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大功率液力传动产品绿色节能设计与制造关键技术研究及产业化应用
本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。
研究团队
吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。
成果成熟度
批量
吉林大学
2021-05-11
大功率液力传动产品绿色节能设计与制造关键技术研究及产业化应用
项目成果/简介:本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。研究团队吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。成果成熟度批量应用范围:本项目成果通过突破“流动解析实现高精度预测性能”、“性能预测指导叶片设计”、“流动解析完善液力产品匹配建模”、“先进制造保证液力产品与设计一致”、“大功率液力调速装置自动补偿系统智能运维系统”等涉及设计、制造与运维等核心难题的、紧密相连的关键技术，实现了在工程机械、重型商用车、电力和化工等行业成功应节能降耗的目的。“大功率液力调速产品集成设计关键技术及其节能应用”、“工程机械液力变矩器绿色节能设计与制造关键技术及产业化应用”项目先后获得2020年吉林省技术进步一等奖和2019年中国机械工业科技进步二等奖。项目成果完全拥有自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，标志着我国已完全掌握绿色节能液力传动产品设计、制造核心技术，提高了国产液力产品的国际竞争力，突破了传统设计方法的局限性，扭转了国外产品逆向开发的局面，打破了国内液力产品不成体系而难以推广应用的现状，极大地提升了自主品牌大功率液力产品的综合性能和生产效率，有效降低了开发成本，促进了绿色制造与应用产业的节能减排，带动了国内相关产业的发展，为我国培养了大批工程机械液力传动领域专业人才。本项目制造的液力变矩器、液力缓速器、液力偶合器等成果先后在国内首台最大吨位12吨柳工装载机、国内首台重型铁路养护车用的YH350多档变速器、一汽解放J6卡车、电力和化工等“大国重器”大功率调速设备中得到应用。
吉林大学
2021-04-10
一种基于电流信号辨识机床动力学参数的方法
本发明公开了一种快速辨识数控机床动力学参数的方法。随着 机床的使用，导致机床的动力学特性会发生改变，从而影响机床的加 工精度和性能。传统的机床动力学研究主要是通过独立安装的振动传 感器获取振动信号，研究机床的动力学特性，此方法导致了测试成本高。为此，本发明提出了一种利用激励状态下获取的电机电流信号辨 识机床的动力学参数的方法。由于是在全闭环的条件下，电机的电流 信号存在输入与输出的一个动态响应过程;运用最小二乘复指数算法 对预处理后的电流信号进行处理，辨识出进给系统的动力学参数，以 此实现快速辨识数
华中科技大学
2021-04-14
一种顶部触发式无针注射用动力头
本发明公开了一种顶部触发式无针注射用动力头，包括弹性能量源部分，触发装置和保险装置。弹性能量源部分包括动力头本体、顶针、动力弹簧和注射器接口；触发装置包括内筒和按头；保险装置包括弹片、滑块和两个球体。该无针注射用动力头结构简单，采用顶部触发，具有保险装置。动力头本体是一种方形空腔结构，结构简单、紧凑，体积小，工艺性好。保险装置可以自动打开，防止注射器受到外部干扰自动触发；在触发力间接作用下可以自动打开，随后注射，起到安全保护作用。
华中科技大学
2021-04-14
一种高效的动力煤选前气流分级脱粉机
本发明属于煤炭洗选前脱粉分级技术领域，具体涉及一种高效的动力煤选前气流分级脱粉机。本脱粉机包括如下组成部分：使物料在气流冲射下经碰撞后彼此分散的物料分散区；经 360度全环向布风布料机构将分散后的物料分为一次细颗粒物料和一次粗颗粒物料的一次分级区；经风力旋转驱动分级机构将一次细颗粒物料分为二次细颗粒物料和二次粗颗粒物料的二次分级区，二次细颗粒物料和二次粗颗粒物料分别排出二次分级区以完成最终分级。
本发明的物料分级过程包含两次分散和两次分级，在提高了分级效率的同时从根本上解决了筛孔堵塞问题，实现了分级粒度在 0～13mm 间根据需要进行调控，满足了全粒级干法的分级、分选要求和确保了坑口电厂用循环流化床炉发电用煤。
安徽理工大学
2021-04-13
一种仿生多功能超声体模
01. 成果简介 仿生体模从力学、声学等物理性质上模拟人体软组织，能够直观反映出组织的影像学特征，因此可广泛应用于超声设备校准、临床操作训练等。针对超声成像和超声弹性成像，目前已经发展了一些体模制备方法。为了克服现有技术存在的问题，如材料毒性，难以降解，以及仿生制备非均匀体模（如肿瘤体模和皮肤体模等）界面强度不够等问题，本研究经过多年的反复试验，在理论分析和数值仿真指导下进行实际制作千余次，发展出一种无毒、可降解多功能仿生体模制备技术，所制备的体模性能参数包括但不限于： 体模尺寸：体模最小特征尺寸可从数毫米到数十厘米之间变化，覆盖各种人体组织的特征尺寸； 体模熔点：体模熔点可在20摄氏度到90摄氏度之间调控，覆盖肿瘤热消融时的升温目标(典型值约为43—65摄氏度)。 体模杨氏模量：体模的杨氏模量可在3KPa到500kPa之间调控，覆盖人体主要组织(如皮肤、血管、肝脏等)的杨氏模量变化范围。 仿生微结构：体模内部可包含直径3mm～20mm的球体或截面直径3mm～20mm的圆柱体。能够仿生模拟含肿瘤、神经纤维等结构的软组织。 可3D或4D打印：实验表明，本体模材料可作为3D或4D打印的打印墨水，从而打印出具有复杂微结构并可对外界激励作出响应的仿生体模。 肿瘤仿生体模 皮肤体模 02. 应用前景 临床医用软材料耗材，超声设备校准、临床操作训练等。03. 知识产权 相关成果已申请发明专利保护。04. 团队介绍 团队主要研究领域为超声弹性成像、软材料和生物材料力学、接触力学、计算力学等，项目负责人为教授、博士生导师。参与和承担973、国家自然科学基金重点项目和面上项目等科研项目多项。科研成果发表SCI论文120余篇，申请专利20余项。05. 合作方式 商务合作。06. 联系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn y-zheng17@mails.tsinghua.edu.cn
清华大学
2021-04-13
一种乘波体构型无人靶机
本发明公开了一种乘波体构型无人靶机，包括主体机身、水平尾翼、垂直尾翼、发动机进气道、升降舵以及方向舵，其特征在于，主体机身从头部至尾部由乘波前体、中部机身以及后部机身组成；乘波前体为变楔角楔/椭圆锥乘波构型，侧缘具有下反角且侧缘下表面向上拱起，下表面为多级压缩的前体型面，下表面两侧设置有发动机进气道；后部机身的下表面为单膨胀喷管面；主体机身的中后部设置有水平尾翼和垂直尾翼，用来调节靶机机身平衡，尾翼后缘还设置有升降舵和方向舵用来对靶机的俯仰和航向进行操控。本发明的无人靶机升限高、飞行速度快，能满足未来防空武器系统的性能测试要求。
华中科技大学
2021-04-13
电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
提高聚烯烃隔膜的耐热性，增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层（陶瓷等）。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架，阻止隔膜的进一步收缩，即使隔膜局部熔化，表面的耐热层也可以置于正负极片之间，形成一个良好的绝缘壁垒，切断电流，防止短路的进一步发生。生产线经过半年多的连续生产后，完成相关配方固化，合浆、涂布、分切工艺技术开发，形成生产能力，并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试，并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定，专家组鉴定意见如下：“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术，研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料，并完成了产业化技术开发，建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线，鉴定委员会一致认为：“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月，采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测，安全性能达到使用要求。
厦门大学
2021-04-11
空间变厚齿轮传动系统关键技术与应用
针对船舶、机器人、航空、航天等装备制造业对齿轮传动精度、效率、功率密度和环境 适应性及安装空间的特殊要求，结合传动机械学科前沿，开展空间变厚齿轮传动啮合理论、 设计方法和高效精密加工技术研究，取得了如下创新性成果： 1）提出了基于公共节圆锥共辄啮合理论和空间变厚齿传动设计方法，实现了啮合区域 可控，大大提高了空间变厚齿轮传动承载能力和精度；开发了平行轴、相交轴、交错轴空间 变厚齿轮传动线接触控制设计分析软件。（a）基于公共齿条线啮合模型（b）平行轴节圆锥（c）相交轴节圆锥 （d）交错轴节圆锥图1公共节圆锥共辗啮合理论2）提出基于误差与承载变形耦合的变厚齿轮传动啮合性能控制、利用普通齿轮加工机图2空间变厚齿轮传动啮合特性分析 3) 提出了考虑空间变厚齿轮几何运动学、误差和轮齿弹性变形全周期多点啮合时变接 触动力分析、变厚齿轮传动与结构耦合系统动力学分析方法，实现了变工况、变载荷、多误 差耦合的空间变厚齿轮传动系统动态特性预估与振动噪声抑制。 4) 发明了变厚齿平行定轴和少齿差行星动轴精密传动，通过轴向调隙机构，实现零回 差传动；开发了传动精度、效率高的平行轴变厚齿系列精密传动装置，用于伺服驱动、卫星 定位机构中，传递精度达到国外先进水平，替代了进口。 5) 提出了任意夹角空间变厚齿轮传动，开发了系列小夹角船用齿轮传动装置，通过平 面相交和空间交错变厚齿抡传动实现倒车和顺车功能，满足了机舱狭小安装空间需求，减少 船体吃水深度，降低行驶阻力，打破了德国ZF和美国TwinDisc垄断，填补国内空白，产 品性能达到国外先进水平，实现批量出口。 本研究成果打破了西方发达国家对我国空间变厚齿传动领域重要装备及 关键技术的垄断和封锁，满足特定使用工况、特殊空间安装方式及高精度、小 体积、长寿命、高可靠性齿轮传动的需求，促进了科学发展、技术进步和经济增 长，具有很好的市场推广应用前景，有望成为高性能传动产业新的经济增长点。
重庆大学
2021-04-11
新型传动零部件与总成产品研制
基于面齿轮传动技术的某型号直升机传动系统及总成产品，掌握了关键部件面齿轮的理论分析、结构设计、生产加工等方面技术，成功研制了面齿轮加工专用刀具和专用数控机床，解决了面齿轮传动工程化应用的空白，具有国内领先水平。与合作单位开发的面齿轮产品己成功应用于某机型传动中，解决了面齿轮传动工程化应用的空白。 该成果主要针对轻型商用无人直升机传动巿场。未来几年，国内的直升机巿场将呈现持续明显上升趋势，根据中国民航部门预测，未来10年，我国的通用航空业年复合增长率将会达到20%以上，到2020年我国需要各类通用航空飞机约1万架至1.2万架，新建通用航空机场1000个，形成1500亿元以上的巿场容量。按占有直升机巿场的1%计算，项目总产值将超过15亿元，因此具有广阔的发展空间和应用前景。 新型面齿轮直升机传动产品较传统直升机传动结构体积减小10%、噪音降低6分贝、承载能力提高20%、TBO提高56%。 目前己获得包括面齿轮专用加工刀具及专用设备等相关发明专利8项，软件著作权3项。
北京航空航天大学
2021-04-13