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RP技术范文

来源：漫步者

作者：开心麻花

2025-09-19

RP技术范文（精选9篇）

RP技术第1篇

快速成形 (rapid prototyping, RP) 技术是20世纪80年代中后期发展起来的一项先进制造技术, 该技术集成了CAD/CAM/CNC、激光技术、材料科学等高新技术。RP技术摆脱了传统机械加工中“去除材料”的方式, 采用“材料堆积”的全新方法, 使加工对象不受复杂程度的限制, 从而在新产品的开发过程中得到了广泛的应用。快速模具制造 (rapid tooling, RT) 技术是以RP技术为支撑, 能按客户意图制造多品种、小批量生产用模具的快速模具制造技术[1]。目前基于RP的RT技术主要包括直接快速制造和间接快速制造, 直接快速制造主要包括光固化、激光烧结、熔融沉积等, 间接快速制造主要包括硅橡胶模、粉末冶金模、铸造模等。在实际应用中, 可以根据产品具体的批量、成本、周期要求, 选择合适的快速模具制造方法。

硅橡胶模具, 又称作快速软模具, 是间接快速模具中最常用的一种, 可以用来作为快速过渡模, 或作为中小批量生产用模具, 模具寿命大约为10～30件。硅橡胶耐高温, 硅橡胶模具成本低, 周期短, 柔性、弹性、脱模性和复制性好。在实际应用中, 一般先通过快速成形技术制作出原型母模, 再用硅橡胶翻制模具, 利用翻制得到的硅橡胶模具在真空注型机中浇注出产品, 这种方法常用于浇注塑件或低熔点合金件。硅橡胶模具与传统的模具制作方法相比较, 其成本可以降低1/3～1/5, 生产周期可以缩短1/3～1/10, 可以使产品尽可能早的投入市场, 也使企业的经济效益得到了显著提高。图1为RP/RT的集成应用。

1 快速成形技术的实现

图2为RP技术实现流程。从图2可以看出, RP的实现需要以下几个步骤:

1) 构建三维模型。在这一步可以用三维建模软件构建三维模型, 或对现有产品通过逆向工程采集数据、数据处理、模型重构得到三维模型。

2) 三维模型前处理。因为RP采用的是“离散堆积”原理, 各种三维建模软件中输出的三维模型转化为RP设备常用的STL文件格式后, 可能或多或少产生缺陷性问题, 在加工之前需先用专业软件 (Magics, Aurora等) 对模型的STL文件进行修补处理, 对处理好的模型根据选择的加工工艺不同, 选择合适的“材料堆积”方向 (该方向即是要进行分层切片的方向) , 选择合理的切片厚度, 对模型进行切片处理, 即离散。

3) 逐层加工成型。不同的RP工艺具体的加工过程有所不同, 这个过程可以说是离散过程的反过程, 从下至上, 逐层把零件的截面加工出来。

4) 零件的后处理。从成形机中取出的零件并不能直接使用, 一般要对其进行支撑的去除、打磨、修补、喷涂等后期处理。

2 FDM法制作产品原型

应用较广泛的RP工艺主要有光固化立体造型 (stereo lithography apparatus, SLA) 、选择性激光烧结 (selected laser sintering, SLS) 、熔融沉积制造 (fused deposition modeling, FDM) 、叠层实体制造 (laminated object manufacturing, LOM) 和三维喷涂粘结 (three dimensional printing and gluing, 3DPG) 5种, FDM技术是快速成形制造中应用较广泛的一种工艺方法, 与其他快速成形技术相比, 其材料损耗最少, 并且后处理比较方便。FDM可以使用ABS塑料、尼龙、蜡等丝材, 常用的是ABS丝材, 用该材料制作出的原型件的强度可以达到材料本身强度的80%, 可以直接作为功能件使用。此工艺首先由美国Stratasys公司研制开发, 生产有系列的商品化设备, 笔者选用的是北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司的MEM-350单喷嘴熔融挤压快速成形机。图3为FDM原理图。该工艺将丝状热熔型材料 (ABS, PC) 通过液化器熔化, 而后挤压喷出并堆积一个截面层片, 然后工作台下降一个层, 将第二个层片用同样的方法加工, 并与前一个层片熔结在一起, 如此层层堆积而最终得到三维实体的零件。MEM特有的空隙结构, 节约材料和成形时间, 该工艺特别适用于加工薄壳类零件及微小零件, 并且原型强度好, 近似于实际零件, 可以作为概念设计的直接验证, 也可以用来进行翻制模具。表1为MEM-350主要参数。

a) 模型的构建及前处理

笔者选择UG NX4.0软件进行三维建模, 并输出STL格式文件, 格式转换过程中可能有数据的缺失, 因此必须对转换后的STL文件进行三角面片的修补。RP工艺对STL文件的正确性和合理性有较高的要求, 主要是要保证STL模型无裂缝、孔洞, 无悬面、重叠面或交叉面, 以避免出现分层后的歧义或不封闭现象。一般情况下, 从CAD系统中直接输出的STL模型错误较少, 而从RE系统中获得的STL模型错误较多, 在此用Aurora软件对STL模型进行处理。Aurora软件有较高的容错性, 对STL文件中一些较小的缺陷问题也有自动检验和修复的功能, 对不能完全修复的部分再进行人工交互修复。在完成修复工作后进行支撑的计算与分层切片、模型的分层切片, 切片厚度为0.2mm。

b) 参数设置及加工

在加工之前要进行一系列准备工作, 首先注意材料及成形室的预热, 喷嘴处丝料的熔融温度为220℃, 成形室温度53℃, 该温度下可以减少支撑的数量。然后进行数控的初始化, 并检查挤丝状况, 进行工作台的校准, 喷嘴与底板之间的距离为0.2mm左右, 该距离的大小和扫描速度有关, 当扫描速度偏小而距离值偏大时会出现拉丝现象[2], 这里选择成形速度为200mm/s。在加工完成15～30min后取出原型件。

c) 快速原型的后处理

在原型加工完成后要进行去支撑、打磨、修补、喷涂等后处理。

3 硅橡胶模具制作

a) 母模的选择

硅胶模具的制作是用母模进行硅橡胶模具的制作, 母模可以是快速成形件、CNC工艺加工的塑料件或铝件、木料件等, 材料可以是塑料、石膏、硅胶、木材等[3]。下面以某汽车零部件的FDM原型件作为母模进行快速模具制作, 并分析研究存在的问题。

在进行硅橡胶模具制造之前, 首先要把RP原型准备好, 把原型表面打磨好, 使做出的模具内腔光洁, 以便复制出表面质量好的产品。

b) 型框的制作及模型固定

制作型框时需要注意的是一般要求型框比原型周边至少超出5mm左右[4], 以保证硅橡胶模的浇注效果, 过大的型框尺寸则会浪费硅橡胶材料。在固定模型之前还需确定分型面和浇口的位置并做好标志 (尽量使整个原型件位于分型面的下方, 以便保证完整充型) , 这关系到产品能否顺利浇注以及产品浇注的品质, 在选取分型面时要注意将外观面朝下, 在内观面的合适位置安放胶棒[5]。当这些准备工作完成后即可将模型固定于型框中, 通常采用细绳悬挂法或借助于浇口棒将原型悬空并固定好[6]。

c) 计算、计量原材料并混合、脱泡

此处用的硅橡胶包括两种组份, 一份是胶料, 另一份是固化剂, 两种材料按照一定的比例 (一般根据型框尺寸按照重量估算) 计量好后进行混合, 并快速搅拌, 这里要保证搅拌均匀, 否则硅橡胶模具无法均匀凝固。均匀后放入真空注型机抽气脱泡, 硅橡胶模具中的气泡既影响模具的精度又影响美观。笔者采用了日产KE-1310ST透明硅橡胶, 二甲基硅油, 日产CAT-1310ST固化剂 (混合比例为100∶10) 。

d) 硅橡胶的浇注及固化

将混合均匀 (搅拌至少5min) 并脱过泡 (脱泡5～10min) 的硅橡胶小心浇注到固定好的型框内, 浇注完毕后再脱泡 (10～15min) 、固化。浇注完成后在室温下一般需要固化24h或更长时间 (如果在40℃～60℃的烘箱中固化, 可以将固化时间缩短为8h左右) 。一般室温固化得到的硅橡胶模具的质量和精度更好些。

e) 刀剖模、取出原型、合模

参照原型分型面的标志, 用刀剖开硅橡胶模, 取出原型, 然后对型腔进行必要的清理, 并喷涂离型剂后放入烘箱中烘干, 开设浇注系统和排气孔后进行合模, 并将模型拼合处固定 (一般先用订书机订紧, 再用胶带密封) , 合模一定要精确, 如果出现了错位或合模不紧则会影响浇注产品的精度。

4 零件复制

a) 计量树脂

这里可以用聚氨酯、环氧树脂[7]等材料, 本实验采用PX215聚氨酯浇注, 与硅橡胶类似, 聚氨酯也包括两种组份 (按照1∶1混合[8]) , 一种统称为A料的为树脂 (该组份为活泼氢的化合物, 如多元醇) , 另一种B料为硬化剂 (该组份是异氰酸酯) 。根据原型的质量 (考虑浇道和排气孔的损耗) 估算所需树脂的质量, 然后根据两种料的配比关系计算出两种原料的质量, 并分别放入真空注型机的两个料杯中。

b) 混合、脱泡、真空浇注、固化

如图4所示, 为真空注型机工作流程图, 将两个料杯放入真空注型机的上腔固定支架上, 将硅橡胶模放入下腔的工作台上, 并将漏斗与浇道口用圆浇管连接固定好。为了提高浇注产品的致密程度, 避免浇不足, 要将A, B料中溶解的空气及模具型腔中的空气抽去[9]。先抽真空脱泡, 然后将B料倒入A料杯中进行混合搅拌脱泡 (混合搅拌的过程中可以酌情将“进气消泡抽真空进气消泡”循环进行几次, 此处要掌握好各个操作的时间) , 搅拌均匀并脱泡完成后进行产品的真空浇注, 从混合到浇注完毕的操作时间大概4min左右, 待漏斗中树脂浇注完毕8～10s后真空室进气泄压, 以便借助大气压使型腔充满。浇注完成后将硅胶模取出放入60℃恒温箱箱固化 (固化温度一般在60℃左右, 可缩短固化时间) , 固化时间因浇注产品大小和树脂类型而定, 一般在90min左右。整个过程要掌握好脱泡时间 (大概10min左右) 、浇注速度、固化方法及固化时间。笔者采用的设备是华中科技大学生产的HZK-IB型真空注型机和天津中环实验电炉科技有限公司生产的DH101电热恒温鼓风干燥箱。

c) 脱模、后处理

待固化完全后, 将硅橡胶模从恒温箱中取出, 拆除胶带及订书钉, 取件 (此时要用力均匀, 以免把硅橡胶模撕裂) , 去除掉浇冒口、毛边, 根据需要进行打磨、抛光、喷漆等处理。图5为汽车配件原型、硅橡胶模具、产品照片。

5 小结

只有具备快速的产品开发能力, 才能迅速抓住市场机遇、快速占领市场。RP和RT因能为企业带来显著的经济效益和时间效应而得到了快速的发展, 而硅橡胶模具技术体现了快速模具技术的优越性, 成为了业内的研究热点, 本文通过汽车配件实例, 介绍了FDM法快速成形的基本过程、硅橡胶模具的详细制作过程及关键技术, 为RP, RT技术在制造业中的集成应用提供了有用的参考。

摘要：介绍了快速成形和快速模具技术的主要方法、基本原理及主要应用领域, 描述了FDM法制作快速原型的步骤、硅橡胶模具的制作方法和步骤, 证明集成RP/RT技术可以大大缩短产品及模具的开发周期, 节约开发成本。

关键词：快速成形,快速模具,硅橡胶模具

参考文献

[1]葛茂忠, 项建云, 徐人平.基于RP和RT技术的工艺品模具制造[J].模具工业, 2006, 32 (10) :65-69.

[2]伊启中, 顾永华.基于环氧树脂快速制模技术鞋底模具的制造[J].机电技术, 2007:50-52.

[3]彭安华, 张剑峰, 张江林.FDM工艺参数对制件精度影响的实验研究[D].连云港:淮海工学院学报 (自然科学版) , 2008 (3) :21-24.

[4]项建云, 葛茂忠.基于SolidW orks、RP和RT技术的模具设计与制造[J].模具技术, 2007 (4) :7-10.

[5]张南峰, 刘北林.基于汽车零部件快速开发制造系统的硅橡胶模具的研究[J].汽车工艺与材料, 2007 (11) :64-67.

[6]崔怡, 赵娟, 张月娥.硅橡胶模具快速制作工艺[J].模具工业, 2009 (5) :68-72.

[7]S.AnandaKumar.T.Balakrishan.M.A lagar.Z.D evelopm ent andcharacterization of silicone/phosphorus mod ified epoxy materialsand their application as antieatrosion and antifou ling coatings[J].O rgan ic Coatings.2006, 55, 207-217.

[8]周文秀, 谢洪泉, 等.真空浇注用二组分聚氨酯的研究[D].武汉:华中科技大学学报, 2002 (2) :56-59.

RP技术第2篇

共分为四个单元,共计3个小时（实际是2小时55分钟）

分为：英语（60分钟100题）、综合知识（30分钟50题）、行测（60分钟59题）和性格测试（25分钟90题）。

形式为机考，四个单元独立计时，自动进入下一环节，屏幕右上方有倒计时，时间结束后自动交卷。每一部分必须在规定时间内做完，否则是自动进入下一单元。建议每道题思考时间在30-40s。不会的就赶紧蒙一个，好歹也25%的概率呀。前3部分均可返回检查试题（估计一般是没有时间回去检查的），前三部分做完最后一题系统会给出你每道题的答题状态，检查有没有遗漏，等到时间结束了才会交卷，第四部分性格测试大家一般都是提前交卷的，不过提前交卷时系统会再三跟你确认是否真的要提交试卷。

一、题型

1.英语 60分钟100题

(1)单项选择40题

(2)完形填空12题

(3)阅读理解48题

2.综合知识 30分钟50题

(1)工行相关8题

(2)时政新闻10题

(3)经济管理金融财会计算机基础知识32题

3.行测 60分钟59题

(1)语言理解与表达21题

(2)数量关系4题

(3)图形推断5题

(4)逻辑判断14题

(5)图表 15题（3组图表，每组5小题）

4.性格测试 25分钟90题

混联5RP机构的工作空间分析第3篇

机构的工作空间是衡量机构结构性能的一项重要指标[1,2],它直接反映了机构在工作空间范围内工作能力的好坏,所以对其工作空间的分析是必不可少的工作。在设计机器人时,总希望在机构总体尺寸相同的前提下,能够获得尽可能大的工作空间,使得机器人整体的构型能达到最优。因此,本文以混联5RP机构为例,对影响机构工作空间的参数进行分析,从而为其结构参数设计提供依据,并为其工程设计提供运动边界范围。

1 混联5RP机构的模型

混联5RP机构[3]简图如图1所示。

1,11-圆锥齿轮副;2,14-RGRR-Ⅰ并联双自由度转动关节;3,12-摆动电机;4,13-主电机;5,10-连杆;6-电动缸;7-移动滑块;8-驱动杆;9-转动副转角;15-末端执行器

2 机构工作空间求解方法

利用极限边界搜索法求解机构的工作空间,具体操作步骤如下:

(1)根据机器人的总体参数估计出一个偏大的范围。

(2)直角坐标系下在该估计范围中取尽量多个点。

(3)逐步搜索这些位置点,如果某一点满足约束条件,则此点为工作空间的边界点,保存该位置点,并判断下一位置点。

(4)找出所有工作空间边界点,并连接这些点构成曲面,曲面包络的空间即为机构的工作空间[4,5,6]。

3 混联5RP机构工作空间三维图

依照上述操作步骤,运用MATLAB软件可求得混联5RP机构的工作空间,如图2所示。由图2(a)可知,机构运动空间在3个坐标方向的运动范围近似为:-300mm<x<200 mm、-400 mm<y<400 mm、-300mm<z<300mm。可以看出机构工作空间范围较大,在y方向有较大的运动范围,工作空间连续性好,有利于提高机构的灵活性。由图2可以看出,机构工作空间近似为一个球形,随着x的增大,工作空间先增大后减小。

4 主要结构参数对工作空间的影响

通过分析混联5RP机构结构参数,得知其工作空间主要受到电动缸的驱动杆长度L、RGRR-I并联关节的驱动角θ以及转动副转角α 的影响。

4.1 电动缸的驱动杆长度L对工作空间的影响

设RGRR-I并联关节的驱动角θ以及转动副转角α取固定值,当驱动杆长度L分别为200mm、100mm、50mm时,其工作空间如图3所示。

由图3可知:在其他结构参数不变的情况下,混联5RP机构的工作空间球形形状随L的减小而变成了椭球形,当L继续减小到一定程度时其工作空间形状变成了类似圆柱形。这说明,混联5RP机构的工作空间受驱动杆L的变化影响较大,其球形形状随着驱动杆L的减小而渐渐变成椭球形,x轴方向范围也随L的减小而减小,范围减小较明显。

4.2 并联关节的驱动角θ对工作空间的影响

设驱动杆长度L和转动副转角α 取固定值,当并联关节的驱动角θ分别为时机构的工作空间如图4所示。

由图4可知:当θ逐渐增大时,其x轴方向范围变大,但是工作空间变小;θ 继续变大,其z轴方向范围变大,但工作空间形状变窄,类似椭球状。总体来说,θ对工作空间影响比较小。

4.3 转动副转角对工作空间的影响

设驱动杆长度L和驱动角θ 取固定值,当转动副转角α 分别为时机构的工作空间如图5所示。

由图5可知:转动副转角α 对机构工作空间影响较大,随着转动副转角α的值逐渐增大,其工作空间形状几乎变成了圆柱形,其x轴方向范围逐渐减小,圆柱形中间到尾部部分变宽,且变化明显。

5 结论

总体上对混联5RP机构的工作空间来说,影响其范围大小的因素主要来源于两个并联双自由度机构的可达特性、驱动杆杆长的变化范围以及转动角的变化范围,其中转动副转角的变化对机构工作空间影响较大。

参考文献

[1]陈海真,邹忠月,郝秀清.一种新型三平移并联机构运动输出及工作空间分析[J].机床与液压,2010,38(5):24-26.

[2]Kao I,Ngo C.Properties of grasp stiffness matrix and conservative strategy[J].The International Journal of Robotics Research,1999,18(2):159-167.

[3]姜铭,李鹭扬,易红,等.并联转动机构RGRR的研究及分析[J].中国机械工程,2009,20(5):577-580.

[4]赵燕江,张永德,姜金刚,等.基于Matlab的机器人工作空间求解方法[J].机械科学与技术,2009,28(12):1657-1666.

[5]Tanaka W,Arai T,Inoue K,et al.Workspace analysis of parallel mechanism with adjustable link parameters[C]//Advanced Robotics 2005 ICAR′05 Proceedings12th International Conference on.[s.l.]:IEEE,2005:202-207.

RP技术第4篇

《Win8 RP发布预览版中文使用指南》共分为如下几大章节：Windows超乎想像、Windows8采用云连接、所有应用，应有尽有、Windows应用商店、Windows 广泛支持各种硬件、Internet Explorer 为Windows8而重塑、面向企业的Windows8、构建在坚实基础之上。

认真品读《Win8 RP发布预览版中文使用指南》之后，将会对全新的Windows8再有全新的认识。

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《Win8 RP发布预览版中文使用指南》下载：

RP技术第5篇

2013年7月公司开始用Vb7振动分析仪及Ascent资产管理系统对分解槽减速机运行振动数据进行监测管理。本案例发生在RP106分解槽减速机, 经分析诊断第三轴支撑轴承存在故障。后经解体检查, 诊断结果与实际相符, 由于更换轴承及时, 有效避免了减速机事故的发生。

一、机组情况

1. 机组简图及测点分布

机组简图及测点分布如图1所示。

2. 分解槽减速机参数

分解槽减速机型号ML4PVSF120、传动比310.379、转速1480/4.77/ (r/min) 。

3. 减速机轴承型号及齿轮齿数

减速机轴承型号及齿轮齿数见表1。

二、减速机轴承故障特征频率分析

减速机轴承故障特征频率主要包括轴频、齿轮的啮合频率、轴承的内外圈、滚动体、保持架的故障特征频率, 它们与谐频、边频相结合, 成为对减速机故障判断的依据。

三、测点布置

测点布置如图1所示, 高速轴称为1轴, 顺此为2轴、3轴、4轴、5轴, 测点选择尽量靠近轴承处, 对其水平、垂直、轴向振动信号进行采集, 由于4轴、5轴转速较低, 采集意义不大, 故放弃。

四、故障分析

1. 振动数据采集

参数设置完成后, 将其传到Vb7测振仪器, 开始对设备振动数据进行采集。Rp106分解槽减速机采集数据如表2所示。

2. 振动故障频谱分析

2014年1月23日, 按计划对分解槽上的减速机振动数据进行采集, 在数据分析过程中, 发现RP106槽上减速机3轴振动频谱出现异常, 24日又对其进行1次采集确认, 其振动频谱与23日采集的相同。振动速度频谱如图2、图3所示, 3轴上下两盘轴承轴向振动频谱均出现小山包一样的谱线族。通过分析打光标发现谱线的间距 (A光标与B光标之差) 正好是转频1.094Hz, 如表1所示 (3轴转速为65.25r/min, 频率为1.094Hz) , 所以这些谱线是以转频为等间距的谱线族。输入轴承型号进行分析可以看到这些谱线族是轴承外圈故障特征频率的谐波及其转频边带 (图4、图5) , 这一特征符合轴承晚期故障的频谱特征。观其振动值, 比2013年8月7日、12月12日采集到的振动值还要小。利用Ascent软件的“频谱堆栈图”功能调出近几个月的振动频谱进行对比, 从图上可以看出, 2013年8月7日、12月12日, 其振动频谱图上未出现轴承故障特征频率、转频边带, 而2014年1月23日、24日的却出现了轴承外圈的故障特征频率及谐波, 而且伴有大量的转频边带, 这是典形的轴承故障的晚期特征。为进一步记录故障存在, 于当天取油样进行铁谱分析, 得知铁谱片上存在大量来自齿轮与轴承的疲劳磨粒, 其中来自轴承的疲劳磨粒占多数, 疲劳磨粒最大尺寸超过100μm。此外谱片上还存在着中量的严重滑动磨粒, 设备齿轮与轴承均存在异常磨损, 以轴承磨损为主。设备使用单位第2天开始退槽, 将设备解列出来, 避免了一场即将发生的设备事故, 确保了生产连续稳定进行。

mm/s

五、检修情况

Rp106分解槽减速机2014年3月7日在检修基地解体开盖吊出, 3轴上下两盘轴承座处有大量的铁屑, 轴承磨损严重, 轴承内圈、外圈、滚动体严重剥落, 下盘轴承有1颗滚珠脱出保持架掉下;其它轴轴承除1轴上盘轴承有轻微磨损外, 均完好。齿轮有轻微磨损, 但不影响使用, 检修人员更换轴承后, 设备恢复正常。参考文献:

参考文献

[1]韩捷, 张瑞林等.旋转机械故障机理及诊断技术[M].机械工业出版社.

RP技术第6篇

1台RP953型稳定土摊铺机在四川遂(遂宁)资(资阳)湄(湄山)高速公路摊铺垫层时,出现了卡料现象,即垫层混合料将摊铺机刮板输送器卡住,刮板输料器无法转动。该工地施工的其他品牌和型号的摊铺机,也不同程度的出现了卡料现象。

摊铺机摊铺时出现卡料会造成以下3点危害:一是卡料后必须停机清理被卡混合料,造成摊铺机间歇行进,严重影响摊铺施工速度及道路平整度;二是输料刮板的间歇运动造成混合料离析,影响碾压的密实度;三是卡料后,需由人工将混合料从料斗内清出,再将缝隙内的混合料抠出,造成人力、物力浪费。

2.刮板输料器结构

刮板输料器由驱动装置和工作装置组成。刮板输料器的驱动装置由液压泵、驱动马达、减速器、驱动链轮及链条等组成。液压泵驱动液压马达转动,经减速器减速后,由驱动链轮及链条带动工作装置转动。

刮板输料器工作装置由刮板、刮板连接销、传动链条、链条张紧轮、刮料底板、链条保护罩等组成。刮板连接销用于连接刮板和传动链条,链条张紧轮用于将传动链条张紧。摊铺机机架前部的链条张紧轮调节螺栓,用于调节传动链条的张紧度。刮板、刮板连接销、传动链条、链条张紧轮构成刮料机构。

刮料底板是刮板机构的托板,可使刮料机构在刮料底板上滑动。当刮料机构滑动时,可将混合料输送到摊铺机后部。

链条保护罩覆盖在驱动链条上,可防止混合料进入传动链条。链条保护罩侧面有缝隙,刮板可在链条保护罩侧面的缝隙处滑动。图1所示为该机的刮料机构和链条保护罩。

3.分析故障原因

分析认为,造成摊铺机刮板输料器卡料的原因可能有3种:一是混合料离析,二是刮板输料器液压驱动系统的驱动力较小,三是摊铺机刮板输料器工作装置有缺陷。

(1)混合料离析

出现卡料的摊铺机在其他地区施工时均未出现卡料现象,究其原因主要是该工程所用垫层混合料与其他地区不同。通常垫层混合料由骨料和黏合料组成,该工程摊铺的垫层混合料所用骨料为花岗岩和鹅卵石,其质地、大小不均,极为坚硬。黏合料中的砂粒直接从河床中开采,不含水泥或石灰等黏合材料,材料颗粒之间无吸附力和黏合力,摊铺时易造成骨料离析。坚硬的骨料离析出来后进入刮板输料器缝隙,便将刮板输料器卡死。

(2)刮板输料器驱动力小

在该工地施工的摊铺机种类很多,出现卡料摊铺机的刮板输送器液压驱动系统大多采用齿轮泵,而卡料故障较少的摊铺机大多采用柱塞泵。柱塞泵内泄量小,泵体强度高,工作压力高达30MPa,驱动力大,因此不易出现卡料。齿轮泵在高压状态下会因困油、受力不均等原因,造成其输出压力多在16MPa以下,且高压时输出流量较低,因此易于出现卡料。RP953型稳定土摊铺机刮板输送器采用的即是齿轮泵。

(3)输料刮拔缺陷

若摊铺机刮板输料器的工作装置出现磨损、变形和扭曲,会造成运动阻力过大。其运动部位的缝隙过大,不仅会造成混合料卡在缝隙中,还会造成刮板输料器无法转动。从图1可以看出,该机刮料机构和链条保护罩已严重磨损。

4.维修方案

分析认为,施工中所用的垫层混合料只能就地取材,垫层混合料配合比为高速公路设计单位确定,说服施工单位更换垫层混合料和混合料配合比不可能。改变摊铺机刮板输料器的液压驱动系统非常困难,需要很长时间才能完成。因此,只能对摊铺机输刮板输料器的工作装置进行调整和改进。

我们将工作装置的链条保护罩、刮料机构、刮料底板全部拆卸后,对每个零部件逐一进行了检查,并制定了修复和改进方案。

(1)更换刮料底板

检查时发现,由于刮板底板使用时间较长,刮料底板某些部位已磨损到极限,厚度仅为5mm。分析认为,刮料底板磨薄后产生弹性变形,使刮料底板出现缝隙,碎石颗粒进入该缝隙从而产生卡料现象。由于刮料底板磨损得厚薄不均,细小颗粒残留在传动链条与链条保护罩的缝隙中,造成传动链条与链条护罩摩擦阻力增大,将传动链条卡住。为此决定更换刮料底板。具体方法如下:

首先,选用厚度为10mm耐磨钢板作为制作刮料底板的材料,比照更换下来刮料底板的外形尺寸进行剪裁,并钻好安装孔;其次,将刮料底板支架表面清理干净,将凸起部位用磨光机磨平,以保证支架的平整度;最后,安装新制作的刮料底板,安装时使用水平尺在搭接处测量其高差,相邻两块刮料底板结合处高度应相同,若有不平需用磨光机修平。安装刮料底板固定螺栓时,应使用扭力扳手,根据螺栓紧固要求进行紧固。

(2)整修刮料机构

整修刮料机构的重点是检查刮板、传动链条、刮板连接销的变形和磨损情况,并进行整修。

更换刮板将刮板从传动链条上拆解,将刮板放置在平坦钢板上,发现刮板有翘曲变形现象,部分刮板棱角已磨损成圆弧形。刮板变形会造成刮板与刮料底板接触不实,导致刮板下部卡料。刮板棱角磨损成圆弧形,会使刮板刮料效果下降。为此,将翘曲变形、磨损严重的刮板全部更换。

更换传动链条传动链条由链节、链轴及轴套组成。因链节变形而造成链条不直顺,会使链条运动时与底板和保护罩卡滞,导致刮板运行不顺畅。链轴磨损会造成链条的节距变大,使链条与链轮发生卡滞,转动阻力增大。为此,决定将磨损的链轴、变形的链节链条整段更换。

更换刮板连接销刮板连接销磨损会造成刮板松动,易于卡料。刮板连接销脱落,会造成刮板脱落,使刮板输料器卡滞。为此,决定将磨损严重的刮板连接销全部更换。

调整传动链条张紧轮传动链条太松易在链轮处出现打折、卡滞现象,链条太紧会使链条的使用寿命缩短。调整摊铺机机架前部的链条张紧轮张紧螺栓,使其的轴线与机架前横梁平行。将刮料机构组装后启动刮板输料器,让传动链条无负载慢速运转,检查刮板和传动链条运转时无卡滞现象后,分几遍逐步将传动链条张紧。传动链条张紧度调整好后,其下垂度应不超过摊铺机底部的边框,如图2所示。

(3)更换链条保护罩

正常情况下,为有效阻止混合料进入链条保护罩内,链条保护罩的底缘距链条应为4～5mm。检查该机链条保护罩时发现,该保护罩磨损严重,甚至有些部位的链条全部暴露在链条保护罩外。为此,决定重新制作并更换链条保护罩。

链条保护罩选用耐磨钢材制作,焊接时采用间断焊接,断焊间距尽量小,以避免其产生焊接变形。链条保护罩三角形顶部易于磨损,故在其顶部焊接加固板,以避免磨损后开裂。同时确保链条保护罩的边缘超过传动链条的宽度,并确保链条保护罩的底缘与传动链条距离符合要求。

(4)改进液压系统

刮板输料器驱动装置液压系统改进是在驱动马达的进、出油管处加装1个二位四通换向阀,如图3所示。操纵该换向阀可使驱动马达正、反转。当因卡料而使马达无法转动时,扳动换向阀手柄,使刮料机构反向移动,可将卡死在刮料机构缝隙内的混合料清理出来。还可用正向、反向交替操作使卡死的混合料松动,然后再正向运转,以将卡死在刮料机构缝隙内的混合料清理出来。

此外,在施工过程中要加强对刮板输料器的润滑,避免混合料对工作装置腐蚀,以防止传动链条生锈、刮板卡滞。解决方法如下:作业时每天2次将柴油或废机油喷洒到传动链条上,以润滑链条。这样既可防止锈蚀,也可有效减少卡料。

RP技术第7篇

随着近几年来高超声速飞行器的兴起, 采用吸热性碳氢燃料作为冷源进行吸热的再生冷却技术逐渐在航空航天领域内得到重视。吸热性碳氢燃料是一种密度大、热值高、综合热沉降性高及安全性能高的液体燃料, 但因为其结构成分的复杂, 很难对航空燃料本身进行探索与深入研究。因此, 寻找航空燃料的替代组分可以间接替代航空燃料, 并排除其中对研究进行干扰或难以研究的组成成分。国内外研究者对替代模型进行了不少研究[1]。有些研究者对航空煤油Jet-A进行研究:Huber等人综合考虑密度、声音、黏度、热导率和蒸馏曲线等相关因素提出了Jet-A-4658的8组分、Jet-A-3638的七组分替代模型;Bruno[2]等人针对Jet-A, 将少于3组分的简单替代模型进行了分类对比研究。

可以看出以上替代模型提出的出发点与优化标准大多不同, 研究者多是针对所研究的具体问题提出的对应模型, 相互之间可参考性较小, 存在一定局限性:多组分替代模型组分复杂, 在实际工程计算中, 耗费的计算资源较多。在目前航空航天领域的工程计算中, 有必要寻找一种最佳单一组分替代模型, 以保证在较好的替代效果同时加快计算速度。

本文采用国际上公认的物性计算软件SUPERTRAPP, 以国产航空煤油RP-3为研究对象, 对三种单一组分替代模型的密度、黏度和比热容三种热物性进行计算, 并结合RP-3的实验物性数据进行对比, 评估各替代模型的预测性能并对其热物性开展相关分析, 为再生冷却技术优化计算打下物性模型理论基础。

2 物性计算方法及替代模型

本研究是基于SUPERTRAPP软件, 对RP-3的热物性替代燃料模型进行研究, SUPPERTRAPP可用于预测纯燃料或混合燃料的动力学特性和传输性质, 采用广义对应态法则计算燃料组分的热力学特性和输运特性, 包括密度, 黏度, 比热容等。

航空煤油RP-3是多种碳氢化合物的混合物, 其具体的成分较为复杂, 由表1可得RP-3主要可分为饱和烃, 不饱和烃和芳香族化合物三种。有学者采用单一组分正癸烷作为RP-3的替代模型, 因此本文把正癸烷作为研究对象之一。另外, 一般认为航空煤油包含的平均碳原子个数为10~16个, 且Wang TS[3]采用C12H24来代表RP-1煤油作为替代模型, 故本文选择与正癸烷类似分子式的单一物质正十一烷和正十二烷作为研究对象, 表2将本文的研究对象进行汇总如下所示, 下文分析时以分子简式代表单组分模型。

3 替代燃料模型热物性计算分析

3.1 密度

采用计算方法得到了航空煤油替代模型在不同压力下密度随温度的变化关系, 从计算结果中看出不同的替代模型均可以表现RP-3密度随温度的变化, 并且也都可以呈现出国产航空煤油RP-3密度在拟临界温度点出的陡降变化。

三种替代模型在低温区对密度的预测表现的一致, 而不同点却在于拟临界温度点的位置。P=3MPa时, C10、C11均能较好地预测出拟临界温度的特性。C12的计算值与实验值偏差较大, 过晚预测了拟临界温度的位置。不同替代模型在拟临界温度以上的高温区估测均有偏差, 替代模型均高估了高温区的密度变化, 且都随着压力的增大而变大。当P=4MPa、5MPa、6MPa下的变化与P=3MPa时类似。对比各个压力下的曲线, 可以认为C11在预测密度上与航空燃料最为接近, 表现最优, 而C10与RP-3密度预测水平相差同样较小。

3.2 黏度

采用计算方法得到了航空煤油替代模型在不同压力下黏度随温度的变化关系, 从计算结果中看出, 随着压力的增加, 不同替代模型对于拟临界温度的预测能力均逐渐加强, 对于低温区的预测略有升高, 但变化不明显。在P=3MPa时, C11、C12对于拟临界点的位置预测较晚, 而C10则与真实值相差不大。这可以用平均分子量来解释, C11、C12替代模型的分子量均大于C10替代模型的平均分子量, 使得两类模型对RP-3的拟临界点位置的预测方向产生相反的结果。同样在低温区, C11、C12的黏度计算结果与实验结果相差较大, 而C10与实验结果差异较小。对不同航空煤油替代模型对黏度的预测均满足工程的需要, 但综合对比, 由C10构成的单一组分替代模型对黏度的预测最为准确。

3.3 最优单一组分替代模型

综合三种替代模型的密度、黏度及定压比热容的预测性能, C11的密度预测能力比C10、C12准确, 但不同替代模型对密度的预测能力差别较小;C10的黏度预测能力比C11、C12更准确;C10对比C11、C12在定压比热容方面预测更为精确。综合以上评估, 认为C10对航空煤油RP-3的热物性预测最准, 能满足工程需要。

4 结论

本文采用SUPERTRAPP对国产航空煤油RP-3的三种单组分替代模型进行热物性计算, 并对比实验物性数据评估不同单一组分替代模型的预测性能。其中得到的结论如下所示:

(1) 采用SUPERTRAPP软件计算三种替代模型均能预测出热物性如密度、黏度和比热容的变化趋势。

(2) 不同替代模型对航空煤油RP-3的定压比热容峰值预测、密度预测准确性有待加强, 相对而言对粘度的预测更为精确。

(3) 相比于C11、C12的单组分替代模型, C10模型在预测黏度上表现最优;C10替代模型结合广义对应态法则可较准确的预测RP-3的物性变化, 满足工程要求。

参考文献

[1]郑东, 于维铭, 钟北京.RP-3航空煤油替代燃料及其化学反应动力学模型[J].物理化学学报, 2015 (4) :636~642.

[2]Bruno T J, Smith B L.Evaluation of the physicochemical authenticity of aviation kerosene surrogate mixtures:Part 1 analysis of volatility with the advanced distillation.curve[J].Energy&Fuels, 2010, 24 (8) :4266-4276.

RP技术第8篇

1、等距等径螺旋布料器的缺陷

摊铺机后端与熨平板前部及其侧面挡板围成了一个沥青混合料槽。在沥青混合料摊铺过程中,先由刮板输送装置将沥青混合料输送到沥青混合料槽中部,再由螺旋布料器将沥青混合料均匀分布到沥青混合料槽中。

目前,摊铺机的螺旋布料器普遍为等距等径螺旋布料器。这种螺旋布料器布料过程中,槽内沥青混合料流量不断变化,往槽两侧输送沥青混合料流量逐渐变小。螺旋叶片对沥青混合料的输送主要是通过一定的推进速度和抛甩力来实现的,叶片直径大则对沥青混合料抛甩力也大,叶片螺距大则对沥青混合料撞击力也大。这些都是加剧沥青混合料中骨料竖向和横向离析的因素。

因此,采用等距、等径螺旋叶片,势必会对沥青混合料造成过分干扰。

2. 变距变径螺旋布料器的优点

为解决等距等径螺旋布料器存在的问题,我们设计了一种变距变径螺旋布料器。其前部为大螺距、大直径叶片,后部为小直径、小螺距叶片。其前、后2部位的螺距、螺径由前向后渐变小,其叶片的螺旋角也逐渐减小。采用这种螺旋布料器,可使螺旋布料器布料过程中,沥青混合料的推进速度和抛甩力逐渐减小,有利于保持沥青混合料中的骨料稳定、输送均衡,从而可减轻骨料离析。

螺旋布料器只有在沥青混合料粒料之间发生相对运动的情况下,才能使沥青混合料整体产生轴向运动。沥青混合料在变距变径螺旋布料器作用下,向两侧变速运动,且经不同半径叶片的搅拌,产生了不同的流动现象,即稳态紊流和非稳态紊流。这2种紊流必将产生较强的搅拌与混合功能,极大地减轻沥青混合料内部离析及外部离析现象。

3. 确定叶片参数

(1)送料体积的确定

变距变径螺旋布料器设计的前提条件是:不考虑沥青混合料被压缩,且螺旋内沥青混合料沿螺旋的轴向运动速度等于螺旋叶片的轴向推移速度。

变距变径螺旋布料器结构如图1所示。由图1可知,螺旋叶片半径R1应大于螺旋轴的半径r。

RP952型沥青摊铺机相关参数如下:单根螺旋轴传送效率QL为455t/h,单根螺旋轴轴长LL为1.5m,螺旋轴直径d为120mm,螺旋转速n为50r/min,沥青混合料充盈系数kd为1,沥青混合料密度γ1为2350kg/m3。

变距变径螺旋布料器螺旋轴单位长度每转送料体积计算如下:

式中:W一一单位长度每转送料体积,mm3/rmm;

QL输送效率,455kg/h;

n螺旋轴的工作转速,50r/min;

γt物料密度,2350kg/mm3;

kd物料填充系数,取1;

LL单根螺旋轴轴长,1.5m;

将RP952型沥青摊铺机相关参数代入上式,得出W为43026mm/rmm。

(2)变距变径的确定

变距变径螺旋布料器的螺旋线为等角圆锥螺旋线。由图1可知,螺距由L1到Ln以及螺旋半径由R1到Rn是阶梯变化的,考虑到变距变径制造的困难性,螺旋在安装时采用分段安装,段与段之间采用圆倒角连接,以使其弧线连续变化。

对于变矩变径螺旋布料器来讲,最小的螺旋叶片半径必须大于螺旋轴的半径,且第一个螺距内的体积不能小于单位长度内的下料量,否则就不能保证物料在螺旋槽内全面流动。当单根螺旋轴的长度趋于无穷小时,则该段的下料体积就无限接近于单位长度每转送料体积,此时所得的螺旋半径就是最小值。

根据RP952型沥青摊铺机相关参数,确定螺旋叶片的外径由Φ400mm到Φ480mm之间均匀变化。将求得的单位长度每转送料体积值代入最小半径求解公式,可得螺旋叶片的最小半径R1为144.7mm。

假设螺旋叶片的外径由Φ400mm到Φ480mm之间变化时,其螺旋叶片最小半径取值为200mm,将螺旋轴分为5个螺距,并取初始螺距L1=160mm,经计算得到以下变距变径数据:螺距L1为160mm,L2为222mm,L3为289mm,L4为368mm,L5为466mm。螺旋直径D1为400mm,D2为420mm,D3为440mm,D4为460mm,D5为480mm。

RP技术第9篇

采用模具生产零件具有效率高、质量好、节约原材料、降低成本等许多优点[1], 体现了先进制造技术所要求的优质、高效、低耗、清洁环保等思想, 已成为当前机械工业生产的重要手段以及工艺的发展方向[2]。在传统模具设计与制造过程中, 对试制模具需进行多次反复修复, 直至满足应用需求, 这就延长了模具制造周期, 并且由于成型模具市场远大于试制模具市场[3], 从缩短制造周期、降低生产成本等方面考虑, 适应新产品试制模具制造和中、小规模生产要求的模具快速成型与制造 (RP&RM) 能实现传统CAD设计到实体模具的快速制造, 是一种具有良好应用前景的制造手段。

1硅胶模的特性及应用

硅胶从生产温度来分, 有室温和高温硫化硅胶2种[4]。目前, 制模所用的多是双组分的液体硅胶。硅胶具有良好的弹性和柔性, 相比其他材质的模具, 硅胶模在具有深凹槽且结构精细复杂、拔模斜度小的铸件生产中具有显著的优势, 如图1所示。主要体现在:

(1) 硅胶模收缩性小, 有较好的复现性, 模具的图样尺寸和实际尺寸之间误差小;

(2) 硅胶模具有一定的耐高温能力, 可用于金属的熔模铸造[5], 也可用于塑料、石膏件的快速成型[6];

(3) 硅胶模具有弹性, 很容易实现对结构复杂部件的脱模。

此外, 硅胶模的应用范围广, 可成型0.5mm的薄壁件, 也可用于大型件和微型件的制造[7]。

2硅胶模具的制造

2.1基于SLA的原型部件的成型与制造

如图2所示, 液槽内装满液态的光敏树脂, 可在紫外激光束的照射下快速固化。成型开始时, 可升降工作台使其处于液面下一个层厚的地方, 聚焦后的紫外激光束在计算机的控制下按截面轮廓进行扫描, 使扫描区域的液态树脂固化, 形成该层面的固化层, 然后工作台下降一层的高度, 其上覆盖另一层液态树脂, 进行第二层的扫描固化, 如此重复, 直到整个产品成型。

2.2硅胶模制造工艺流程

利用原型部件制造硅胶模的工艺流程如图3所示。

(1) 将原型部件在平板上合理放置。将待加工的原型在平板上放好、固定, 并将模框套放在已固定好部件的周围。另外, 为了较好地起模, 可在平板和模框的内壁上涂上脱模材料。

(2) 对已在平板上合理放置的部件贴黏土, 同时配置石膏浆, 为了减少硅胶材料的使用, 提高所制作模具的刚性, 进行石膏背衬浇注, 待其固化后, 除去部件上的黏土。

(3) 根据除去黏土的体积, 分析所需硅胶的量, 对部件的硅胶模进行造型、固化。原材料调配均匀后, 可采用文献[8]中的方法进行硅胶浇注:1) 在普通工作室内, 混合少量的硅胶和固化剂。2) 将混合后的硅胶涂覆在原型的表面, 构成1~2 mm厚的薄涂层。3) 在固化过程中, 使涂覆的硅胶层充分脱气, 用刀片划破无法自行消失的气泡。4) 待硅胶模起步固化和脱气后, 将大量混合硅胶和固化剂注入原型。5) 待硅胶初步固化后, 移去原型, 将硅胶模具在室温20 ℃下放置4~8h, 再置于烘箱, 100 ℃下固化8h或在150~180 ℃下保持2h, 使其完全固化。利用这种方法, 与真空箱相比, 虽多了一层涂覆并使其固化、脱气的工序, 但操作较为方便, 制作出的硅胶模满足使用性能要求。

(4) 浇注完成, 硅胶固化后, 取出部件, 对硅胶模进行修补。

3硅胶模在汽车灯罩制造中的应用

利用UG制作的某车灯罩的三维实体结构如图4所示, 根据三维结构经立体印刷成型得到原型部件, 对部件模型进行分型, 在部件上确定浇口位置。

之后, 在模箱内部放置车灯罩, 灯罩与模箱四壁间隔20mm左右, 按照图3所示工艺流程对原型进行浇注, 制造硅胶模。硅胶固化后, 按确定好的分型面拆开, 取出灯罩原型后, 对此模具进行修复。

由于汽车对车表部件有美观性的要求, 利用硅胶模生产的灯罩如图5所示。显而易见, 该灯罩具有较好的表面质量。

4结论

利用RP&RM技术制造低熔点合金、塑料等零件的硅胶模具具有较高的效率, 可减短模具制造周期, 且经硅胶模具制造的零件具有较高的尺寸精度和表面特性。

总的来说, 硅胶模具具有如下特点:

(1) 硅胶模具制造周期短, 投产质量及使用寿命适中, 在小批量零件的生产中具有一定的经济性。

(2) 利用硅胶模具制造零件工艺方便, 制造出的零件有较好的表面特性。

(3) 硅胶模具的快速成型与制造有助于缓解模具制造需求增长的压力, 平衡模具市场与试样模具开发之间的关系。

参考文献