间隙控制系统范文

间隙控制系统范文（精选12篇）

间隙控制系统 第1篇

1 气体放电加工技术水平的研究现状

气体中的电火花加工尚处于研究开发阶段,其加工设备尚需进一步完善。目前所进行的试验也是在一般的电火花加工机床上进行的,无论在机械结构还是控制系统方面均不能完全满足气体中电火花加工的要求,工具电极的进给机构的加速和减速能力都不够充分,难以发挥气体中电火花加工的优越性,需进一步改进提高。所以这就要求间隙控制系统有较高灵敏度以适应加工状态的变化,遇到放电异常时能迅速采取相应的动作使放电恢复正常。此外,放电间隙小,可供间隙控制系统调节的稳定放电间隙范围也就窄,这又要求间隙控制系统在跟踪间隙正常变化时必须有足够高的微进给分辨率,使调节过程趋于稳定。

2 气体介质放电间隙控制系统的硬件设计

气体放电间隙控制系统硬件电路主要完成对放电间隙电压信号的检测,并对检测信号进行判断和运算,最后输出相应的控制信号。如图1所示。

图1中设计的气体放电间隙控制系统由采样保持电路模块、电压信号比较模块、A/D转换模块、时序控制模块、信号处理模块、压电陶瓷驱动电源、压电陶瓷等模块组成。在此控制系统工作时,首先把从信号检测及处理模块送出的数据传输到单片机上,单片机通过特定的算法计算出十六进制驱动电压信号,并通过数/模转换部分,将信号转换为高精度的模拟电压信号,最后通过模拟控制方式控制压电陶瓷驱动电源驱动压电陶瓷,实现电极的微进或者回退过程。

2.1 采样保持电路

采用测量与放电间隙成比例关系的电参数来间接反映放电间隙的大小。例如当间隙较大、开路时,间隙电压也较大或接近脉冲电源的峰值电压。当间隙为零、短路时,间隙电压为0。它们之间虽然不完全成线性正比的关系,但是有一定的相关性。所以,可以利用这一特点,检测加工间隙,进行间隙伺服控制。因此,采用图2AD852随机平均采样保持电路(间隙平均电压电路和采样保持电路组成)来进行电压信号采集,在本文中它的电路原理图如图2所示。该电路中,待检测电压信号经电阻R25输入,然后从电阻R26与C79两端取出,最后进入D852采样保持器。

其中8脚为信号输出端,12脚接信号触发端,1脚和9脚为信号输入端口,网络T1标号和-T1分别代表正负电源。

2.2 时序控制电路

时序控制电路的功能是为平均随机采样保持电路与A/D转换电路提供相应的触发信号,使它们按照一定的节奏平稳地进行工作。该部分电路主要由芯片555与单稳态触发器等组成。如图3所示。

这部分电路工作的基本原理是定时器产生的信号作为单稳态的输入信号。单稳态触发器输出信号的宽度完全由电路参数决定,与输入信号无关,输入信号只起触发作用。因此,单稳态触发器可以用来产生我们需要的固定宽度的脉冲信号,使得D582或D673正常有序地工作。

2.3 电压信号比较电路

电压比较电路主要是将基准信号与间隙电压相比并将其差值信号进行放大,作为后续A/D转换器的采样输入信号。本文选取Ua747运算放大器是由两个普通运算放大器组成的,它的偏置电压为零的可能性很大。它的高输入阻抗特点,也使得它被用来作为电压跟随器。图4中电容C74、C75接在电源处,构成滤波环节,减少干扰对电路的影响。而电阻R40与R41构成调零电路,使运放uA747在零输入时输出为零。输出端用了两个二极管D1、D2作为后续电路的输入保护作用,防止输入信号过大烧毁AD673。图4中V1表示基准电压信号,V2表示间隙平均电压,它们分别作为uA747的输入信号,根据运算放大器工作在线性区的特点,且参数对称此时输出电压。与两输入电压的关系为:

根据上式可知,此电路具有消除输入两端共模干扰信号的功能。

2.4 A/D转换电路

将一个模拟输入电压转换为一个数字的设备称为模数转换器,或者通常称ADC。对于A/D转换器的选择来说,转换时间和分辨率是两个最重要的参数。本文设计中选取AD673的是的双极性工作方式,此时引脚BIPOLAR必须开路,转换器的部分应用电路如图5所示。

引脚DATAREDAY在转换器开始转换到转换结束期间是高电平,使得转换器在开始转换后AD582能够维持在保持状态;在AD673转换器转换完成后,DATAREDAY变为低电平,此时AD582则进入采样状态。

3 气体放电间隙控制系统的软件设计

本文控制系统软件由两部分组成:一是间隙状态控制软件,此软件模块的主要功能是对输入的间隙电压信号进行分析、判断、运算,判断在某一时刻是进给、后退或者保持原有位置不变;二是为硬件控制卡编写设备驱动程序。它包含有关硬件设备的信息。其软件包括两个方面:初始化系统;对采集所得的数据进行处理。这两方面的操作分别在主程序和定时器中断处理服务程序中来进行。

本文设计的采集所得的数据进行处理程序框图如图6所示。

本文系统用的是算术平均值滤波的方式来进行数据处理的。本文采用算术平均滤波的部分程序如下:

4 结语

完成了本控制系统的硬件和软件方面的设计。本文选取并设计了相应的采样保持电路,对气体放电加工间隙电压进行检测。同时,对采样保持电路的逻辑控制电路进行了相应的分析设计了电压比较电路,该电路对采样保持电路输出的电压信号与基准电压信号进行比较运算设计了A/D与转换电路。

由于气体中的电火花加工尚处于研究开发阶段,其加工设备尚需进一步完善。目前所进行的试验也是在一般电火花加工机床上进行的,无论在机械结构还是控制系统方面均不能完全满足气体中电火花加工的要求,需进一步改进提高。

参考文献

[1]程新江,王彤,陈玉全,等.气体电介质在电火花线切割加工中的运用[J].机电产品开发与创新,2004(4):39-40.

[2]李立春,王振龙,赵万生.气体放电加工机理分析[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(3):359-362.

[3]霍孟友,张建华,艾兴.电火花放电加工间隙状态检测方法综述[J].电加工与模具,2003(3):17-20.

[4]霍孟友,徐进强,史良君.一种检测电火花加工间隙状态的柔性方法[J].电加工与模具,2004(2):22-24.

[5]南非.基于Visual C++的电火花成型加工伺服控制系统的研究[D].张家口:河北工业大学,2006.

间隙控制系统 第2篇

1、放电间隙与放电管

放电间隙：所谓放电间隙是把暴露在空气中的两块相互隔离一空气间隙的金属物作为避雷放电的装置。通常把其中一块金属接在需要防雷的导线上如电源的相线，另一块金属与地线连接。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿，使间隙的空气电离，形成短路，雷电流通过间隙流入大地，而此时间隙两端的电压很低，从而达到保护线路的目的。常用于高压线路的避雷防护中。

气体放电管：把一对互相隔开的冷饮电极，封装在玻璃或陶瓷管内，管内再充以一定压力的惰性气体（如氩气），就构成了一只放电管。

优点：具有很强的浪涌吸收能力，即放电能力强、通流量大（可做到100KA以上），很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容，漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。

缺点：残压高（2～4KV），反应时间长（>100ns），动作电压精度较低，有工频续流，因此在保护电路中应串联一个熔断器，使得工频续流迅速被切断。

注：由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上，有时回不同时放电，使两导线之间出现电位差，为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电，减少两线之间的电位差，又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线，另两级分别接在回路的两条导线上。如图

2、压敏电阻：

当加在电阻两端的电压小于压敏电压时，压敏电阻呈高阻状态，如果并联在电路上，该阀片呈断路状态；当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时，压敏电阻就会击穿，呈现低阻值，甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的，当高于压敏电压的电压被撤销以后，它又恢复高阻状态。当电离线被雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。

优点：同开关电压范围宽（6——1.5KV），反应速度快（25ns）,通流量大（2KA/CM2），无续流。

缺点：容易老化，动作几次后，漏电流会增大，从而导致压敏电阻过热，最终导致老化失效。

电容较大，许多情况下不在高频率信息传输中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时，这种衰减可以忽略。

3、抑制式二极管（TVS）：

有两种形式：一是齐纳型（为单向雪崩击穿），二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下，两端电压大于门限电压时，其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过，并将两端电压钳制在很低的水平，从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率，并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。

优点：动作时间极快，达到微微秒范围。限制电压低，击穿电压低，应用于各种电子领域。

间隙控制系统 第3篇

摘 要：北皂煤矿对副井绞车房安装了闸瓦间隙在线监测系统，并实现了该系统的远程监测和WEB网页发布，在调度指挥中心能实时在线监测到副井绞车闸瓦间隙的各项数据指标。我们将系统接入地面控制中心，并开发组态页面实现了数据的在线监视，系统可以在线监视提升机制动系统的重要部件的品质和寿命，以及各传感器的寿命，可以在线及时发现和更换已经寿终正寝的部件，避免安全事故的发生。

关键词：在线监测；系统接入；闸瓦磨损

中图分类号： TD7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-140-2

1 在线监测系统概述

北皂煤矿副井绞车房使用的是SSB-130提升机盘形制动器在线监控系统，该系统是实现对提升机制动系统的运行进行全面在线自动跟踪和监控的自动化设备。提升机制动系统的制动效果与安全运行，与提升机盘形制动器在线运行的动静态特性数据密切相关。SSB-130提升机盘形制动器在线监控系统可以在线自动跟踪与监控盘形制动器的运行状态与动静态特性数据，以及在线监控盘形制动器运行中的缺陷。告知现场管理员及时采取检修措施，并可在线指导现场管理员及时对制动器进行调整，使提升机制动系统的运行状态保持最佳。

提升机制动系统的重要部件——闸瓦、闸盘和碟簧的品质（磨损、偏摆、疲劳）和寿命，以及压力、位移和油压偏摆传感器的寿命，与提升机制动系统在线运行的动静态特性指标密切相关。副井绞车闸瓦间隙在线监测系统可以在线监视提升机制动系统的重要部件的品质和寿命，以及各传感器的寿命，可以在线及时发现和更换已经寿终正寝的部件，避免安全事故的发生，也可预测尚可使用和运行的寿命，避免部件的过早更换造成浪费，并保证在线运行部件的品质符合安全运行要求。

副井绞车闸瓦间隙在线监测系统可以对提升机盘形制动器及其重要部件的运行与维护操作提供在线运行管理，建立管理数据库与查询，包括紧急制动汇总表、紧急制动顺序表、合闸数据越上限汇总表、合闸数据越下限汇总表、闸瓦磨损趋势曲线、碟簧疲劳趋势曲线、闸盘偏摆最大摆幅趋势曲线、闸瓦闸盘和碟簧更换与液压油换油记录汇总表，并存入数据库，供管理查询。

2 在线监测系统的工作原理

闸瓦间隙在线监控系统采用了高速和高精度的数据采集器、功能强大的工业控制计算机及高精度的碟簧压力传感器、接触式位移传感器、油压传感器、非接触式的偏摆传感器。

采集到提升机制动器合闸过程中的动态数据和制动器的工作状态，通过工业控制计算机的高速在线分析，获得监控制动器安全运行的合闸常规数据及其越限数据，紧急制动数据，松闸数据及其越限数据，并存入相关数据库，建立制动器运行数据的历时档案，并可以在线查询。

3 远程在线监测系统的集成

3.1 通过工业以太环网与现场PLC建立通讯

北皂矿副井绞车闸瓦间隙在线监测系统使用的PLC是西门子S7-300系列，西门子PLC使用SIMATIC NET通讯软件，读取过程复杂、数据量大而且大量占用网速和带宽。基于IFIX控制平台数据采集技术的研究与使用后，我们采用第三方OPC SERVER，即Kep server做OPC SERVER软件，Kep server既支持串口协议，又支持以太网协议，它的驱动程序可以覆盖每一个PLC系列，不需要开发任何驱动程序即可连接到任一设备，通过Kep server将海域进风井索道防水闸门的PLC数据进行统一读取，与其他系统整合，真正实现了自动化系统的无缝链接。

Kep server通过单一的OPC服务器接口使OPC多协议得到极大丰富，Kep server服务器的设计允许控制系统拥有快速通讯装置，由于它嵌入了多种插件驱动程序、组件和130多种通讯协议，并且支持1000多种设备，同时，服务器为所有驱动器提供清晰普遍的用户界面。无论使用何种驱动器，都能够不间断地通过合格的 OPC或系统界面来访问客户应用程序。

3.2 服务器OPC中节点的生成

基于iFIX控制平台结合OPC技术为基础数据采集技术，具有较强的通用性、开放性和可扩展性，在线监测系统生产厂家只要将相关设备和驱动程序封装成OPC服务器，对我方提供接口，我矿的IFIX组态软件客户端可以与OPC服务器进行通信而存取这些设备，这样我矿技术人员无需编写低层的驱动程序，通过Kep server的OPC Client 即可与之进行数据交互。

北皂矿开发人员自主开发、积极拓展副井绞车闸瓦间隙远程在线监测系统，开发新程序，并将它们纳入到综合自动化控制平台中实施副井绞车的远程监测，组态程序的制作、配点，都是我矿自主开发的。

3.3 综合自动化控制平台

通过IFIX综合自动化控制平台可以实现数据的采集、组态程序的设计，iFIX能够通过对来自现场的实时数据进行采集提炼，整合出对管理层有效的数据，并将数据实时传输至综合自动化控制平台，并经过数据交换，实现系统的远程监测，达到生产过程信息与管理信息的统一。采用IFIX客户端我们实现了副井绞车闸瓦间隙远程的在线监测。

3.4 副井绞车闸瓦间隙远程在线监测系统客户端主界面

在IFIX控制平台的副井绞车闸瓦间隙远程在线监测系统客户端主界面中，通过该画面可以清晰地看到系统包括分合闸状态、油压、左右侧滚筒偏摆量及各数据采集传感器等的工作状态和位置状态，并通过监测这些数值来确保设备的正常运转。

我矿自主制作的IFIX组态软件控制系统，可以轻松地在监控中心实现对副井绞车闸瓦间隙在线监测系统的远程监测。为检验系统的安全、稳定和可靠性，目前我们已经对该系统进行了一段时间的监测，通过监测，系统运行安全、稳定和可靠性，绞车闸瓦间隙的各项数据传输且显示正常，极大地提高了绞车运行的安全性。该系统使用方便、在线监测画面简单清晰，是一套适合现代化海滨煤矿安全生产的实时、管理高效的自动化控制系统，它的开发应用，将让我矿信息自动化水平提升至新的台阶。

4 集成后系统的主要功能

①自动跟踪与监控提升机的三种工作状态为：合闸自动跟踪、松闸自动跟踪和紧急制动自动跟踪。在提升机发生相应制动状态时，就会自动弹出相应状态的制动自动跟踪界面，当界面内的数据超出正常数据范围时，就会报警，这时检修人员就可以及时地进行检查和检修，防止了设备故障的发生。

②数据库数据查询功能，可供进行的数据库查询主要有如下9种：松合闸静态实时数据查询，松合闸静态历史数据追溯查询，松合闸数据越上限与越下限静态实时数据与历史数据查询，松合闸过程实时动态历程曲线数据查询，紧急制动数据查询，闸盘偏摆数据查询，闸瓦磨损、碟簧疲劳静态实时和历史数据库查询，闸瓦磨损、碟簧疲劳实时动态数据库查询，部件寿命静态实时数据库查询。

可供查询的数据为闸位移行程时间、液压油行程时间、一副相对闸的正压力差、一副相对闸的闸间隙差和贴闸油压、闸盘偏摆最大反向摆幅、闸盘偏摆初始位移、闸的闸瓦磨损、闸的碟簧疲劳等。

可供查询的时间曲线为各闸位移实时动态历程曲线，各闸碟簧压力实时动态历程曲线，各闸正压力实时动态历程曲线，A管与B管油压实时动态历程曲线，总制动力矩实时动态历程曲线，各闸位移、碟簧压力、正压力、油压实时动态历程组合曲线，闸盘偏摆实时历程曲线，闸盘偏摆最大幅逐日变化趋势曲线，闸瓦磨损逐日变化趋势曲线，碟簧疲劳逐日变化趋势曲线，合闸油压空行程时间逐日变化趋势曲线，残压逐日变化趋势曲线等。

5 项目总结及取得的效果

间隙控制系统 第4篇

闭环系统是误差控制随动系统(图1)。数控机床进给系统的误差,是CNC输出的位置指令和机床工作台实际位置的差值。闭环系统运动执行元件不能直接反映运动的位置,因此需要有位置检测装置。该装置测出实际位移量或者实际所处位置,并将测量值反馈给CNC装置,与指令进行比较,求得误差,以此构成闭环位置控制[1]。

闭环伺服系统是反馈控制(图2),反馈测量装置精度很高,所以系统传动链的误差、环内各元件的误差以及运动中造成的误差都可以得到补偿,从而大大提高了跟随精度和定位精度。

前闭环控制系统的分辨率多数为1μm,定位精度可达0.01~±0.005μm,高精度系统分辨率可达0.1μm,系统精度只取决于测量装置的制造精度和安装精度。

闭环伺服系统具有优良的静态与动态负载特性,即伺服系统在不同的负载情况下或切削条件下发生变化时,应使进给速度保持恒定。刚性良好的系统,速度受负载力矩变化的影响很小。通常要求承受额定力矩变化时,静态速降应小于5%,动态速降应小于10%。为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度,对位置伺服系统除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快。这就对伺服系统的动态性能提出两方面的要求:一方面在伺服系统处于频繁地启动、制动、加速、减速等动态过程中,为了提高生产率和保证加工质量,则要求加、减速度足够大,以缩短过渡过程时间。一般电机速度由0到最大,或从最大减少到0,时间应控制在200ms以下,甚至少于几十毫秒,且速度变化时不应有超调;另一方面是当负载突变时,过渡过程前沿要陡,恢复时间要短,且无震荡,这样才能得到光滑的加工表面。基于闭环控制系统的性能,高速高精度进给系统选择闭环控制系统以实现高精密定位[2]。

2 伺服进给控制系统仿真模型的建立

机床运动系统是一个复杂的动力学系统,存在着许多影响系统稳定性、动态特性和定位精度的因素。在进给系统的传动过程中,各部件之间存在的间隙、摩擦、弹性变形都会对进给系统造成不良影响。因此,研究间隙、摩擦和刚度等非线性因素对进给伺服系统动态特性的影响,采取有效的方法来减少、抑制或消除这些不利因素,越来越成为近年来许多科学工作者关注的焦点之一[3,4]。

为了更好的分析影响进给系统定位精度的主要因素,采用了Simulink软件进行建模,可以得到进给系统的仿真模型(图3)。在仿真模型中加入了偏移模块Backlash、摩擦模块friction。仿真过程中改变相应的参数,可得到输出速度与位移曲线。

表1给出了系统仿真模型基本参数,模型中的主要参数定义如下:

J——驱动链的转动惯量;B——总阻尼系数B=B1+B2;

TF——电机部分的非线性摩擦力(矩);

VE——反向电动势;Ke——反向电动势系数;

Km——电机转矩常数;TR——旋转部件等效转矩;

Tm——电磁转矩;

FD——伺服驱动产生的驱动力,TD——伺服驱动产生的驱动力矩;K1——力与转矩的转换系数TD=K1FD;

Kbs——丝杠导程;K——系统刚度;

Fx——切削抗力;Fc——工作台与导轨的摩擦力;

FF——传动件摩擦力的合力(滚珠丝杠螺母副非线性摩擦力与工作台和导轨间的非线性摩擦力);

TF——传动件摩擦力的合力矩;

K2——从旋转运动到直线运动的转换常数;

M——工作台的质量;f——指令速度。

3 反向间隙对进给系统定位精度影响的仿真分析

由于间隙广泛存在于伺服进给系统的各种机械传动装置中,如十字滑块联轴节间隙、轴承和轴承座的间隙、丝杆和螺母间的游隙等,虽然可通过部件预加载荷等方法来减小或消除间隙,但在许多情况下,由于机械传动装置工作条件的限制,仍不能完全消除间隙。伺服进给系统若沿某一坐标轴方向存在间隙,则当沿该坐标轴的运动改变方向时,间隙非线性特性就将起作用。间隙可使输出产生滞后。为了分析反向间隙对进给系统的影响,本文分别作了间隙对电机转速、进给速度、工作台位移的影响的仿真分析[5]。仿真具体参数如表2。[1]

1)反向间隙对电机转速的4影响。如图4为间隙对an电d机M转(aan)速uf影act响。图中(a)为指令进给速度为4 000mm/min且取不同间隙时电机在2s内的从转(b)速为(a)零上升到转速为40(rad/s)时的转[4速]曲线;(b)为(a)图从1s~1.3s的电机响应图。在曲线中我们可以看出当.间隙从0~0.005mm变化时电机速度曲线有明显的滞后,并且随着间隙的增大滞后量也明显增加。[5]

2)反向间隙对进给速度的影响。图5为仿真间隙取0与0.005mm,指令速度为f=50时的速度变化曲线,从图中明显观察到当间隙从0增大到0.005mm时,进给速度响应发生了明显的滞后,而且速度曲线也发生了变化。

3)反向间隙对工作台位移的影响。为当指令速度为=50,间隙取值从0~0.005mm变化时可以从图6看出,系统取不同间隙值时工作台的输出位移情况。在曲线中我们也可看出当间隙从0~0.005m变化时工作台位移曲线的滞后也越来越明显。

仿真表明:反向间隙使电机转速和进给速度产生滞后,对进给速度有较大影响但对电机转速影响不大,而且随着间隙的增大工作台输出位移的位置误差也随之增大[6]。

因此,间隙的存在将影响对机构运动的控制精度,必须采取措施消除反向间隙,尤其是对于高速高精度机床的进给机构。

摘要：本文通过建立高速加工伺服进给系统数学模型,根据系统模型对加工中可能存在的反向间隙进行了仿真分析。分析发现反向间隙可使电机转速和进给速度滞后,且随着间隙的增大,工作台输出位移的位置误差随之增大,并指出反向间隙是高精度加工中亟待解决的问题。

关键词：伺服控制,进给系统,反向间隙

参考文献

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[2]苏义鑫,周祖德,陈幼平,等.位置跟踪系统的预测控制研究.中国机械工程,2001(12):1356-1358.

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[4]王宏涛,赵转萍,赵雪冬,王军.滚珠丝杠螺距误差补偿法提高数控机床定位精度的研究.航空精密制造技术,2001,37(5):2-4.

[5]胡赤兵,吴建民.滚珠丝杠副支承方式的力学模型及对加工精度的影响.机床与液压,2004(12):93-95.

财政间隙资金贷款申请报告 第5篇

县政府、县财政局：

安徽省华洋橡胶有限公司成立于2007年11月，注册资金220万元，以生产电动车、摩托车、自行车等高质量丁基胶内胎为主。

在县委政府和财政等有关部门的大力支持下，我公司得到了长足发展，总资产3218万元，产品质量逐步提高，销量也稳步增长。预计今年销售将达到3000万元，利润250万元。

随着全球经济转暖，我公司订单日趋增多。为确保按时完成客户订单，提升公司的信誉度，公司近期又耗资180万元上了一条年产600万条内胎生产线。基于目前该生产线已初步建成，即将进入正常生产，由于生产量的扩大，流动资金本来就不足，现在更加紧张。恳请县政府、县财政局领导给予解决财政间隙资金贷款150万元（期限一年），尽快扩大生产，缓解客户需求，增加公司效益，实现公司又好又快的发展。

安徽省华洋橡胶有限公司

乳牙脱落，再植？间隙保持器？ 第6篇

贴身医生：郑树国北京大学口腔医院儿童口腔科主任医师、英国爱丁堡皇家外科学院儿童牙科学院士

专长：婴幼儿早期龋的综合防治、儿童牙外伤的序列治疗、咬合诱导、疑难儿童口腔疾病的诊断和治疗、母婴保健与牙齿发育

门诊时间：每周二、五上午

收件人 health@bphg.com.cn

发件人 文千

问题 宝宝乳牙磕掉了5 颗，会不会影响恒牙的发育？

我家宝宝现在2 周岁。在他1 岁4 个月时，因玩耍被绊倒，5 颗牙齿连根磕掉了。我们抱着孩子，带着磕掉的牙齿赶往最近的一家医院，但是这家医院没有做过给宝宝再植乳牙的手术先例，不敢做。我们又去了口腔医院，但值班大夫说牙齿已掉下几个小时，不能再植入了。

第二天一早，我们又去了一家医院看专家门诊，医生说已经无法为孩子植入牙齿，但是牙齿掉后，骨骼没有受到影响，应该不会影响今后恒牙的发育。由于掉的牙齿都在面部左侧，今后孩子只能用一侧牙齿咀嚼，面部肌肉会受影响。他建议我们等孩子乳牙全部长齐后给孩子配假牙，避免两侧肌肉发育不平衡。

从那以后，孩子吃饭明显比别的孩子慢，咀嚼的时间长，而且与掉牙位置相对的牙齿长得长了些。看到《父母必读》的《贴身医生》有专家帮助解答，我满怀期待地写下这封信，请贴身医生告诉我们：乳牙受伤会不会影响今后恒牙长出？我们需要为孩子做些什么？

关于牙齿再植

牙齿再植：半个小时之内成功率高。牙齿受到外伤后，如果完全磕掉（全脱位），一般再植时间在伤后半个小时之内预后效果比较好。从外伤开始到进行再植，随着间隔时间的延长，效果会越来越差，成功率会越来越低。

乳牙：不主张再植。再植主要针对恒牙进行，对乳牙不主张再植，因为乳牙再植的效果往往不好。当然，如果乳牙脱落发生在半个小时之内，可以考虑再植。

乳牙受伤，影响恒牙发育和脸部对称

孩子的乳牙外伤好发于3 岁之前，而孩子发生乳牙外伤，对下面继承恒牙的影响主要来自两个方面，一方面是当时外伤力量的传导对乳牙下面继承恒牙牙胚的影响；另一方面是外伤乳牙继发的病变对下面继承恒牙牙胚的影响，导致继承恒牙的萌出和发育异常。如果在该牙开始萌出的时候通过及时、有效的治疗是可以恢复正常的。错过治疗时机，往往会失去这颗牙齿。

另外，孩子一侧的牙齿因外伤缺失， 势必会影响他的咀嚼功能，导致偏侧咀嚼（只用一侧牙齿咀嚼）和对颌牙齿的过长。长时间偏侧咀嚼还会导致脸部发育不对称。

给家长的治疗建议

孩子现在刚2 岁，可暂时不做特殊处理。

孩子的乳牙列发育完成年龄在3 岁左右，这时孩子已比较能配合治疗，建议在孩子3 岁半左右进行缺失乳牙的间隙保持器制作。佩带间隙保持器一方面可以刺激缺失处牙槽骨的发育，另一方面可以恢复孩子正常的咀嚼功能，改掉偏侧咀嚼的习惯，有利于正常进食和面部对称的发育。间隙保持器的制作还能够抑制缺失乳牙对颌牙的过长。

有的乳牙外伤当时很难发现，因此要带孩子定期复查。家长一定要记住，在外伤乳牙下继承恒牙开始萌出的时间是治疗发育异常的最佳时机，千万不要错过这一时间。

名词解释

再植：将因外伤而脱落的牙齿种回去。

具有传动间隙的数字随动系统研究 第7篇

通过对现有文献的分析，我们发现现有的控制策略只是理论上消除了齿隙非线性对系统稳定性的影响，在实践操作中控制效果并不理想。因此，我们以实验室现有SKJ-PCI型数字随动系统为基础，在对现有控制策略进行改进的同时，把研究的重点放在实践研究方面。

1 间隙型非线性系统的基于模型的补偿控制策略

在随动系统中将传动装置、执行机构和被控对象合成为线性模型，而齿隙被单独作为非线性环节。根据齿隙环节位于系统位置的不同，可以将含有齿隙环节的非线性系统分为输入齿隙非线性(齿隙位于线性部分前)和输出齿隙非线性(齿隙环节位于线性部分后)。现有系统为输出齿隙非线性系统，通常齿隙非线性环节用滞环环节来代替进行系统特性分析。

理想的齿轮传动装置，其输入与输出之间的关系应当是线性的。由于加工、装配和使用中的各种误差的存在，齿轮啮合中非工作齿面之间留有一定的侧面间隙，以储存润滑油，并补偿由于温度和弹性变形引起的尺寸变化，避免齿轮卡死，齿隙的存在对于可逆运转的传动装置造成了回差。这样，传动装置的输出轴与输入轴之间已不是单值的线性关系，而是具有滞环形的非单值的非线性。图1所示：

齿隙非线性环节：根据齿隙输入、输出关系，从其机理上对齿隙建立合理的数学模型，为分析问题提供方便。齿隙非线性具有分支性、开关性和累积性，可以建立数学表达式如下：

经分析得知，齿隙特性的描述函数与输入频率无关，仅依赖于输入振幅，但齿隙非线性具有明显的滞后效应。它将给系统带来附加的相角落后，从而使系统的相角稳定裕量降低，动态品质变坏，振荡加剧，甚至出现不稳定，产生间隙自振荡。拟采用改进型自适应PID补偿控制策略完成对系统稳定性要求。

2 间隙型非线性系统的模糊控制策略

传统的PID调节器由于结构简捷、调整方便、稳定、可靠的优点，因而在过程控制中广泛应用，但是常规PID控制要求有比较精确的对象系统模型，使得在某些高精度设备和模型参数不是很确定的情况下，控制效果比较差，在本系统中，由于齿隙非线性环节和负载随机干扰的存在，使得系统的静态、动态性能，达不到预期的指标。

模糊控制是基于“专家知识”、采用语言规则表示的一种人工智能控制策略。模糊控制技术作为智能控制的重要分支之一，最大特点是针对各类具有非线性、强耦合、不确定性、时变的多变量复杂系统，在各个控制领域中得到广泛应用，并取得良好的控制效果。

在伺服系统中，要求位置调节器具有强的鲁棒性，对模糊控制器结构的选择很关键。考虑到伺服系统位置偏差较大时，控制要求快速跟踪，而在偏差较小时，则要求精度跟踪。然而这两个要求发生在不同时域，而且又具有矛盾性。如果按快速跟踪要求来设计位置模糊控制器，往往在准确定位时就容易产生超调或振荡，控制结果不能十分理想，反之亦然。为此，针对不同时域的控制要求，按不同的规则生成模糊控制查询表，以满足偏差大时的快速性和偏差小时的准确性要求。

3 设计基于DSP的数字随动系统硬件系统设计

为了提高系统的柔性和响应速度，采用运算速度较高的DSP作为运动控制板的主芯片。包括：1) DSP及接口电路;2)传感与检测电路;3)驱动放大电路;4)电源及附件等。控制系统结构图如图2所示：

方案二，将图2中的“D/A转换器”用脉宽调速器代替，其余部分不变，结构框图如图3所示。VT1～VT4为四只大功率晶体三极管，工作在开关状态，处于对角线上的一对三极管的基极，因接受同一控制信号而同时导通或截止。由于机械惯性的作用，决定电动机转向和转速的为电压的平均值。通过改变脉冲宽度，即占空比，达到控制电机转速的调节目的。

4 结语

圆盘剪的间隙调整和控制 第8篇

圆盘剪是用于冶金工厂连续或半连续式生产线上的重要设备, 其主要功能是剪切带钢的两边不规则的毛边, 使带钢的外形达到产品的要求。邯钢酸洗镀锌厂推拉式酸洗线是从奥地利AN-DRITZ公司引进的现代化生产线, 其中圆盘剪是酸洗线的重要设备, 采用双头回转式圆盘剪, 圆盘剪和碎边剪共用一个调整机构。由于圆盘剪在剪切过程中经常出现溜槽卡钢现象, 影响了带钢的剪切质量和正常生产, 产品质量也难以保证, 给生产组织带来了很大的困难。本文分析了影响带钢切边质量的原因, 提出了改善带钢切边质量控制措施与对策及优化措施。

2 圆盘剪的组成和工作原理

圆盘剪主要由底座左右卡紧台和左右机架组成, 左右机架分别在左右卡紧台上, 并可在液压马达的驱动下旋转180°, 左右卡紧台靠液压缸由电液比例阀调整分开或合拢, 当圆盘剪开口度调整好后, 卡爪在卡紧油缸作用下卡住底座, 回转架位置确定后, 定位油缸将夹住底座上的滑动横轨, 使其固定不断。两根剪轴平行安装在机架内, 悬臂端装有剪刃和刀盘, 由液压螺母销紧, 两根轴分别通过滚动轴承装在偏心套中, 下轴轴向不能窜动, 上剪轴可通过调整螺母轴向移动, 用来调整上下剪刃的侧间隙, 两个偏心套端部都装有互相咬合的齿轮, 与机架上部蜗轮蜗杆相连, 调整上下剪刃的重叠量, 机架下部装有大齿轮, 机架插在卡紧台主轴上, 大齿轮与卡紧台上下齿轮啮合, 小齿轮由液压马达驱动。圆盘剪安装有带驱动的两个回转式圆盘头, 切边宽度设定、剪刃的重叠量和间隙量根据带宽规格自动设定, 两侧刀头分别由AC-VVVF电机驱动, 用于带钢切边。

圆盘剪构成示意图如图1。

3 影响圆盘剪切边质量的因素

影响圆盘剪剪刃切边质量的因素主要有带钢的板形、圆盘剪前纠偏装置、圆盘剪设定参数基准点的影响、带钢厚度宽度、剪刃的硬度、耐磨性等一系列因素。

3.1 板形的影响

酸洗板产品规格为0.8-6.0mm, 通常生产的规格在1.5-4.0mm之间。热轧带钢常见的板形缺陷有:边浪、中浪、褶皱、镰刀弯、头尾宽度偏差大等, 这些板形缺陷的存在, 致使带钢在运行过程中运动轨迹不规则, 圆盘剪前纠偏能力满足不了, 使带钢跑偏, 造成圆盘剪切边不均, 或是有边丝, 碎边剪剪切不断, 堆钢卡钢现象。

3.2 纠偏的因素

为了保证带钢运行过程中不发生偏离, 圆盘剪前设有纠偏装置, 其目的是通过一个带钢位置测量的框架, 检测带钢的位置, 然后将采集的信号通过比较, 最后将比较的信号反馈给PLC, 释放驱动信号, 由比例阀控制液压缸, 使圆盘剪前的纠偏辊发生偏移, 对带钢位置进行纠正。但纠偏装置有一定的限制, 带钢的位置超出或偏移某一定量, 位置测量信号不再准确, 纠偏辊就会出现功能障碍, 无法对带钢再进行纠偏, 造成生产线停车, 影响生产。

3.3 圆盘剪设定参数基准点的影响

圆盘剪剪刃侧间隙gap调整, 在操作面板上显示侧间隙为+1mm, 另一名操作人员用0.2mm的塞尺进行间隙测量, 并示意操作者慢慢减少剪刃间隙, 直到塞尺被两剪刃略微夹紧为止。如果在操作画面上剪刃侧间隙gap显示在0.17mm-0.23mm之间, 测量者手动转动剪刃一圈, 进行六个位置来检测两剪刃之间的侧间隙。如果在操作画面上剪刃间隙都显示在0.17mm-0.23mm之间, 说明剪刃侧间隙调整完毕。

圆盘剪剪刃搭接量lap调整, 打开两剪刃搭接量在操作面板上显示为-1mm, 一个操作人员在操作画面上逐渐减少剪刃的搭接量, 另一个操作人员用0.2mm的塞尺对搭接量进行测量, 直到塞尺被两剪刃略微夹紧为止。如果在操作画面上剪刃搭接量lap显示在0.1mm-0.3mm之间, 测量者手动转动剪刃一圈, 进行六个位置来检测两剪刃之间的侧间隙。如果在操作画面上剪刃间隙都显示在0.1mm-0.3mm之间, 说明剪刃侧间隙调整完毕。

宽度设定必须保证圆盘剪实际值的中心值与生产线的的中心线一致, 如果设定宽度为1250mm, 通过操作画面检查圆盘剪左右刀头是否为625mm, 如果两边宽度相等, 则说明参数设定准确。如果上述参数设定不在设定范围内, 则可能会产生边部毛刺、边丝剪切不断, 两边剪切质量不一致, 剪刃寿命低, 更换频繁, 生产事故多等因素。

3.4 其他影响圆盘剪剪刃切边质量的因素

由于圆盘剪下剪刃刀头为主传动刀头, 由电机驱动, 上剪刃为从动刀头, 因此, 上剪刃磨损严重, 容易损坏。为了提高剪刃寿命, 上、下剪刃刀头带有压环, 用于吸收、减小带钢边部震动。但压环联续使用, 带钢与剪刃之间摩擦发热, 弹性变形, 容易使压环磨损、老化, 因此应保证压环的及时更换。另外如果剪刃未锁紧, 产生滑动, 甚至造成剪刃崩裂, 会影响带钢切边质量和生产成材率、作业率。

4 控制措施与对策

4.1 加强原料卷的使用管理

由于板形的限制, 应尽量使用平整卷, 同时做到优化矫直机的压下量参数, 降低浪板、褶皱板性、镰刀形的带钢的影响, 如果板形较差, 降低带钢生产的工艺速度, 调整圆盘剪的间隙量和重叠量。

4.2 加强纠偏装置的维护和控制

(1) 由于纠偏辊一直处于工作状态, 辊面磨损严重, 应及时更换纠偏辊, 防止辊面老化, 导致辊面磨损不均, 辊身不圆, 两端直径不均, 无法很好起纠偏作用。

(2) 加强纠偏装置的压下缸的检查和校对, 保证在工作状态下, 两端的行程一致, 带钢运行时表面受力均匀。

(3) 保证纠偏装置上下辊的轴线平行。

(4) 防止带钢位置测量框架移位, 致使中心点偏移。

4.3 加强基准点的校核核调整

使用0.2mm的塞尺进行侧间隙测量, 如果在操作画面上剪刃间隙显示小于0.17mm或大于0.23mm, 则可能由以下原因引起:刀头轴承间隙太小, 引起刀头温度变化;由于剪刃或轴上有污渍而使安装不正确;剪刃没有正确夹紧等;另有刀刃发热, 剪刃磨损, 可以对操作画面上剪刃的侧间隙参数进行微调。上述原因解决后, 重新进行间隙基准点的校核。

使用0.2mm的塞尺进行重叠量测量, 如果在操作画面上剪刃间隙显示小于0.1mm或大于0.3mm, 则可能由以下原因引起:刀头轴承间隙太小, 引起刀头温度变化;由于剪刃已被带钢磨损;剪刃轴已变形;剪刃没有正确夹紧等。上述原因解决后, 重新进行间隙基准点的校核。如果在生产过程中, 剪切后, 带钢实际宽度与设定值不一致, 或两边剪切量不等, 偏差较大, 应检查圆盘剪左右刀头间距是否沿中心线左右对称, 如果两边值一致而切边量不一致, 可对一边的设定值进行修正, 以保证切边量相等。但可以根据现场原料的实际情况, 在不影响生产情况下, 调节单边切边量, 一般单边切边量在5-10mm为宜, 切边太小不易碎边, 造成边丝或切边切不下来, 增加生产事故。切边过大, 影响成材率和生产效率。

4.4 加强剪刃的检查, 并及时更换损坏的剪刃

由于圆盘剪上剪刃为从动刀头, 因此, 上剪刃磨损严重, 剪刃材质为高合金钢, 硬度高, 脆性大, 上下剪刃压环不能完全吸收由于板形的不良造成的振动, 易出现崩口, 因此在剪刃磨损一定程度时应及时更换。在剪刃更换时, 液压锁紧螺母的紧固, 用力不能过大, 防止液压螺母内膨胀环弹出, 不能恢复, 引起液压螺母的失效。紧固螺母时应用量均匀, 防止液压螺母局部变形, 造成液压螺母对剪刃的作用力不均, 引起切边不匀, 损坏剪刃。

5 结束语

1) 剪切时, 通过对不同的板形采取不同的间隙以及重叠量的调整, 来减轻不良板形对剪切时的影响。

2) 通过加强纠偏装置的维护和控制, 使其减少纠偏对带钢剪切的影响。

3) 加强基准点的校核核调整, 优化圆盘剪设定参数, 延长剪刃寿命, 提高切边质量。

4) 加强剪刃的检查, 并及时更换磨损的剪刃和压环, 降低损失, 提高生产率。

邯钢推拉式酸洗线圆盘剪投入运行后, 通过长期的摸索和经验总结, 圆盘剪的切边质量得到很大的提高, 切边合格率、产品质量都提高一个层次, 减少边丝、毛刺和堆钢卡钢, , 提高了成材率和作业率, 并减少圆盘剪剪刃的损伤, 降低了成本。

摘要：对影响圆盘剪切边质量的因素进行分析, 提出了圆盘剪维护和间隙控制的有效措施。实施后, 圆盘剪的作业率、成材率和切边质量有了较大的提高。

关键词：圆盘剪,间隙,重叠量,调整

参考文献

[1]安德里兹 (ANDRITZ) 公司编制圆盘剪操作和维护手册, 2001

K型井架立柱端面间隙的控制 第9篇

我公司是生产石油钻采设备的专业厂家, 钻机是我公司的主导产品, 井架则是钻机承载部件之一, 它的整体质量水平决定着钻机使用的可靠性、稳定性, 操作的安全性, 也承担着一定的风险系数, 其质量的重要性不言而喻。

近年来, 在K型井架拼装、组装过程中, 由于诸多原因, 屡屡发生立柱之间的端面接触间隙超差现象, 不符合Q/BS4503—1999标准中第14章第6节的标准要求, 即:“组合单片的单、双耳板时, 必须采取措施将立柱端面紧密贴合, 贴合面不小于实际结合面的75%, 局部间隙不得大于0.5 mm, 立柱端面应完全对上”的要求。端面间隙超差不仅制约了生产进度, 而且严重影响着井架的使用性能和稳定性, 也给油田用户留下一定的质量隐患。

1 端面接触间隙超差原因分析

1) 单、双耳板的配合精度的影响, 如70D钻机JJ450/45-K5井架, 单、双耳板孔上偏差+0.46, 销轴下偏差-0.19, 两者配合间隙经测算为0.46×2+0.19=1.11 mm, 因此拼接时销孔和销轴不同心产生间隙的井架拼接时, 2节架体单片未使用工装夹具, 用天车吊起2个单片悬空拼装立柱单、双耳板, 先拼接内侧单、双耳板, 再拼接外侧单、双耳板, 造成悬空时紧密接触, 放平后间隙产生, 见图1。

2) 电焊工为了抢速度、赶任务, 往往采用大电流焊接, 引起热影响区扩大, 纵向收缩量增加, 造成端面收缩 (翼板) , 形成翼板全部及部分腹板的锥形缝隙 (对于井架端头焊缝较多的套装井架变形更大) , 见图2。

例如:2015年4月23日, 铆工二班卧装JJ170/41-K1井架, 发现间隙2处, 即:中下段中段, 中段与中上段间隙约0.5~1mm, 其中该井架立柱为I270×124×10.5×10.5/Q345A。下段为I320×130×9.5/Q345 A。各段连接单耳板焊缝焊高为12mm, 双耳板为10 mm, 单耳板的长度为190 mm。构件截面积F=60+72=132 cm2, 依据焊缝纵向收缩量计算式:

式中:K1、K2为系数, 低碳钢采用手工焊时, K1=0.048~0.057, K2=1.15~1.4;FH为焊缝截面积, FH= (122+102) /2=122mm2;F为构件截面积;L为构件长度。计算得:

由此可见, 工件的收缩变形引起接头形成锥形间隙。

3) 电焊工施焊过程中飞溅、焊渣清理不干净, 粘在端面上;铣端面时飞边、毛刺未洗净;铆工在组装前调磨不彻底, 部分飞溅、焊渣、毛刺遗留在铣头端面上, 造成部分间隙。

4) 井架自重下沉, 造成前立柱端面间隙。在井架组装时, 只有左右下段支脚用工装、销子连接, 上段用等高铁支起, 检测时, 用粉线校准支脚工装孔的同轴度, 用水平仪测平4个点平面, 几十米长的架体在自然状态下悬空组装, 这样造成后立柱紧密贴合, 前立柱间隙产生, 见图3。

5) 焊缝密集分布在距离铣头端面20~30 mm区域, 焊接时产生严重收缩, 形成凹心端面, 如在我公司春晓套装井架制造时, 由于每个接头有5件耳板, 4件筋板, 焊接变形后, 在组装过程中接头间隙在1.2~3.4 mm, 而且每个接头普遍存在。

2 强化过程控制, 采取预防措施

1) 用水平仪测平拼装等高垫铁平面度在1 mm之内, 整体平移2节单片拼装, 使接口紧密接触, 用工装和千斤顶, 同时加紧2节单片, 从而在源头上消除间隙。

2) 严格按照焊接工艺规范, 现场监督检查焊条直径、牌号、厂家及种类, 施焊电流的大小。

3) 加强焊接和铣削工序的质量检查, 对焊缝两侧20mm范围内飞溅、药皮焊渣清除干净, 将端面的毛刺、飞边清除干净, 组装前复检, 确认端面无异物后才能组装。

4) 在架体拼装时, 对发现的接头超出标准要求的间隙, 进行堆焊、划线、铣头、拼装, 为井架卧装质量检测奠定基础, 见图4。

3 实验

在生产南堡海油JJ315/45-Z井架时按以上要求进行控制。

1) 架体单片在铣头时, 监督检查, 要求铣工将端面的毛刺、飞边用扁铲清理干净。

2) 拼装前, 用水平仪对放在蚂蚁台上的等高垫铁平面进行测平, 平面度在1 mm之内, 2节井架在等高垫铁上平行整体移动, 贴合紧密后, 用工装夹具借用千斤顶夹紧, 拼装单、双耳板, 见图5。

3) 在拼装第一个端头时, 发现在左下段与左中下段前立柱腹板120 mm范围存在1.1~2 mm的间隙, 要求停止拼装, 堆焊铣头端面4 mm, 重新划线打样冲铣掉2 mm, 消除拼装时的间隙。

4) 在拼装焊接时, 严格按照焊接工艺规范, 采用J507, ф4 mm焊条和二氧化碳气体保护焊, 电流在180~240 A之间, 并及时清除了端面的飞溅、药皮、焊渣。

5) 在大组装之前, 对铣头端面进行复检, 对组装中磕碰的端面进行调变、修磨;对焊接遗留的飞溅、焊渣、飞边、毛刺进行了清理, 对工装支座及上段垫块进行测平, 平面度要求2 mm以内。

6) 架体组装结束, 在2015年2月7日进行整体测量时, 对铣头端面接头间隙用塞尺检查发现, 除左中上段与左上段立柱内侧翼板100%未接触, 间隙0.5~1.12 mm。其余全部紧密贴合。结合耳板孔及销轴的配合精度来测算, 其孔上偏差+0.44, 销轴为自由公差, 按其配合精度和架体自重下沉考虑, 其间隙应在要求范围内, 但是抱着对用户负责的态度和海油产品的超精品要求, 我们对端面进行了补焊, 并重新铣头拼装清除了间隙。

7) 实验取得了良好的效果, 井架接头间隙的过程控制达到了预期的目的, 海油南堡井架在北井场立装时未发现超标间隙。

4 控制效果评价

经过工序过程的严格控制, 不仅达到了预期的目的, 而且收到了良好的效果:1) K型井架车间大组装时接触间隙通过质量标准检验的能力增强, 一次交验合格率达到98%以上;提高了井架的组装效率, 比以往井架组装时间缩短了1倍以上。2) 组装后剥掉了单、双耳板, 重新拼接, 堆焊、铣头的概率明显减少, 降低了生产成本, 达到了预防成本加大、返修成本降低的质量管理的真正目的。

5 结语

间隙控制系统 第10篇

电火花毛化加工是使冷轧用轧辊表面形成一均匀、无方向性的具有一定粗糙度的表面。在冷轧过程中,把毛化轧辊的表面形貌复制到冷轧钢板表面上。具有毛化表面的钢板能显著提高钢板的深冲性和涂装性,因此目前汽车和家电工业等使用的高档板材几乎都是毛化钢板。目前国内冷轧厂基本都使用国外进口的电火花毛化设备,尽快探索研究实用有效的轧辊表面毛化技术已成为目前我国高品质冷轧设备自主生产的必然。本文通过分析电火花毛化过程中的物理化学过程阐述了电火花毛化加工中的电流和间隙控制系统。

2 电火花毛化技术原理

轧辊由磨床进行探伤及磨削之后,电火花毛化加工过程中只对轧辊表面进行加工处理,不允许改变轧辊的原有直径和辊形。毛化时,放电电极和轧辊当前被毛化的部分浸泡在电介质液中,并且要使他们之间的距离足够小。以轧辊的电势为参考零点,根据对轧辊表面形貌的要求,电极上可以接正极性直流脉冲电压也可以接负极性直流脉冲电压。电介质液在一定的电压和极间间隙下呈现电绝缘性能,当两极电压超过一定值后,电介质液被击穿电离,呈电导性,一般称这个电压为点火电压。于是在电极与轧辊之间施加一个脉冲电势差,电介质液瞬时导电,电极与轧辊之间产生一个电火花,每个电火花在轧辊表面形成一个凹坑。脉冲电流连续通断,电极相对轧辊表面位置连续移动,最终轧辊表面逐渐被毛化。

电火花产生在一个非常短的周期内,该周期由通电时间和断电时间两部分组成,一般情况下通电和断电时间可在5uS到1mS内设定,图1为毛化过程中电极与轧辊之间电压和电流的时序图,图中td为临界电压通电延时时间,此时间段内电介质液被逐渐电离,下面详细论述电火花的产生过程。

在电极上施加点火电压,电极与轧辊之间的电压上升,电极和轧辊之间部分的电介质液逐渐电离,在电极与轧辊之间逐渐形成导电桥,此时电介质液呈现绝缘状态。(2)经过一段延时时间(td)后电介质液完全电离,电介质液绝缘被破坏而呈现电导性,电极与轧辊之间的导电桥形成,电极与轧辊之间的电压下降,电介质液中导电离子体开始运动,电极电源有电流流出,电火花产生。(3)电火花逐渐变大,轧辊以及电极表面的金属随之熔化蒸发,形成一个高温高压的蒸汽气泡后迅速破裂,轧辊表面开始产生凹坑。(4)在通电时间末端,电火花放出的热量最大,通电时间结束后毛化电源关断后,电压和电流迅速下降,电介质液电离状态被破坏,不再有热量产生,蒸发的轧辊以及电极表面的金属随着气泡排出,同时熔化的金属在凹坑附近重新凝固。(5)在断电时间内电压保持为零,蒸汽气泡破裂,熔化后残留的金属小颗粒等杂物被不断循环流动的电介质冲走并过滤。电介质液绝缘状态稳定后,继续开始下一个电火花周期。如果在电介质还未完全恢复绝缘状态时就开启下一个打毛脉冲电压,将在电极的同一地点出现一个不理想的连续放电。这个状况被称作电弧放电。断电时间一定要足够长以避免这个现象。

3 电火花毛化加工的电流控制系统原理

从上面介绍的电火花毛化的物理化学过程可知,要连续稳定的毛化轧辊必须对毛化电流,以及电极与轧辊之间的间隙进行精确控制,从而避免电弧放电和短路等危险状态。电流越大、电流脉冲通电时间越长,电火花产生的热量越大,轧辊表面金属熔化蒸发的速度也就越快,产生的凹坑也越深、越大,轧辊的粗糙度也就越大。因此为了毛化多种粗糙度规格的轧辊,毛化电流大小,电流脉冲时间必须可调。

图2中200V电源作为电极与轧辊之间的电介质液的击穿的点火电压,迅速击穿电介质液,当电介质液击穿后断开200V电源,而使用80V毛化电源,由电火花的毛化物理化学过程可知,这样设计既能减少电介质液击穿时间,提高脉冲电流工作效率,又可以保证电火花工作状态稳定。通过电流选择信号控制继电器的开关状态,选择不同的电阻并联回路组合,这样就可以根据需要选择毛化电流的大小。通过脉冲电压信号控制功率场效应管的开关状态,这样就可以通过改变脉冲电压信号的周期和占空比来调整脉冲电流的通断时间。在电火花毛化床实际设计制造过程中,可以把该系统集成在一个电流选择模块中,脉冲电压信号由单独的矩形波信号发生器发出。毛化电流大小、脉冲信号周期和占空比等参数在计算机操作台上进行设定,用通信的方式传递给电流选择模块和脉冲信号模块。通过模块上的微控制器控制不同的毛化电流及脉冲电压信号。各种电流选择和脉冲信号参数的组合均可以存储在计算机内以实现毛化程序的操作简便性和可重复性。

4 电火花毛化加工的间隙控制系统原理

电火花毛化加工过程是一个严格的加工间隙维持过程。间隙越大,电介质液越不容易被击穿,电源空载率越高,电源效率越低,轧辊粗糙度值越小;加工间隙过小时,冷却液不易进入,排屑条件差,易发生短路和电弧放电,不能正常毛化轧辊。因此为了得到稳定的轧辊表面粗糙度,在电火花毛化过程中必须严格控制电极与轧辊之间的间隙大小,使其稳定在设定值,保证毛化精度。由于直接测量电极与轧辊的间隙非常困难,必须寻求可以方便测量的电信号来表示间隙距离。一般将电火花放电状态分成五种[1],即:开路、正常火花放电、过渡电弧放电、稳定电弧放电和短路,下面分析对应这五种状态下的特征:(a)开路:间隙过大时,脉冲电源电压不能击穿间隙形成放电脉冲,间隙电压值为脉冲电源电压值,间隙中没有放电电流,波形中没有高频分量;对轧辊不造成影响,属于无效放电脉冲。(b)正常火花放电:间隙值合适时,脉冲电源电压击穿间隙形成正常火花放电脉冲,间隙放电维持电压主要由毛化电极、轧辊材料及工作液介质介电特性决定,放电击穿过程具有明显的延迟特性,波形存在振荡高频分量;电火花放电加工主要依靠它完成,属于有效放电脉冲。(c)过渡电弧放电:间隙值偏小或蚀除产物过分集中时,形成过渡电弧放电脉冲,间隙放电维持电压与稳定电弧放电脉冲的值差不多,放电击穿延迟时有时无,脉冲波形存在较弱的振荡高频分量,为火花放电脉冲与稳定电弧脉冲的过渡状态。当间隙改善时能自行恢复为火花放电脉冲,而当间隙恶化时就转化为稳定电弧放电脉冲。过渡电弧放电脉冲对工件具有较弱的去除能力,不产生烧伤性损害,既可归属为有效放电脉冲,也可归为无效放电脉冲。(d)稳定电弧放电:间隙值过小时,产生稳定电弧放电脉冲,间隙放电维持电压比正常火花脉冲放电时的值稍低,无放电击穿延迟时,脉冲波形基本不存在振荡高频分量;它会造成烧伤性损害,属于有害放电脉冲。(e)短路:电极与轧辊短路时,间隙维持电压为零,电流最大;短路脉冲没有材料去除能力,属于无效放电脉冲。

通过分析上述五种放电状态的电参数特征,包括间隙电压高低、间隙电流大小,是否有延迟击穿现象、是否有高频分量、间隙电导大小以及检测放电时的声频信号等,可以区分这五种放电状态,由此发展了许多检测、判断放电状态的方法。其中通过间隙电压检测电火花放电状态是在实际中应用最广泛和最成熟的一种方法。传统的间隙电压检测方法[2]是对整个脉冲电压周期或者是脉冲电压周期的整个通电时间内测量电压的平均值,这种情况下电火花各放电状态的平均电压差别不是很大,容易造成误判断;并且在电火花正常放电状态下最大和最小平均值差也较小,伺服进给的分辨率也较低。采用间隙电压检测方法结合门槛电压检测,只检测最直接反映放电间隙部分的平均电压,即td时间段内的平均电压,这样能显著区分出各种电火花放电状态并大大提高伺服系统的分辨率。如图4所示,由于打火阶段(td)电流近似为0,电火花放电阶段电流会产生突变,所以从施加脉冲电源时刻到电流突变时刻的时间段即为td。可以通过检测电流大小并利用脉冲电源同步共同确定采样开关的打开和关闭,只对td期间进行积分。

当电压小于V1时,必然为(d)稳定电弧放电或(e)短路状态,这时应驱动伺服电机使电极远离轧辊;当电压大于V1时,可以通过u2确定电火花的放电状态。由图3可知,(a)、(b)、(c)三种情况下,在td时间段内的电压平均值相差很大,可以预先确定出最大平均电压(对应开路状态)和最小平均电压(对应过渡电弧放电状态)。通过由图4中的积分电路计算出u2=,便可确定当前电火花的放电状态。若当前处于开路状态则驱动伺服电机,使电极贴近轧辊;若当前处于过渡电弧放电状态,则驱动伺服电机使电极远离轧辊;若u 2处于最大和最小平均电压之间,则为电火花正常放电状态。

在实际应用过程中,为了提高打毛效率,一般采用多根电极同时打毛。由于电极数量非常多(例如可配置36根或72根电极),通常情况下并不是一个伺服电机控制一根电极,而是一个伺服电机控制一组电极。如图5所示,以18根一组的电极为例。首先由间隙检测单元检测电极与轧辊之间的间隙大小,伺服电机根据全部电火花放电间隙的平均值大小调节电机的进给和速度,使电极准确迅速达到指定位置,保证电极与轧辊的间隙大小稳定。若一组电极中有一个电极处于短路或电弧放电状态,则整组电极全部后退,避免灼伤轧辊。

5 结束语

本文根据电火花放电的特性,介绍了电火花毛化加工中的电流控制和间隙控制方案,尤其是间隙控制方案较目前普遍应用的控制方案能较大提高伺服系统的响应速度和控制稳定性,对电火花毛化机床的生产和维护具有重要的参考价值。

参考文献

[1]霍孟友,张建华,艾兴.电火花放电加工间隙状态检测方法综述[J].电加工与模具,2003(3):17～20

口腔颌面部间隙感染的护理 第11篇

【摘要】 目的：探讨口腔颌面部间隙感染患者的护理措施。方法：对口腔颌面部间隙感染患者50例进行镇痛、抗感染、切开引流、清除病灶、增强机体抵抗力治疗的临床护理方法进行分析。结果：50例患者经积极治疗及精心护理均痊愈出院。脓肿切开引流40例，切口愈合良好。结论：通过临床护理工作使患者疼痛减轻或消失，口腔黏膜受损症状缓解或消失。患者情绪稳定能树立战胜疾病的信心，配合治疗和护理。

【关键词】口腔颌面部；间隙感染；护理

颌面部间隙感染是颜面、颌周及口咽区化脓性炎症的总称。感染累及潜在筋膜间隙内结构，初期表现为蜂窝织炎，故又称为颌面部蜂窝织炎，炎症可局限于一个间隙内，亦可波及相邻的几个间隙，形成弥散性蜂窝织炎或脓肿^[1]。口腔颌面部间隙感染应进行综合治疗，包括全身支持疗法、对症治疗、脓肿形成后即应切开引流。 选取2010年3月～2013年3月收治的口腔颌面部间隙感染患者的临床护理方法分析如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组收治的口腔颌面部间隙感染患者50例，均经颌面部CT证实。其中男30例，女20例，年龄17～72岁，平均38岁，病程7～30 d，平均12d。牙源性感染35例，腺源性感染10例，损伤性感染2例，血源性感染1例。血细胞计数，白细胞均显著升高，12.5～20×109/L，中性粒细胞占74～93%。颌面部间隙感染主要为葡萄球菌、链球菌等引起的化脓性感染，也可由厌氧菌等引起腐败坏死性感染。全部做细菌培养及药敏实验，找到敏感抗生素。

1.2 方法 局部注意保持清洁、制动，避免不良刺激，以防感染扩散。切开排脓、清除病灶。脓肿切开引流术应做到低位引流、美观和不造成脓肿扩散。经积极治疗及精心护理均痊愈出院。脓肿切开引流40例，切口愈合良好。

2 护理

2.1 心理护理

颌面部感染疾病是一种需要长期换药治疗的疾病，其治疗时间长、见效慢，因此对于这类患者，常常存在一些心理方面的问题：感染突然发生，患者没有心理准备，易产生焦虑及烦躁，另外患者对于反复检查和治疗，对疾病治疗缺乏信心；长期的治疗造成患者家庭的经济负担，另外患者对今后的工作、生活问题，产生种种担忧；反复地换药、疗效不明显，患者对治疗缺乏信心，甚至产生轻生的念头等。而心理护理对感染术后患者尤为重要，帮助患者建立战胜疾病的自信心^[2]。因此，心理护理在临床上愈来愈受到重视。向患者解释颌面部间隙感染手术的必要性、手术方式、注意事项以及该疾病治疗的时间。教会患者增强自身抵抗力战胜疾病的方法。鼓励患者树立战胜疾病的信心。鼓励患者家属和朋友给予患者关心和支持。

2.2 基础护理 感染较轻者应适当休息，严重感染的急性期应卧床休息，注意静养，尽量少说话，减少局部活动，避免不良刺激。病人因高热，脱水进食困难及唾液分泌减少均可引起口腔炎或腮腺炎，故应保持口腔清洁，按病情需要每日进行口腔护理2～3次。给予高热量易消化的半流食或全流食，补充必要的营养、水分、电解质和各种维生素，保证电解质的平衡，张口受限者，采取吸管进食。高热者按高热护理，休克者按休克常规护理，如出现呼吸困难，或有窒息症状时，应及早行气管切开，保证呼吸道通畅，再行局部切开引流。严格遵守无菌操作原则，认真执行各项消毒隔离制度，以预防继发感染和交叉感染的发生。

2.3 术前常规准备 监测患者生命体征有无异常。询问患者病史：有无药物或其他过敏史、患者有无全身疾病等。必要时术前进行麻醉药物或抗生素等药物过敏皮试试验。协助完善相关术前检查：拍片、血常规检查、血糖等。对于舌下间隙感染、咽旁间隙感染、下颌下间隙感染、颏下间隙感染、口底多间隙感染患者术前应观察患者呼吸情况，必要时给予持续低流量吸氧，床旁备气管切开包和负压引流装置。局部麻醉手术者，按局部麻醉手术术前准备^[3]。护士协助患者采取正确的治疗体位。检查患者口腔黏膜及口腔情况、有无假牙等，并协助患者用漱口液漱口，消毒术区，并准备麻醉药物。整好灯管保证光源集中在手术视野。

2.4 术后护理

2.4.1 全麻术后护理 了解麻醉和手术方式、术中情况、切口和引流情况，患者神志意识观察，持续低流量吸氧，持续心电监护，床挡保护防坠床，密切监测生命体征。

2.4.2 体位护理 全麻清醒前，去枕平卧位，头偏向一侧，全麻清醒后半坐卧位，术后第1天后可以下床活动。活动能力应当根据患者个体化情况，循序渐进，对于年老或体弱患者应当根据本人情况进行活动。

2.4.3 呼吸道管理及护理 严密观察患者的呼吸情况，及时有效抽吸呼吸道内分泌物，给予持续低流量吸氧，观察患者口底、舌体肿胀程度以及舌体动度，必要时舌体上缝一针，用线将舌头拉出来，以防患者呼吸困难或窒息。

2.4.4 伤口观察及护理 观察伤口有无渗血渗液，及肿胀度等。

2.4.5 管道观察及護理 输液管保持通畅，留置针妥善固定，注意观察穿刺部位皮肤颜色；观察创口引流条或引流管是否松落；每日更换引流条或引流管，观察引流物的颜色、形状和量；引流条或引流管拔出时间：根据伤口分泌物的颜色、形状和量决定。

3 健康宣教

向患者介绍口腔颌面部解剖结构特点及重要性，使其认识口腔颌面部感染的危害性。全麻清醒后6小时后，即可用代金管进流质饮食。介绍颌面部间隙感染脓肿切开术后的注意事项。出院后3个月复查。指导患者进行自我护理，如口腔卫生、进食方式、局部创口的自我保护、预防感染的措施等。感染控制后，嘱患者及时处理病灶牙，对不能保留的患牙应尽早拔除。

参考文献

[1] 邱蔚六，张震康.口腔颌面外科学，第5版.北京：人民卫生出版社，2003，135-146.

[2] 张士灵.462例颌面部间隙感染临床分析，上海口腔医学，2000，9（1）：55.

[3] 向亚会，吕菊红，王瑞萍. 口腔颌面部间隙感染的康复护理[J].现代护理，2003，9（4）：313.

间隙控制系统 第12篇

一、BP神经网络建模

BP神经网络全称为Back-Propagation Network,即反向传播网络。这种网络是利用非线性可微分函数进行权值训练的多层前馈神经网络,它结构简单、可塑性强,所以在函数逼近、模糊识别、信息分类以及数据压缩等领域得到广泛的应用。BP神经网络一般具有三层或三层以上的结构,包括输入层、中间层(隐层)和输出层。前后层之间实现全连接,每层神经元之间无连接。

本文使用一个三层的BP神经网络结构图如图1所示。间隙非线性环节采用了文献[4]中的数学模型,间隙大小取1。并在Matlab中用S函数进行编程实现。选取间隙非线性的输出值作为样本,对应的输入信号的值作为目标样本。输入层有两个信号,一个是间隙非线性的输出信号P,另一个是一个用来判断间隙变化量方向的控制信号T,输出信号为C。隐含层的激励函数取双曲正切函数,输出层的激励函数采用线性函数,组成2-n-1 BP神经网络结构。用Matlab中的神经网络进行训练,训练函数为trainbr,以此来逼近非线性环节,使之能对非线性环节起到抵消的补偿作用。

当隐含层n=10时,组成2-10-1神经网络结构,其函数逼近结果如图2所示:

当中间层取10个神经元时,逼近的效果比较差,模型几乎不能用。经过反复尝试,当选取n=25时,组成2-25-1结构的神经网络模型,再进行神经网络训练得到逼近结果如图3所示。

这个结果相对来说比较理想的,神经网络输出与目标函数基本一致,误差满足要求。下面就用这个补偿模块对机械系统中带有延迟的非线性环节进行补偿仿真,验证是否能起到比较好的补偿效果。

二、仿真研究

这里我们选取比较简单的机械系统即典型的一阶惯性环节含延迟因子作为被控对象,其传递函数为,间隙非线性环节还是用前面编好的S函数,然后进行Matlab仿真,其控制仿真组态图如图4所示,最终的仿真结果如图5所示。

三、结论

本文中通过使用一个三层的BP神经网络对间隙非线性环节进行训练,得到一个BP神经网络的非线性的补偿模块,然后用训练好的补偿模块对机械系统中带有延迟的非线性环节进行模拟仿真。从仿真的结果来看,通过对间隙非线性的补偿,基本上可以减小间隙非线性环节对控制系统的稳定性影响。以后可以在间隙非线性模型和神经网络辨识精度上做进一步的研究。

参考文献

[1]何超,徐立新,张宇河.利用BP神经网络进行伺服系统间隙非线性补偿[J].北京理工大学学报,1999.

[2]赵全军.工业过程中间隙非线性特性的控制研究[D].北京:华北电力大学,2006.