新型连接件（共8篇）
新型连接件 篇1
0 引言
矿车是煤矿及非煤矿山等行业运输煤、矿石和废石等散状物料的专用窄轨铁路运输工具。矿车在实际运行时一般由矿车连接件组成矿车编组使用, 因此矿车连接件是矿车的一项重要部件。小容量矿车连接件一般用三环链连接, 大容量矿车多采用自动挂钩连接。以上两种传统矿车连接件不适用于该单位新研制的10 m3矿车, 因此, 需要研制一种新型的矿车连接件。
1 新型矿车连接件的研制
1.1 标准对矿车连接件的要求
煤炭行业标准MT 387-2007《煤矿窄轨矿车安全性测定方法和判定规则》中规定, 矿车及其连接件应满足承受10 倍额定牵引力时不破断。而国家标准GB/T 2885.4-2008《矿用窄轨车辆》规定10m3矿车的额定牵引力为60 k N。所以, 矿车及连接件应在承受600 k N的拉力时不破断。
1.2 传统矿车连接件分析
三环链适用于小容量矿车。小容量矿车载重量较小, 矿车在加速度突然变化时, 不会对三环链造成较大的冲击及挤压破坏。但10 m3矿车载重量大, 其额定载重量为25 t, 加上矿车自重总重达36 t以上, 矿车加速度突然变化时惯性很大, 容易造成三环链的损坏。
自动挂钩能够在两辆矿车轻微碰撞时自动连接, 比较方便。但自动挂钩一般为铸钢件, 强度相对较低。国内某公司自动挂钩产品断裂载荷为289 k N, 无法满足MT387-2007 中相关要求。
1.3 新型矿车连接件的设计
由于上述两种传统矿车连接件不能满足使用, 所以公司设计了一种新型的矿车连接件。包括矿车连接板及连接插销。连接板材料选用低合金结构钢Q345 组焊成型, 插销材料选用45 钢并经调质处理。其结构如图1 所示。
2 新型矿车连接件的强度校核
2.1 连接板的强度校核
标准MT387-2007 要求其承受拉力600 k N时不破断, 现对其最薄弱处进行强度校核。
杆件在纵向力作用下的正应力计算公式为:σ=P/A。式中:σ 为杆件所受正应力;P为纵向力;A为杆件横截面面积。
这里取P=600 k N, 即标准要求连接板所受的最大拉力。A取连接板最小截面积。A=32× (90-46) ÷2×4=2816 mm2, 故连接杆最薄弱处所受正应力为 σ =P/A =600 ×1000/2816=213 MPa。Q345 材料的抗拉强度 σb≥470~630 MPa。213 MPa<470~630 MPa。故新设计能达到标准要求。
2.2 插销强度校核
插销受切向力, 杆件在横向力作用下的切应力计算公式为 τ=Q/A。式中:τ 为杆件所受切向应力;Q为插销所受剪力;A为插销截面积。由连接板的结构可看出, 插销在受力时分担到插销两侧的剪力为拉力的一半, 故Q=300 k N。A=πr2=3.14× (45÷2) 2=1589.625 mm2。故 τ=Q/A=300×1000/1589.625=188.7 MPa, 材料45 钢屈服强度σ0.2≥370MPa。188.7 MPa<370 MPa, 所以设计能满足要求。
3 拉力实验
新型矿车连接件研制成功后, 连同10 m3矿车一起进行了拉力实验。实验表明, 当拉力达到604.8 k N时, 未发现矿车连接板和插销有任何形式的损坏。产品性能达到了国家及行业有关标准规定, 产品研制成功。
4 结论
新型矿车连接件克服了传统三环链在大容量矿车上使用时易损坏的缺点, 解决了自动挂钩强度不足的问题。产品结构简单, 制作工艺简单, 成本低廉, 使用方便, 具有一定的推广应用价值。
摘要：对传统矿车连接件进行了分析, 研制了一种新型的矿车连接件, 对其强度进行了校核, 并做了拉力实验。产品性能符合国家有关标准。
关键词：矿车连接件,连接板,插销,研制
新型连接件 篇2
VNC （Virtual Network Computing，虚拟网络计算），是一种远程操作执行软件，在各类应用场景中被广泛使用。在云计算技术迅猛发展的今天，用户所请求的服务将更多的在云端服务器上执行，数据也存储在云端服务器上[1]。VNC可以成为终端用户使用云端资源的有效工具，拥有良好的应用前景。近年来，HTML5成为Web技术发展的新热点。特别是HTML5在图像呈现和通信方式上的新技术备受 Web 应用程序开发人员的瞩目。这些技术为基于Web 的VNC连接提供了发展基础。
1 VNC
1.1 发展现状
VNC远程操作执行软件允许用户通过网络从任何终端机器控制并使用远程服务器的桌面环境。用户的桌面状态将会在服务器端得到保持。当用户从不同终端访问服务器时，能够保持上一次的连接状态，保证数据和应用的一致性[2]。2002年，美国电话电报公司AT&T把VNC以GPL形式发布，此后派生出了许多VNC 软件。表一中列举了几种主流的VNC软件。
1.2 工作原理
VNC由三部分构成：服务器、客户端和RFB 通信协议。RFB（Remote Frame Buffer，远程帧缓冲协议）是一种远程图形界面访问协议。它能发送服务器桌面图像到客户端，同时接收客户端操作并把事件发送到服务器。RFB协议对终端设备的资源需求很小，是一种真正面向瘦客户端的协议[4]。
VNC的基本工作原理在于传输桌面图像。服务器以一定的频率扫描桌面像素，并把桌面图像以位图的形式传送到客户端。这种实现方式相对简单，但是数据量大。为了减少数据传输量，VNC采用增量传输的方法，即只传送发生变化的区域内的像素数据。这种方式在屏幕只有小部分区域发生变化时工作良好。但是当用户开关窗口或观看视频时，对带宽的需求会显著增加[4]。
2 HTML5
2.1 发展现状
HTML5是HTML下一个主要的修订版本，目前仍处于发展制定阶段。HTML5 添加了许多新的语法特征，其中包括
2.2 WebSocket
WebSocket是HTML5提供的一种允许浏览器与服务器之间进行全双工通信的网络技术。为了实现即时通信，目前常用的技术是轮询。轮询是指浏览器以特定的频率向服务器发出HTTP请求，之后由服务器返回数据给客户端浏览器。轮询模式的缺点是，浏览器需要不断向服务器发出请求。由于HTTP请求的报头很长，而报文数据可能是一个很小的值，这样将会浪费网络带宽和服务器资源。面对这种情况，HTML5定义了新的 WebSocket协议，以便节省资源，并达到实时通信的效果。使用WebSocket，服务器可以随时向浏览器推送信息，这在传统的无状态HTTP连接中是不可能实现的。
WebSocket的协议名称是ws。在新的通信方式下，网络连接的地址将会写为ws：//localhost：8080/webSocketServer。由于ws是不同于HTTP的新协议，它需要服务器和客户端同时支持才能正常运行。目前，服务器对WebSocket的支持尚不普遍。下表是浏览器对 WebSocket的支持信息。可以看出，现代浏览器对于WebSocket的支持是比较广泛的[6]。
3 基于WebSocket的VNC连接
3.1 noVNC简介
如果将VNC客户端用纯粹的 HTML5来实现，这样的应用将可以继承VNC和HTML5跨平台、高效率通信等特性，在远程连接中将有良好的应用前景。noVNC是一种基于HTML5和Javascript的VNC客户端，采用了WebSocket通信技术，因此需要同样支持WebSocket的VNC服务器才可以实现连接。但是目前，服务器对WebSocket的支持尚不普及，提供支持的只有x11vnc和 PocketVNC两种服务器。noVNC通过加设转换WebSocket为TCP socket的代理服务器，使得客户端可以连接到任意标准的VNC服务器。
4 三种VNC连接对比
建立VNC连接有两种传统方法：使用 VNC 专属的客户端或使用基于Java的浏览器插件。这两种方法的共同特点是，都需要客户在本地进行相应软件的安装。noVNC连接则不需要在客户端安装特定软件，只要通过浏览器从网页上发起连接即可。
在局域网环境内，通过100Mbps以太网实现从Windows客户机到TightVNC服务器的连接。实验表明，采用这三种方式的连接，在进行文件操作时普遍会感觉到操作延时。但对于常用的应用程序，如Word等，性能都普遍可以接受。
当三种连接进行第一帧初始化时，网络带宽的占用情况略有不同，测试结果如上图所示。从标准客户端连接，在图像进行第一帧初始化时，带宽占用率明显高于另外两种类型连接。重复进行初始帧渲染，可以观察到noVNC连接在三种连接类型中的带宽占用率是最低的。虽然对于单台客户机来说，带宽占用率的降低并没有显著影响。但是当网络上活跃用户越来越多时，每个用户带宽占用的些许降低对全网来说却是意义重大的。
5 结论
随着云计算技术的发展，基于RFB协议的VNC因其开源、跨平台、易于实现等特性，在各类应用场景中得到了广泛使用。本文介绍了VNC和HTML5技术的发展历程以及应用现状。将VNC客户端用纯粹的HTML5技术实现，这样的应用将会有良好的应用前景。文中对三种不同类型的VNC连接进行了实验对比。实验的结果表明，基于WebSocket的noVNC连接，其初始化时的带宽占用率在三者中是最低的，而在性能方面和其他两种连接表现相当。该结果充分说明了HTML5新技术的发展潜力。在未来，WebSocket在Web应用中会有良好的实用价值。 责编/王蒙
参考文献
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一种新型法兰连接垫片设计 篇3
关键词：法兰密封,垫片,金属波齿骨架,O型圈
0 引言
法兰接口通常由两片法兰、螺栓、螺母、垫片组成。由于现代生活的快速发展和绿色生活的要求, 对垫片的密封性能要求也越来越高。目前市场上有两种比较典型的密封形式, 即O型圈密封与金属波齿垫片密封。虽然两者均具有很多密封优点, 但也有在密封过程中的不足之处。为了能有更好的密封垫片, 有必要对现有的垫片做出创新和改进, 以满足人们在生产过程中的各种需要。
本文针对这两种密封形式进行简要分析, 并提出了所设计的一种新型法兰密封垫片。
1 O型圈密封
O型圈密封是一种挤压型密封, 其密封示意图如图1所示。装配后[1]O型圈在径向有一定的压缩, 依靠压缩变形在耦合面上产生一定的接触应力而起到密封作用。且O型圈既可用于静密封, 又可用于动密封, 但当压力较高时, O型圈可能被挤变形, 从而导致损坏, 无良好的密封效果。
2 金属波齿骨架密封
波齿复合垫片是以金属材料为骨架, 其密封示意图如图2所示。在其密封表面上加工出多道同心圆沟槽 (金属波齿环) , 以金属波齿环为基体, 其密封面贴以柔性石墨材料而构成的组合式垫片。由于特殊构造的金属波齿环具有一定的回弹性能, 柔性石墨作为密封面又具有良好的密封性能, 故波齿复合垫片在石化法兰密封中得到广泛的应用。但目前波齿复合垫片的生产大多依靠经验, 垫片的质量也参差不齐[2,3]。根据GB/T4338-1995《金属材料高温拉伸试验》[4], 以及进行热应力分析[5], 可以发现垫片在高温、螺栓预紧力、内压的共同作用下, 若超过了材料的屈服极限, 则会发生损坏及断裂。
3 新型法兰密封垫片
笔者设计了一种新型法兰密封垫片, 本设计针对金属波齿垫片以及O型圈的缺点与不足, 做出改进与创新, 设计的新型垫片结构如图3所示。两个橡胶O型圈都采用耐高温高压耐腐蚀的橡胶材料, 椭圆金属外圈采用耐高压高温的具有高强度和一定弹性变形的金属材料, 金属骨架可采用1Cr13、0Cr18Ni9等材料[6], 在O型圈和波齿骨架之外填充石墨。
1.石墨填充材料2.波齿骨架3.外侧橡胶圈4.内侧橡胶圈
使用时, 安装法兰装置后上紧螺栓, 首先在预紧力的作用最内圈的橡胶圈先被压缩变形, 产生第一层密封。然后随着负载的变化, 第二个橡胶圈也产生变形量。两个橡胶圈的变形量最高可达40%以上, 已经足以达到良好的密封效果。此时法兰接口的主要密封环节是由垫片内的O型橡胶圈在起作用。如果负载继续增加, 波齿骨架产生变形, 再次加强密封, 而且波齿骨架以及两个O型橡胶圈都有回弹性, 能够随着负载的变化自动调节压缩量, 从而产生最佳的密封效果。当橡胶圈受管道内介质的压力将向外侧变形位移时, 波齿骨架产生相应的变形, 有效地控制住内侧O型圈的位移, 且对密封效果起到辅助作用。
4 结论
本文对法兰密封原理进行了分析, 在总结O型圈密封和金属波齿骨架密封形式的基础之上, 提出了一种新型的密封垫片结构。即改进了以往的垫片结构, 把石墨、O型圈和金属波齿骨架三者组合使用、互相配合来弥补其单独密封时的不足, 从而达到更好的密封效果。但是本文提出的改进垫片结构还存在一定缺陷, 比如有时需要设计一定的O型圈的沟槽和各结构之间的配合, 因此, 尚需进一步优化改进, 相信随着研究密封垫片的人越来越多, 各种新型密封垫片也将层出不穷。
参考文献
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[5]郑津洋.过程设备设计[M].北京:化学工业出版社, 1991.
新型连接件 篇4
高速加工工具系统是高速加工机床的重要组成部分, 承担着机床主轴 (或刀座) 和刀具的连接任务, 其结构和性能直接影响高速加工的质量和效率[1]。
多年来, 传统的工具系统在数控机床中应用广泛, 但是, 随着加工精度和加工效率的提高, 特别是高速加工技术的应用, 这种工具系统已经无法适应高速机械加工的要求。近年来, 国外一些研究单位开展了对新型工具系统的研究, 如德国亚琛工业大学 (Aachen) 机床研究所 (WZL) 和美国肯纳金属 (Kenna Metal) 公司研制出了新型高速工具系统 (HSK) [2], 此外, 日本、美国开发出了BIG-PLUS、KM等新型工具系统。这些适应高速切削的新型工具系统由于具有很高的动静态刚度、重复性精度和适用高速切削等优点已经被应用于高速数控机床上。
本文以应用广泛的高速数控机床新型工具系统HSK—A63为研究对象, 通过实验和有限元方法分析了夹紧力、旋转速度和过盈量等参数对工具系统连接性能的影响。
1 HSK—A63工具系统的工作原理
HSK—A63工具系统的工作原理示意图见图1。HSK刀柄在机床主轴上安装时, 空心短锥柄在主轴锥孔内起定心作用, 当空心短锥柄与主轴锥孔完全接触时, 刀柄法兰面与主轴端面之间存在约0.1mm的间隙。在夹紧机构作用下, 拉杆向左移动, 拉杆前端的锥面将夹爪径向胀开, 夹爪的外锥面顶在空心短锥柄内孔的30°锥面上, 拉动刀柄向左移动, 空心短锥柄产生弹性变形, 使刀柄端面与主轴端面靠紧, 实现了刀柄与主轴锥面和主轴端面两面同时定位和夹紧。松开刀柄时, 拉杆向右移动, 弹性夹头离开刀柄内锥面, 拉杆前端将刀柄推出, 即可卸下刀柄[3,4]。图2为HSK-A63弹簧夹头受力示意图。
从图2可知, HSK-A63刀柄夹紧机构受恒定的轴向拉力 (图2b) 和旋转过程中产生的离心力 (图2c) 的作用。
由图2b可知:
(1)
式 (1) 求解后得
式中, Fm为轴向拉力;F1为Fm在α锥面产生的法向力; Fa为Fm的力分量。
对于HSK-A63刀柄, α=30°、β=105°, 将其代入式 (2) 得
F1=1.366Fm (3)
由图2c得
式中, Fc为离心力;F2为Fc在α锥面产生的法向力;Fj为Fc的轴向分量。
将Fc=mr ω2、α=30°代入式 (4) 得
F2=2mr ω2
因此, 刀柄α锥面所受的法向力为
F=F1+F2=1.366Fm+2mr ω2 (5)
式中, m为夹爪质量;r为夹爪半径;ω为夹爪旋转速度。
将刀柄HSK-A63的有关参数:m=153.3g、r=14.56mm、ω=20 000r/min、Fm=18kN代入式 (5) 可得刀柄在α锥面所受法向夹紧力F=44.18kN。
2 有限元模型建立及验证
2.1有限模型建立和边界条件设定
HSK工具系统有A型到F型共6种类型, 其中, A型在实际加工中具有典型性和代表性, 并且应用较广泛。因此, 本模型对HSK-A63型刀柄的几何模型进行了适当的简化, 建立了有限元模型。HSK刀柄和主轴的连接是锥面和端面的双面接触, 在锥面和端面两处建立接触对, 摩擦因数为0.15[5]。刀柄 (材料为40Cr) 和主轴 (材料为12CrNi3A) 的材料性能参数[6]如表1所示。建立的有限元模型见图3和图4。
2.2有限元模型验证
为了验证所建有限元模型的有效性, 以HSK-A63工具系统受力实验结果和有限元计算结果进行比较来验证两者的符合程度, 测试实验系统连接图见图5, 验证结果如图6所示, 结果显示两者比较吻合, 因此, 建立的有限元模型在性能分析上是可行的。
2.3有限元分析结果
2.3.1 夹紧力对连接性能的影响
分别以10.5kN、12kN、18kN、22kN几种夹紧力进行有限元分析, 见图7, 有限元模型转速取10 000r/min, 过盈量取18μm。图8、图9为不同夹紧力下锥面和端面接触应力的影响图。从图8、图9可以看出, 增大夹紧力, 锥面和端面的接触应力增大, 可以提高主轴和刀柄连接的定位精度和可靠性。但是, 刀柄在主轴反作用力下发生弹性变形, 随着夹紧力的增大, 变形越大, 锥面接触率降低, 过大的夹紧力会降低主轴和刀柄的使用寿命。因此, 在满足接触面的接触率大于50%且保证材料不发生失效、不妨碍换刀和满足主轴轴承精度的前提下, 应选择合适的夹紧力。要满足上述要求夹紧力取18kN。
2.3.2 过盈量对连接性能的影响
根据ISO12164-1、ISO12164-2的规定, 选取不同的主轴和刀柄尺寸, 过盈量分别取4μm、12μm、18μm、22μm建立有限元模型。从图10可以看出, 提高连接面间的过盈量, 可使锥面接触应力逐渐增大, 接触比例逐渐增大, 提高了工具系统的定位精度和连接的可靠性。但是, 如果过盈量过大, 为了实现锥面和端面的双面接触就必须增大夹紧力, 势必给材料强度、轴承运行精度等提出了更高的要求。因此, 选择夹紧力大小应该以使刀柄和主轴双面同时接触为准。在工程应用中, 当夹紧力为18kN, 最佳过盈量取12～18μm。
2.3.3 转速对连接性能的影响
图11、图12显示了15 000r/min、20 000r/min、25 000r/min、30 000r/min不同转速下锥面接触应力云图及转速对锥面接触应力影响图。由于离心力和转速的平方成正比, 随着转速的增加, 离心力逐渐增大, 接触锥面在离心力作用下渐渐分离。同时, 锥面接触应力随着转速的增加逐渐增大, 接触应力为零的区域向锥面大小两端扩大, 形成三块环状区域。 因为HSK刀柄采用独特的中空结构, 使得它对离心力的敏感程度远小于7∶24锥柄。
由于主轴锥孔和刀柄的锥面接触面比例不断减小, 即接触定位面不断减小, 引起刀柄的承载能力下降, 接触锥面部分的应力增大, 定位精度下降, 主轴/刀柄的连结性能降低。此外, 在锥面处过大的应力还容易引起频繁换刀时出现磨损。经分析可知, 当转速为20 000r/min可以满足正常的工作条件, 当超过20 000r/min时, 系统已经不能提供足够的刚度和精度。要想满足系统要求, 可以通过增加夹紧力和主轴孔和刀柄锥面的配合过盈量来提高许用极限转速, 进而提高工具系统的连结性能。
3 结论
(1) 增大夹紧力, 锥面和端面的接触应力增大, 可以提高主轴和刀柄连接的定位精度和可靠性, 但是, 随着夹紧力的增大, 变形越大, 锥面接触率降低, 并且在端面和锥面连接处易出现应力集中现象。
(2) 提高连接面间的过盈量, 使锥面间紧密接触, 接触应力增大, 提高了刀柄的定位精度和连接的可靠性, 端面接触应力随着过盈量的增加而减小。但是, 如果过盈量过大, 会给材料强度、轴承运行精度等提出了更高的要求。
(3) 当转速增大时, 锥面平均接触应力减小, 径向位移量逐渐增大, 径向间隙增大, 锥面出现接触应力为零的区域, 并且此区域随着转速的进一步增大向锥面大小两端扩大, 刀柄锥面被分成三块环状区域。当转速超过一定值时, 刀柄的承载能力下降, 定位精度下降, 主轴/刀柄的连接性能降低。要想满足系统要求, 可以通过增加过盈量和夹紧力来提高转速, 进而提高主轴/刀柄的连接性能。
参考文献
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新型路桥护栏连接与过渡段的研究 篇5
近年来, 虽然我国交通运输条件得到了较大的改善, 但交通安全程度并没有因而提高。据公安部交通管理部门统计资料, 2003年至2007年, 全国高速公路共发生道路交通事故105687起, 造成30588人死亡、77505人受伤, 直接财产损失262亿元, 分别占事故总数的45%、64%、34%和254%。平均每年发生21137起, 造成6118人死亡、15501人受伤, 直接财产损失52亿元。可见, 高速公路交通事故次数逐年攀升, 面临的交通安全问题日趋严峻。
护栏过渡段作为两种不同护栏断面结构形式之间平滑连接并进行刚度或强度过渡的专门结构段, 已成了公路安全防护链中的一大隐患, 在以往所发生的交通事故中, 车辆碰撞护栏过渡段是较为特殊的事故类型。失控车辆碰撞过渡段时, 如果过渡段不能实现路桥护栏刚度的平顺过渡, 失控车辆有可能驶出路面, 冲下边坡, 后果十分严重。比较典型护栏过渡问题, 如护栏不连续、护栏刚性无过渡处理等。路基波形梁护栏与桥梁混凝土护栏间存在缺口, 致使坚硬的桥梁护栏混凝土端头暴露, 一旦车辆与之发生撞击, 对乘员的伤害将是致命的。
总之, 若公路一桥梁连接处护栏过渡段结构设置不科学, 事故发生的概率和由此造成的损失程度就会大大提高;另外, 从国内外调查情况来看, 关于预应力高等级路桥护栏过渡段的研究目前仍处于空白。
鉴于此, 为了提高高速公路全线安全护栏的整体防护能力, 减少交通事故所造成的人员伤亡和财产损失对高速公路路桥护栏的过渡段进行实验研究, 以开发安全可靠、经济实用、防护能力强的护栏过渡段。这不仅对提高赤通高速公路安全防护体系的整体水平, 降低交通事故损失有着积极的作用, 而且对全国高速公路交通工程建设的发展也有着重要的意义。
国内目前采用的安全护栏端部与过渡段设计标准基本是在参照国外已有研究成果结合我国相关专业人员的实际经验制定而成的, 缺乏系统的理论证明和试验研究, 标准的合理性有待进一步验证。目前相关机构和人员进行的研究多集中在利用仿真软件模拟车辆与护栏端部相撞的动态响应情况, 进而确定护栏端部的强度、刚度、变形特性等, 很少在护栏端部设计形式、结构材料等方面进行分析, 护栏端部设计理论还不够完善。
总体来说, 我国对安全护栏端部与过渡段的研究起步较晚, 正处于不断探索与积累的阶段, 研究成果还不完善, 与发达国家相比还有很大差距。护栏端部结构设计不合理、桥梁连接处护栏过渡段结构设置不科学, 事故发生的概率和由此造成的损失程度就会大大提高。另外, 从国内外调查情况来看, 关于预应力高等级路桥护栏过渡段的研究目前仍处于空白。
实际上, 波形梁护栏也好, 路桥护栏过渡段也好, 我国并没有经过充分的实车碰撞安睑的验证, 因此在碰撞条件、碰撞计算理论及参数等方面缺少经验的的积累, 还不足以对波形护栏防护安全性等形成有力的支撑。对路桥过渡段而言, 不仅存在上述问题, 在结构上更是缺乏依据和经验积累, 具体问题如下:
(1) 过渡段设计缺乏碰撞理论支撑和力学设计计算指标性参数和标准。
(2) 缺乏实车碰撞试验验证, 相关数值分析不具各真实可靠性。
(3) 推荐的过渡段结构型式在刚度上不具备连续性, 不能实现渐变。
(4) 路桥过渡段在立柱防撞能力方面不具备连续性, 存在二次事故隐患。
研究内容:
(1) 路桥护栏过渡段设置现状分析。
采用实地调查方法, 总结现有过渡段存在的问题;同时对过渡段发生的典型事故形态进行分析, 以确定过渡段的薄弱点。
(2) 碰撞条件与评价标准研究。
由于目前国内没有关于路桥过渡段的规范, 因此需要结合目前国内外的相关标准来确定。本部分主要是采用对比分析的方法, 对国内外护栏碰撞条件与评价标准展开分析, 最后确定适用于护栏过渡段碰撞条件与评价标准。
(3) 护栏过渡段受力机理与关键参数影响分析。
鉴于过渡段涉及刚性与半刚性护栏, 因此需首先分析车辆与上述两种护栏的碰撞机理, 其次基于碰撞机理对过渡段关键受力参数与护栏安全性能之间的影响关系进行探索分析, 以为后续开展结构设计奠定理论基础。
(4) 护栏过渡段结构设计与实验研究
该部分是本次研究的核心部分, 其主要包括:a.分析研究国内外现有护栏过渡段的结构特性;
b.通过结构计算, 初步提出护栏过渡段的结构形式;
c.对所提出的护栏过渡段结构形式进行计算机数值模拟, 探明其防撞、导向和吸能性能, 并通过模型实验优化结构参数;通过分析选定护栏过渡段的结构形式与结构尺寸, 进行计算机碰撞验证实验。
(5) 制作安装工艺与应用研究。
参考实验结果对过渡段加工工艺及施工工艺进行研究, 使其有足够的强度保证其防护功能, 同时又能方便安装等。
(6) 综合评价。
本部分在依据评价标准进行分析的基础上, 还对其生产应用推广、经济性进行分析。
小结
概括与对比分析了国内外护栏碰撞条件与安全性能评价指标及标准, 最后确定了路桥护栏过渡段的碰撞条件与评价标准;
研究了汽车与半刚性与刚性护栏的碰撞机理, 并对比分析了国外典型护栏结构设计机理, 最后对护栏系统中关键参数与安全性能之间的作用关系进行探索, 为新型路桥过渡段的设计提供理论基础;
提出了新型路桥护栏过渡段结构, 并通过构建PAM c RAs H碰撞有限元模型进行碰撞仿真试验, 验证了其能满足我国高速公路护栏安全性能评价标准的要求;
给出了新型路桥护栏过渡段的制作安装工艺与应用条件。建议:
(1) 鉴于护栏设计影响因素众多, 本次研究仅考虑了其中比较重要的因素, 不够全面, 比如:没有考虑该护栏立柱掩埋深度, 护栏板厚度等对防撞功能的影响等, 仍需开展更多的工作。
(2) 对于本文所做研究, 由于缺乏实车碰撞方面的资料来进行对比, 建议加强今后工程应用的跟踪与观测。
摘要：道路交通安全问题是现代道路交通业和汽车工业迅猛发展而伴生的严重的社会问题。现对新型路桥护栏连接与过渡段进行研究论述。
新型连接件 篇6
1 连接方式
拨叉总成一直采用焊接的连接方式, 此种方式的焊接热变形很难控制, 本文提出一种新型的连接方式即过盈配合方式, 可以很好地满足客户需求。
2 设计分析
拨叉轴的材料为20钢, 拨头的材料为铸铁HT250, 经查表可得拨叉所传递的转矩为T=50×103N·mm, 需确定标准过盈量。
2.1 确定压力P
在T=50×103N·mm的作用下, 连接应具有的径向压力P:
2.2 确定最小有效过盈量, 选择配合种类
首先需要先计算刚性系数C1、C2, 已知μ1=0.25, μ2=0.3;E1=1.3×105MP, E2=2.1×105MP, 得出:
算出最小过盈量为:
先考虑所传递的转矩较大, 由公差配合表选取H7/S6配合, 其孔公差为Φ150+0.018轴公差为Φ15+0+0..028039, 此标准可产生的最大过盈量为39μm, 最小过盈量为10μm, 所以选取此配合方式比较合适。
3 实验验证
针对上述方案手工制作了5支拨叉轴, 并设计了实验工装以进行扭力实验, 具体如图1和图2所示。
经过对5支试制样件的验证得出平均压缩力在3.5k N左右, 农用车研究院提供的数据显示拨叉所受的压力在200N左右, 所以该连接方式满足使用要求。
4 工装方案
具体工装结构如图3所示。具体原理为:将拨叉轴放到定位支座内, 将拨头用夹紧装置夹紧 (可以实现准确定位) , 用黄色的定位块定位拨叉轴与拨头之间的角度, 油压缸推动整个夹紧装置前移, 实现拨头与拨叉轴的安装, 安装完成后用旋铆机进行旋铆。
5 结语
本文提出一种新型的拨叉总成连接方式, 使用过盈配合的连接方式取代了原来焊合的连接方式。经过设计计算及实验数据证实了该种连接方式的可行性。设计了过盈配合方式下的装配工装, 降低成本的同时提高了生产效率。
参考文献
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[2]张金勇, 赵志亮.农用运输车自行脱档的故障成因及排除方法[J].山东农机化, 2001 (11) :17.
[3]付本国.UG实用指南与实例导航[M].北京:中国水利水利出版社, 2006:244-256.
新型快速连接管在农配网中的应用 篇7
1 快速连接管工作原理
如图1所示, 快速连接管又称自动快速接头, 用于架空线路断线后快速修复, 其特点是修复断线快、承拉力强、操作简单。快速连接管主要由引导元件 (引导口和引导帽) 、固定元件 (中间止动块) 和导流元件 (金属颚) 组成, 结构非常简单。
在处理线路断线时, 将断线处两端线头经引导口卡入快速连接管的中间止动块, 动作要领是必须保证线路两端保持在水平位置, 平正插入中间止动块。线头固定到位后, 将线路两端向相反方向用力拉动, 即可将断线导线与快速连接管牢固连接。
2 快速连接管应用效果
2.1 工作效率
快速连接管比起其他传统线路断线处理方法, 如搭接法、对接法等, 具有明显提升工作效率的效果。采用快速连接管的抢修作业, 单人即可独立完成。单个快速连接管重量不超过5公斤处理时人员无须携带大量工器具前往, 作业人员上杆操作轻松, 熟练的作业人员可在15分钟内完成一次快速连接管的接线工作。
笔者对国网江西省电力公司中部区域的农配网现场抢修数据进行了统计, 由于线路断线故障在电力系统中不属于高发类型故障, 所以取该区域2014年的数据进行分析, 增加数据的可对比性。在排除抢修现场天气原因、备品备件缺失、人员技能水平等因素影响后, 列出了3种线路断线抢修方法的故障修复时间数据, 如表1所示。
2.2 工作效果
实践证明, 采用搭接法和对接法处理线路断线, 即便检修作业工艺良好, 断线连接点仍会在外部因素产生的应力下产生松脱, 搭接法的抗拉强度较对接法要大, 但由于搭接法要钳压线路压接管, 操作较为复杂, 对操作人员的检修水平提出了一定要求, 且搭接法易产生连接点过热现象。而快速连接管一旦连接良好, 其抗拉强度可观, 在外力作用下连接处不易松脱。采用卧式拉力试验机对两段经快速连接管相连接的铝绞线进行拉力试验, 试验结果是拉力超过74千牛时, 快速连接管与绞线连接处仍未发生滑移, 验证了快速连接管的连接可靠性。
快速连接管的金属颚是快速连接管的导流部分, 在线路断线修复送电后, 电流经由金属颚流通, 所以金属颚的电阻设计为不大于相等长度导线电阻的1.1倍, 以确保通流质量。
2.3 使用后的效果
取某条实际运行的农网配电线路进行观察, 该线路C相在断线后使用快速连接管修复, 在2014年共遭受4次雷击、3次大风天气以及累计17小时的间歇性过负荷, 连接管在巡视中未出现拉断、松脱和过热现象, 充分验证了快速连接管在实际运用中的可靠性。
3 存在的问题和防范措施
对江西省中部采用了快速连接管的供电区域进行跟踪统计, 部分快速连接管在长时间运行后出现了线路连接处过热现象, 这是由以下两方面原因造成的:
(1) 若在抢修过程中抢修人员操作水平低、对断线处未经过处理即进行连接操作, 就会在快速连接管与绞线之间产生氧化层, 导致快速连接管的金属颚与绞线之间的连接面接触不良, 进而产生过大的接触电阻, 断线连接处将过热甚至再次烧断。在江西省迎峰度夏期间, 环境温度和线路负荷均达到每年的最高峰值, 若存在上述问题, 快速连接管将无法完全发挥作用。
(2) 试验用快速连接管采用的材质是铝制, 与铝绞线之间不存在电化腐蚀的情况。市场中有针对钢绞线断线处理的专用钢制快速连接管, 在作业现场处理断线时, 存在个别用钢制快速连接管对铝绞线进行连接操作的事例, 运行半年后, 断线处连接管发生松脱而再次断线。这是由于钢与铝之间存在电化腐蚀, 在露天环境下, 钢制快速连接管与铝绞线被盐分和水分浸泡, 两者之间形成电位差, 钢和铝的接触点因电化腐蚀而逐渐变得松弛, 最终使快速连接管松脱而再次造成断线, 或在接触点产生过大接触电阻导致过热熔断。
针对上述实际运用中存在的问题, 采取的防范措施一是加强抢修人员操作培训, 二是断线连接时采用对应的专用快速连接管。实际检修操作时, 连接断线之前要对断线处两端接触面进行打磨、刷洗、平放并保持线头笔直, 再在接触面上涂抹防氧化剂, 最后再进行断线连接操作。
4 结束语
新型连接件 篇8
1 信息模块
信息模块采用Z型接触针+PCB电路补偿技术, 提供了卓越的电气传输性能, 产品通过了ETL、信息产业部等权威机构的检测, 超5类测试带宽达到200MHz, 6类测试带宽达到500MHz, 且具有较高的余量 (如图1、2所示) 。
1.1 自由插拔, 8芯接触针耐破坏设计
信息模块独特的8芯接触针耐破坏式专利结构具有优秀的自我保护性能, 可避免由于水晶头现场压接不良, 如水晶头刺片压歪, 压深不一, 压接不到位等对模块造成的破坏, 插拔次数达到1200次以上。
1.2 自由端接, 打线与免打线自由选择
非屏蔽信息模块提供打线和免打线两种不同的端接方式, 用户可根据个人的端接习惯来进行安装。SIMON模块可兼容多家打线工具, 如110和BIX打线刀。此外SIMON免打线压接工具可使端接瞬间完成, 提高30%以上的端接速度 (如图3、4所示) 。
1.3 自由安装, 屏蔽和非屏蔽一样方便
组合结构的屏蔽模块设计, 不仅提供了优良的屏蔽效果, 而且使屏蔽信息模块的端接如同非屏蔽模块一样方便。打完线后, 直接扣上压线盖固定即可, 大大的降低了屏蔽模块的安装难度 (如图5所示) 。
1.4 向心角型端子结构
4对IDC卡线端子采用相互垂直成角度向心排列方式, 相比较传统的4对IDC端子的一致规则的排列方向, 大大的降低了线对与线对之间、相邻模块与相邻模块之间的串音干扰, 并提供了可靠的线缆拉脱力 (如图6所示) 。
2 铜缆配线架
铜缆配线架为管理间和设备间机架式安装提供了灵活通用的端接解决方案。这种模块为24空闲端口设计, 可根据需要现场装配, 以适合应用中的特殊配置 (如图7所示) 。
2.1 自由维护, 整体维护与单独维护
该模块采用整体抽拉结构, 方便用户正面操作。灵活的扣位设计, 使模块可以单独自由拆卸, 在系统维护时避免了运行中的其他模块受到影响 (如图8、9所示) 。
2.2 自由进线, 线缆可任意变动顺序
开放式的后部进线槽, 保证了线缆合理的弯曲角度, 同时还方便用户整理线序 (如图10所示) 。
2.3 自由标识, 颜色化管理
颜色化是系统管理的重要手段, 配线架自带的彩色标识条无需用户订购彩色模块即可快速识别功能区域, 实现颜色化管理。
3 光纤配线架
光纤配线架采用模块化的设计, 不仅满足光产品的使用需要, 同时兼容到铜缆配线架的功能需求, 为用户实现光铜共用、光铜互换提供了快速解决方案。光纤配线架不仅具有铜缆配线架的自由安装、自由进线、自由标识等功能, 还可以做到模块自由配置 (如图11所示) 。
3.1 自由配置
光纤配线架支持铜缆信息模块和光纤适配器模块的安装, 用户可根据需要, 自由选择相关模块, 实现铜缆配线架功能、光纤配线架功能以及光铜共用功能 (如图12、13所示) 。
4 信息面板
信息面板采用常用的Key-stone卡接方式, 配有旋转式标识门, 语音和数据端口可任意组合, 标识方便。面板分为平口和斜口两大类别 (如图14、15所示) 。
4.1 标识自由组合
面板采用旋转的标识门, 用户操作方便。打开标识门, 可自由选择语音或数据标识, 并记录端口号 (如图16、17所示) 。
4.2 模块自由选配
斜口面板根据需要, 可选配铜缆信息模块或光纤适配器模块, 亦可实现光铜共用, 满足用户实际使用要求, 降低用户使用成本 (如图18所示) 。
4.3 自由维护, 操作方便
斜口面板除正常拆卸底板维护外, 还可以通过正面拆卸模块固定座实现块模块的快速维护 (如图19所示) 。
5 铜缆跳线
铜缆跳线护套采用LSZH材料, 符合绿色环保要求。流行的刚性外观设计, 配以独特的尾部应力舒缓结构, 使整个产品刚柔并济, 使用效果好 (如图20所示) 。
5.1 自由插拔, 良好的护套手感
独特的护套帽设计, 不仅富于了跳线的刚性外观, 而且对于水晶头防缠绕起到保护作用, 即使在材料容易变硬的低温下也一样能获得良好的插拔手感 (如图21所示) 。
5.2 自由弯曲, 尾部应力舒缓
尾部应力舒缓结构对减轻线缆的弯曲力起到一定的防护作用, 保证了水晶头与线缆的可靠连接 (如图22所示) 。
6 结束语