对于不同功率的火灾而言, 其适应性较低。而采用竖井自然排烟, 热烟气通过竖井排出的过程可以依据烟气层温度与外界环境温度的变化而进行调整, 当温差较小时, 其排烟速度相应减小, 可避免过大的排烟速度引起烟气层“吸穿”的发生。离火源位置越远, 其烟气层温度越低, 而相应的竖井排烟速度降低, 避免因“吸穿”现象引起烟气层紊乱, 进而可以维持一个较为稳定的烟气层环境, 利于人员的安全疏散。
2.2.2 两种排烟模式排烟效果分析
机械排烟和竖井自然排烟模式下, 根据各排烟口排出烟气的CO体积分数可知竖井排出的烟气浓度比机械排烟口排出的烟气浓度都相对较高, 从而可以推出竖井排出的烟气浓度比机械排出的烟气浓度要高。即机械排烟模式下, 会卷吸更多的冷空气进入热烟气层并通过机械排烟口排出。图2显示, 竖井2和竖井7排出烟气的CO体积分数高于竖井3和竖井6, 这和各个竖井的位置有很大的关系。竖井3和竖井6处于烟气蔓延弯曲末端处, 进入竖井内的热烟气速度矢量多个方向同时改变, 导致热烟气层与冷空气发生紊乱, 致使进入竖井3和竖井6内的热烟气CO体积分数偏低。
笔者结合排烟口排出烟气参数提出一个定量数值来衡量该排烟口的排烟效果, 即, 排烟效果=排烟量之比×CO体积分数之比。其中, 排烟量之比=机械排烟量/竖井自然排烟量;CO体积分数之比=机械排烟口排出CO体积分数/竖井自然排烟口排出CO体积分数。两者乘积代表了该排烟模式排烟口的综合排烟效果, 该值大于1说明该排烟口在机械排烟时排烟效果相对较好, 该值小于1说明该排烟口在竖井自然排烟时排烟效果相对较好。对比分析两种排烟模式下CO体积分数以及排烟量, 可以得到图3所示各个排烟口不同参数比值。
通过图3可知, 距离火源位置相对较近的排烟口3、排烟口4、排烟口5以及排烟口6在采用竖井自然排烟时排烟效果比机械排烟要好, 而剩余4个排烟口即远离火源位置的排烟口采用机械排烟时排烟效果相对较好。因此, 在工程实践中, 可以采用机械排烟与自然排烟相结合的排烟方案, 进而可以得到最优的排烟效果。
3 结论
采用竖井自然排烟, 热烟气通过竖井排出过程可以依据烟气层温度与外界环境温度的变化而进行调整, 当温差较小时, 其排烟速度相应减小, 可避免过大的排烟速度引起烟气层“吸穿”的发生, 进而可以维持一个较为稳定的烟气层环境, 利于人员的安全疏散。机械排烟速度是预先设定的固定值, 不会随火源功率等外界条件变化而变化, 对于不同功率的火灾而言, 其适应性较低, 机械排烟可以克服外界不利条件对烟气排放的影响。机械排烟与竖井自然排烟对比, 距离火源位置较近时, 竖井自然排烟效果较好, 综合排烟效果值小于1;而远离火源位置时, 机械排烟效果较好, 综合排烟效果值大于1。因此, 可以采用机械排烟与自然排烟相结合的排烟方案, 进而可以得到最优的排烟效果。
摘要：采用FDS模拟对某大型综合体建筑中的环形中庭的机械排烟和竖井自然排烟两种模式进行了对比分析。通过各排烟口烟气参数的定性及定量分析, 提出综合排烟效果值来判断该位置采取不同排烟模式的效果优劣。结果表明, 距离火源位置较近时, 竖井自然排烟效果较好, 综合排烟效果值小于1;而远离火源位置时, 机械排烟效果较好, 综合排烟效果值大于1。可以采用机械排烟与自然排烟相结合的排烟方案, 得到最优的排烟效果。
浅谈环形悬臂堆料机 篇7
环形悬臂堆料机主要应用于港口、露天矿、煤矿等行业, 堆积煤、矿石、沙石、粮食等散装物料。具有结构简单、占地面积小、价格低廉、节能环保、料场储量大等特点。料场通常布置形式如图1、图2所示。该种设备主要由堆料悬臂钢结构、胶带机系统、行走装置系统、回转机构系统、照明系统、避雷系统、检测系统、保护系统、操作系统等组成, 在料场内形成伞形或条形料堆区域, 如上图右侧图形所示为扇形堆料区域。
此种设备形式多样, 根据客户具体的要求不同, 可以改变功能、形式以满足要求。比如对能力及料场储量的不同, 可对设备的回转半径进行调整;对环保等要求较高的, 可以改成悬臂俯仰或者增加收尘设备、喷雾装置等;对场地要求较高的, 我们可以将设备改成移动式行走, 用胶轮行走等。目前我公司环形悬臂堆料机已开发出能力200t/h-3000t/h不等、回转半径由30m-90m不等、胶轮等移动、半移动堆料机、移动收尘堆料机, 最大范围的满足客户的要求。
2 产品创新点
该种产品虽基本结构形式比较简单, 但有时用户有着更多方面的要求。比如要实现更好的混匀效果, 使料堆截面形成鳞状;或者有些物料的粒度特别易被损坏, 如何降低物料的落差, 成为关键的问题;随着国家对节能环保的要求不断提高, 各种散料输送设备的收尘、除尘成为一时的话题。针对上述诸多问题, 我们专心研发了如下的几种设备, 满足各行业发展的需要, 同时也为国内散料输送设备提供研发方向。
2.1 可伸缩式圆形悬臂堆料机
此种圆形悬臂回转堆料机的胶带机系统中头部卸料滚筒可移动变换位置, 从而实现变化堆料位置的功能, 这种改进能使料堆的横截面形状形成鳞状, 取料时全断面取料, 达到最佳的混匀效果。
(1) 可伸缩胶带机
在堆料桁架的内部布置胶带机系统, 同时在悬臂架的内部设计可移动的小车, 胶带机的头部卸料滚筒及改向滚筒安装在移动小车上。通过电动葫芦拉动小车来改变小车的具体位置, 从而改变卸料滚筒的位置, 实现改变堆料位置的目地。小车的回缩功能是靠释放钢丝绳同时依靠小车的自身重力和重锤拉紧的作用力实现, 使其自行回缩。胶带机的托辊组采用槽型前倾托辊组、V型托辊组、自纠偏托辊组等, 防止胶带机跑偏, 使用效果良好。
(2) 胶轮行走
行走装置系统采用胶轮设计, 改变以往钢轮行走, 需要搭建轨道行走系统的麻烦。另外, 驱动可以采用柴油发电机或者移动电缆等方式。此种设备可降低对料场地面的要求, 大大的降低了料场的建设费用。但是由于摩擦系数大, 所需行走功率较大, 另外胶轮所能承受的轮压较小, 不适合大回转半径, 大能力的需要, 只适合小能力、小回转半径的设备, 限制了设备的总重量。一般应用于回转半径小于50m, 胶带机带宽小于1200mm的悬臂式回转堆料机。
驱动采用可变频三合一减速电机, 结构简单、维修方便, 通过变频, 可改变行走的速度, 来调节不同的工作状况, 一般选择4-7.5k W, 双驱动形式。
2.2 可俯仰式回转悬臂堆料机
此种圆形堆料机其前部臂架可实现俯仰运动, 从而降低了物料的落差, 有效的防止物料粒度的破坏, 同时具有抑尘的效果, 减小了灰尘的产生。
(1) 俯仰运动
此种堆料机将臂架分为前后两部分, 即前臂及后臂。后臂与行走装置系统和回转机构刚性连接在一起, 前臂与后臂通过铰轴连接。在机架上部安装电动卷筒使臂架前段能够围绕铰轴实现俯仰运动。
(2) 铰链机构
由于胶带机布置在臂架上, 随着前臂架的俯仰, 有一部分胶带机也随着俯仰, 这样就给胶带以及胶带上物料的正常运行带来一定的麻烦。如何使胶带以及物料平稳的通过圆弧段, 成为新的技术难题。为此, 我们设计了活动铰链机构, 采用变槽角的托辊组, 成功的解决了此问题。
铰链前端以焊接方式固定在前臂, 后端设计成滑块, 连接在臂架的后段, 这样, 在臂架前段整体做俯仰运动的同时, 可拉动铰链前端, 使铰链通过滑块, 在臂架后段上滑动。托辊支架螺栓连接在铰链上随着铰链运动, 使皮带形成圆弧过渡。图3为现场效果图。
2.3 可移动式无尘堆料机
此种设备主要就是为了除尘和防止限制位置而专门设计研发的。首先, 此种设备就像汽车一样可自行移动, 它的行走机构由胶轮组成, 驱动单元采用三合一减速电机, 动力来源为柴油发电机, 从而实现自行移动, 不限制场地的位置, 可随时随地的进行堆料储料作业。另外, 此设备悬臂可实现俯仰和小角度回转, 达到上述设备的功能。在此设备各受料点, 均布置收尘设备、喷雾系统, 收集到的灰尘利用自循环系统回到料仓, 实现无尘作业, 达到环保的效果。
结语
此种堆料机结构简单、成本低廉、实用性强, 在市场上得到了广泛的应用。随着各种行业工艺布置上的不同, 将会有更多功能、更多形式的悬臂堆料设备在市场上出现。
摘要：环形悬臂堆料机主要应用于港口、露天矿、煤矿等行业, 其技术特点具有结构简单、功能多样、料场储量大, 实用性强、料场建设费用小、节能环保等优点。
关键词：环形悬臂堆料机,伸缩,俯仰,功能,移动
参考文献
[1]钢铁企业原料场工艺设计规范[Z].