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行星研磨机是国内外阀门行业用来研磨密封面的主要设备,其工效比手工研磨高数十倍。密封面的精度是影响阀门密封性能的关键因数之一。
四川什邡原四川钻采设备厂刘宜国创立了行星研磨机的优化设计理论:
1. 发现工件的运动轨迹是交错而封闭的曲线,建立运动轨迹方程、轨迹重合周期计算公式、运动轨迹的几何画法。通过验证五因数的各种数据组合方案的运动轨迹,总结出运动特性,得出设计行星研磨机的三种最佳数据组合方案[1]。
2. 发现被研磨工件在研磨运动过程中为变速滑动的规律。用幂级数展开式求积分的近似解,得出研磨速度公式及其确定精度的误差公式,提供了速算数表、调整研磨速度的途径、计算实例[2]。
3. 为了实现研磨盘工作面各点等速磨损,提高被研磨表面的精度,分析了平面研磨盘和等距槽研磨盘的磨损状况及其工件的质量问题,发现等距槽研磨盘的工作面呈凹锥面磨损,由此创立新型研磨盘--按等比数列分布的梯形圆环槽研磨盘,推导出槽间距的通项公式,简介了制造方法,给出了设计实例[3]。
试验结果表明:工件在研磨速度16.8m/min,被研磨表面为WCrRo堆焊面,硬度为HRc40~50等条件下,研磨能够达到:粗糙度Ra≤0.4μm,平面度≤4μm,密封压力~59MPa;新型研磨盘的一次寿命比等距槽研磨盘提高24%,为平面研磨盘的2.8倍;经济效益显著[3]。
《行星研磨机的优化设计研究》成果,于1990年获四川省机械工业科技进步三等奖[4]。
为推进科技进步,系列论文收入《中国机械工程文摘》,且已汇编成《行星研磨机优化设计》单行本。
1. 刘宜国:"行星研磨机的最佳数据组合",《机械》,1986年第6期,第20~23页。
2. 刘宜国:"行星研磨机研磨速度的计算",《机械》,1987年第3期,第18~20页。
3. 刘宜国:"行星研磨机研磨研磨盘的设计改进",《机械》,1990年第2期,第27~31页。
4. 川机技[1990]字第55号,四川省机械工业厅文件
5. 刘宜国网易博客
斜面研磨机核心零件及其工艺流程的优化设计
介绍了斜面研磨机的重要零部件,齿轮减速箱、电机外壳、角度机座等研制设计方案及实际使用效果,以期达到最佳综合效益。从已研制出的三个系列产品的使用结果,证实了这种优化方案的可行性和优越性。
基于Matlab优化工具箱的星齿行星传动的优化设计
介绍了星齿行星传动的结构,建立了以体积最小进行优化设计的数学模型,简述了利用Matlab优化工具箱进行优化的方法,并通过实例对星齿行星传动加以优化,达到了减小体积的目的。
工厂员工405人,其中高工11人,工程师29人、助工和技术员18人、大专以上77人;生产工人251人、技师12人;设备总数229台,其中大型设备15台有:2.5米立车、3.5米立车、75横钻、数控机床、650车床、T68镗床等。专用设备42台有:阀体加工线、18吨磨擦焊机、12吨磨擦焊机、行星研磨机、振动研磨机、立式攻丝机、圆盘铣、双面铣、多孔钻等。检测设备36台有:36路直读光谱仪、超声波测厚仪、万能材料试验机、光学硬度计、冲击试验机、磁粉探伤机、测长仪、万能工具显微镜、超声波探伤仪、试压台、氦质谱检漏仪等。