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[成果] 1800140034 吉林
TH133.331 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:球铰轴承多维协调加载工况模拟试验系统,主要针对直升机螺旋桨升降转向机构、航空器旋向控制机构专用精密无隙球铰轴承综合性能试验检测而设计,可模拟球铰轴承在实际使用工况环境下的受力方式,测试其疲劳寿命,同时也可以按不同方向对样件施加变化载荷,用来分析球铰轴承在多维度方向承受交变载荷时产生的变化来确定其真实的动态性能,对航空轴承器件新产品研发及质量检测具有重要意义。该发明属于工艺及专用试验检测设备技术领域。 该发明采用多通道协调加载伺服控制系统,位移、力控制可按实际载荷谱进行,并可对试件施加规则波形和任意波形试验,其力、位移状态可任意切换,安全可靠。可以同时实现在线检测磨损量、实时测量试验轴承温度、在线计算摩擦系数,根据轴承的极限寿命指标可以达到自动判断轴承失效。 该设备采用电液伺服闭环控制原理,全部采用静压支撑伺服作动器,具有响应速度快、精度高、高频响低阻尼高速运动,工作平稳可靠。 主机采用高刚度封闭式框架结构,集成、无干涉、可协调加载并可实现精准测量的机电伺服系统机构设计,可承受三个方向交变载荷及侧向力。 球铰轴承在试验对象上上的运动包括绕着垂直轴线进行各方向上的倾斜,并且在倾斜过程中,要承受径向的动载荷,在控制上对各加载油缸实现各个作动器同步协调加载控制将按照运动学控制方程将平台的控制信号进行解耦,然后分别控制进行协调加载。 主要技术指标及参数(样机): 1、径向最大载荷:±45kN;静态载荷精度:±1%; 2、最大动态载荷:在频率15Hz时,最大动态载荷±30kN; 3、测试轴承尺寸范围:最大内径φ250mm;最小内径φ100mm;最大外径φ320mm; 4、周期倾覆运动频率范围:0~5Hz;最大倾斜角度±15°; 5、总距往复频率;0~5Hz。总距最大行程±50mm; 6、运动形式;高速摆动、高速滑动、摆动加滑动; 7、作用点在轴承外圈上,倾斜方向、运动方向与轴承内圈组成的平面可绕轴线360°运动; 8、在倾覆+总距往复协调运动时,倾覆摆动±8°,频率1.5Hz;总距往复运动频率1.5Hz时,总距最大行程±30mm; 9、测温范围:0~50C°。 该发明成果,可满足轴承制造企业对行业用于直升机、航空器轴承器件等高端产品性能检测设备的需求,提高研发部门对轴承新产品的检测能力,社会效益显著。该产品主要用于高端轴承产品的模拟试验及质量保障,填补国内空白,技术处于国内领先地位,其进一步应用必将提高国内大中型制造业企业、高等院校及科研单位的精密高端传动件新产品研发的测试水平,随着高端关节轴承行业的发展,该种试验设备的发展空间会更大,有较好的市场前景。
[成果] 1800140078 河南
TH133.3 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:《2兆瓦以上风电装备系列轴承关键技术研究与应用》项目是“十二五”国家科技支撑计划课题(课题编号:2011BAF09B02)。该项目起止时间2011年1月1日至2013年12月31日,2014年4月21日通过中国机械工业联合会专家组验收。 该项目取得了丰硕的成果。开展了风电轴承的设计理论和方法、制造及检测、热处理工艺、摩擦力矩控制、润滑与密封、轴承试验及故障诊断等关键技术研究,解决了中国风电装备系列轴承国产化问题,取得了巨大的经济效益和显著的社会效益。通过制定风电轴承行业、国家标准,实现了国内风电偏航、变桨、主轴轴承标准化、系列化、规范化,推动了中国风电轴承技术进步,加速了中国风电轴承国产化替代的步伐,满足了中国风电行业快速发展的要求。该项目实施前风电轴承基本由国外全部垄断,通过该项目研究,实现了偏航、变桨、主轴等轴承国产化,国产化率达95%以上,根据风能专委会近三年统计,新增装机达7732万千瓦,按国产化前后风电偏航、变桨、主轴轴承每台份降价30万元计算,为国家节省外汇近100亿元人民币。 通过研发,形成了一批具有自主知识产权的技术和产品;研究并掌握了风电轴承设计理论、材料及热处理、制造、密封、表面防腐、检测、试验等关键技术。LYC研发2MW以上风力发电机偏航、变桨、主轴、增速器、发电机系列轴承近140余个品种。开发了东汽、国电、海装、华创、明阳、海装、湘电等客户近十余家。 自项目实施以来,装机2MW以上偏航、变桨、主轴轴承达2000余台份,2014、15、16三年销售收入近7亿元;新增利税近7000万元,具有巨大的经济效益及显著的社会效益。制定标准50余项,其中国家标准3项;在国内、国际核心刊物发表论文17篇;授权专利13项,其中发明专利5项;计算机软件著作登记3项;培养博士、硕士研究生20余名。
[成果] 1900010618 北京
TH132.41 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:齿轮是工业的象征,是航空发动机、坦克、重型机械等髙端装备的核心关 键基础零部件•航空发动机机械系统中80%以上的故障是因螺旋锥齿轮应用空间载荷极限问题造成的,齿轮的性能质量问题已成为制约航空发动机等高端装备发展的重大瓶颈之一。面齿轮传动突破了尺寸、载荷、速度等性能参数的限制,是替代螺旋锥齿轮传动的高性能新型先进传动形式,可大幅度减少体积,提高功率及可靠性。面齿轮概念是30年代提出,传统啮合原理和加工方法,导致面齿轮啮合是“线-线”接触,接触区小,单齿承载能力差,无法实际应用。直至90年代美国才率先将面齿轮技术应用到军机上。从2002年开始,项目组在国家重大项目的支持下,针对国外技术封锁,经过15年艰苦研究,攻克了面齿轮“构型难,成形难、评价难”等难题,实现面齿轮技术成功应用。取得发明如下: 1)针对传统啮合原理下轮齿接触区小、承载能力差的问题导致高承载面齿轮齿面构型难,提出了用一系列定曲率、微曲面离散描述高阶曲面的齿轮数字啮合原理。发明了面齿轮的“面一面”局部接触方法。提出了面齿轮接触区可控双向修形方法、加载接触分析方法,实现了面齿轮高承载齿面一体化设计。经测试,面齿轮啮合效率98.6%承载能力较螺旋锥齿轮提高35%以上。 2)针对面齿轮“面-面”接触导致的高阶曲面展成加工难及现有加工装备空间角度受限难题,基于齿轮数字啮合原理,发明了面齿轮展成加工专用刀具,发明了面齿轮七轴五联动磨齿加工数控机床,发明了面齿轮多轴展成专用高精度数控系统。实现模数1-10.5mm、直径100~800mm的面齿轮4级高精度加工。 3)针对复杂多变工况下高速重载面齿轮长寿命加工的难題,提出了面齿轮数控展成刀位控制方法,发明了面齿轮长寿命气体深氮化工艺,发明了面齿轮低应力加工方法,建立了面齿轮高精度加工质量一致性工艺。实现面齿轮长寿命加工。经测试,齿面应力均方根89.4MPa、可靠性寿命较螺旋锥齿轮提高56%。 4)针对新型面齿轮齿面曲率变化复杂无评价方法的难題,发明了面齿轮齿面精度和传动误差检测方法,研制了面齿轮单面啮合测量仪和综合性能试验台,建立了全系列面齿轮齿面精度、啮合精度检测方法和标准,实现了4级精度的面齿轮副传动误差及切向综合偏差的高效检测。 成果鉴定指出,面齿轮技术整体性能指标达到国际先进水平,其中型面精度2~4um、齿距累积偏差0.04mm等性能指标优于美国。(1)完成了30架Y20大型运输机航空发动机面齿轮动力装置的装机任务,直至目前,面齿轮动力装置故障率为零:(2)成功应用在6种型号的重型减速机产品中,效果显著;(3)通过了“新型大动力坦克主传动系统试验台”考核,成为下一代主战坦克主传动系统应用方案。项目近三年累计经济效益2.56亿元,具有重大社会和军事效益,使中国成为世界上第二个具有高精度重载面齿轮设计制造能力的国家。项目获2017年度中国机械工业科学技术发明一等奖;发明专利17件、软件著作权4项;行业标准3部:SCI论文32篇、专著1部。
[成果] 1800280119 重庆
TH132.5 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于车辆工程领域。 双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmissions, DCT)具有结构简单、传动效率高且与手动变速器生产继承性好等特点,是适合传统和混合动力车辆的最佳传动方式,已被《中国制造2025》列为优先发展主题,预计到2020年国内搭载DCT的乘用车年需求量将超过600万辆。由于DCT核心技术受国外垄断,其中构型设计、匹配控制和产业化应用等关键技术是中国汽车行业亟待解决的技术难题。 在国家863计划等课题支持下,自2006年以来,项目团队发明了具有完全自主知识产权的多挡紧凑型DCT构型,突破了离合器热管理及其温升控制、起步/换挡控制和DCT自主设计/制造等关键技术,创建了完整的DCT设计、控制、验证和制造体系,并实现了大规模产业化。主要创新点如下: (1)提出了输入/输出双同轴DCT挡位构型方案,发明了多动力源集成的紧凑型DCT结构,实现了5-8挡传统及紧凑型混合动力车辆的DCT产品系列化、平台化开发,突破了国外技术壁垒。 (2)提出了基于多传感器数据融合的离合器表面温度预估方法,创建了基于阻容耦合系统的离合器热管理模型和离合器分级过热保护控制策略,解决了复杂运行工况下双离合器模块热适应性差导致动力中断的热管理技术难题,显著提升了全工况条件下的驾乘舒适性和系统可靠性。 (3)提出了“惯量匹配+传动系统间隙”交叉工程设计方法,发明了基于变速器油温、发动机转速及系统主油压多维度耦合的换挡压力与流量控制策略,攻克了换挡过程精准控制技术,解决了因产品一致性、参数动态时变和不同驾驶行为导致的换挡顿挫、异响等换挡品质差的难题,显著提升了换挡品质和智能化水平。 (4)率先实现了双离合器和液压控制两大关键模块的自主设计与制造,建成了自动化率达46.6%的柔性装配生产线和检测系统,建立了完整的DCT产品设计、验证、制造和质量控制体系,填补了具有完全自主知识产权的DCT制造技术空白,并实现了大规模产业化。获发明专利28件(国际发明专利1件),实用新型专利16件,软件著作权4项,发表论文18篇,形成1项行业标准,227项企业标准/规范。 DCT系列产品已大规模应用于逸动、CS15、CS55、CS75等传统车型及混合动力车型,其DF515系列获2016年度“龙蟠杯”十佳变速器称号。截止2017年底,搭载DCT的整车共销售9.3万辆,新增销售收入12.7亿元,利润1.5亿元。
[成果] 1800140200 河南
TH133.31 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:配套于高原型直升机传动系统的轴承能够在高转速、重载荷、气候温差变化大、低温冷启动等工况、环境下正常工作,并具备10年或1200飞行小时的寿命,为高原型直升机的传动系统提供可靠的转动支承,保证传动系统在发动机大功率输出时能够正常、可靠的工作,满足高原型直升机在高原环境下可靠飞行的需要。 项目研究的23种滚动轴承精度都达到P5级。所有轴承随传动系统台架通过了性能试验考核、干运转试验、TBO寿命试验考核,随高原型直升机通过了高原寒冷环境下试飞试验,并随高原型直升机完成了外场试飞试验,最后成功装机。高原型直升机于2014年11月底在高原地区进行高空试飞,达到了海拔6000米飞行高度的目标,并创造了海拔9008米飞行高度记录。台架试验和试飞试验中,轴承工作正常,未出现故障,满足主机使用要求。 自2015年装机至今,轴承在使用过程中工作正常,未发生故障。
[成果] 1800140194 河南
TH133.3 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:一、项目来源:为保障国产高档数控机床主机配套,提高数控机床国产化率及性能,国家工业和信息化部2012年批复了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题“高速精密数控机床轴承系列产品升级及产业化关键技术研发”(2012ZX04004011),《外圈带润滑油孔的超高速电主轴轴承研制》作为其子课题之一,要求研制出超高速电主轴轴承,并掌握其工作机理、应用技术及产业化技术。 二、目的及意义:高档数控机床对轴承的“高速、精密、环保”性能要求较高,也已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。高速加工可以有效地提高机床的加工效率、缩短工件的加工周期,要求机床主轴及其相关部件要适应高速加工的需求。该项目针对高档数控机床及加工中心用超高速电主轴研制生产直接润滑的钢球和陶瓷球轴承,开展一系列的研究工作掌握该类专用轴承开发和生产的关键技术,满足高档数控机床及加工中心用超高速电主轴的高速、精密的要求,同时大大降低电主轴工作温升,延长其工作寿命,扩大配套轴承的型号,使产品的性能指标达到国际先进水平,替代进口轴承。 三、主要研究内容及技术经济指标:项目针对超高速电主轴轴承的特点,建立高速轴承动力学分析模型,分析高速下轴承运动特性;分析超高速轴承的结构特点和性能特点,借鉴国外先进轴承技术理论和经验结论,并结合国内技术经验积累,进行轴承结构优化设计,并以减小摩擦,降低功耗为目标函数对轴承进行主参数优化设计;研究超高速轴承油气润滑模型,创新了轴承润滑结构,开发了外圈带润滑油孔的润滑方式,解决了轴承在超高速状态下双气帘效应影响润滑的问题,提高了润滑效果;研究超高速轴承热处理工艺、精密加工技术和组配技术,提高了轴承的高速性能;研究超高速轴承性能试验与应用技术,建立超高速轴承试验平台。主要技术指标:1、精度达P4级以上;2、速度性能dm。 四、主要经济指标:建立年产量10万套生产线,新增长值3000万。 项目针对外圈带润滑油孔的超高速电主轴轴承进行了开发研制,产品指标达到国际先进水平,解决了困扰国产电主轴轴承速度低、发热大的难题,经用户使用效果良好,在项目实施期间,取得了良好的经济效益。 通过项目的实施,提高了中国轴承行业对超高速电主轴轴承结构设计、减摩设计、润滑设计和高速性能试验等基础理论的研究水平,促进了国产超高速电主轴轴承在高速、应用和低摩擦性能方面的发展和技术进步,提升了国产超高速电主轴轴承的国际竞争力。
[成果] 1800140119 辽宁
TH133.332 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:1、应用领域:港机、重工等重载设备。 2、技术原理:传统的调心滚子轴承由一个外圈,一个内圈,两片保持架和若干滚子组成。内圈宽度中部具有固定环状凸缘,工作时与滚子端面接触,增大了摩擦力矩,高转速时导致轴承温度急剧升高。 针对此问题,研制出一种R系列精密调心滚子轴承,能够使轴承在使用过程中,各零件强度匹配合理,同步磨损。轴承转动平稳优越,振动噪音小,耐短时超负荷工况能力强。 3、性能指标:该型号轴承产品的检测于2016年11月在大连市产品质量检测研究所完成,产品实物检测结论为:此批轴承尺寸精度、旋转精度、内在质量、表面质量等达到标准要求。具体指标如下:△dmp(内径尺寸公差):-12μm,高于国家标准规定的P5精度要求;△Dmp(外径尺寸公差):-20μm,高于国家标准规定的P5精度要求;Cr(基本额定动载荷):1265kN高于用户要求;Cor(基本额定静载荷):1780kN高于用户要求;设计寿命经计算核定达到国际领先品牌轴承的95%以上。 项目产品处于国内轴承行业领先水平,完全能够替代进口,因而具有较大的市场潜力。23136CC/W33R调心滚子轴承至2016年共生产4096套,平均单价1550元/套,创造产值635万元。按销售额35%的比例计算,实现利税222万元。2017年预计实现利税187万元。其系列产品会取得更大的经济效益。 23136CC/W33R调心滚子轴承系列产品的研制成功,标志着精密减速机轴承的开发、研制迈上了一个新台阶,填补了国内空白。经用户装机使用,其运行平稳、噪音低,性能良好,满足用户的要求,产品水平为国际先进水平,具有广阔的市场发展潜力和发展空间,因此,该项目产品具有巨大的市场推广价值.为此,23136CC/W33R调心滚子轴承系列产品成功研制及开发,将带动国内重大机械配套关键部件的迅速发展,对发展中国减速机装备产业起到了极为重要的推动作用。
[成果] 1800240367 江苏
TH132.41 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:5000kW以上特大功率齿轮箱机组是核电和水电、冶金、建材、船舶等其他特殊行业重大装备的关键设备,是国务院《十大产业调整规划》中装备制造业重点支撑的项目。但由于其高可靠性,30年的使用寿命和噪声低于82dB(A)、振动低于65μm的高性能指标要求,长期被美国、英国、德国、法国等少数几个发达国家垄断。同时,国内MW级机组核电站泵阀及其配套零部件几乎完全依赖进口,齿轮箱更是全部进口,甚至连基础设施都要由外方承建,造成核电投资大,电价高,严重制约中国核电的快速发展。中国特大型减速机一直依赖进口,国外产品昂贵的价格及服务的不及时给国内用户带来很大不便,影响了用户的正常使用。同时,根据生产规模不断扩大的需要,提出更大规格减速机的需求,国外发达国家尚无法满足。基于此,该项目组在江苏省科技成果转化项目和国家自然科学基金项目等经费的共同支持下,紧紧围绕国际领先水平的齿轮箱制造技术,结合减振降噪技术创新性地开展了特大功率齿轮箱关键技术的研究和产品研制,项目产品填补了国内空白,各项性能指标均达到国际先进水平。项目授权发明专利20件;实用新型专利28件;制定企业标准2项。 主要科技内容如下: (1)针对齿轮啮合内部激励计算与测试方法等方面,创新型地提出了齿轮动态传动误差的计算方法和齿轮传动误差、齿轮啮合刚度以及啮合阻尼的测量方法,提高了齿轮系统的计算和测试精度,有利于齿轮箱机组的系列化、参数化和模块化设计。基于此,形成一套完备的系列化产品设计计算说明书、设计准则和设计规范等系列文件。 (2)在齿轮箱机组方面,开创性地发明了基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱和输入、输出轴振动衰减隔振式齿轮箱,互通调谐减振支撑式高速齿轮箱,不仅能够实现低频区域的减振,还能够提高中高频区域的减振和隔离效果。成功地使得齿轮箱的整体性能达到所需的设计要求,即达到机械效率≥98.5%,噪声≤80dB(A),振动≤30μm。 (3)成功地研制了风力发电变速减速装置、核电水循环冷却泵直齿行星传动装置、立式星轮差动调速装置、双输出水力发电行星增速器、水力发电变速装置等适用于风/核/水电等特殊领域的高性能行星齿轮传动装置,极大的提升了中国新能源领域国产化自主装备的配套份额,使中国特大功率齿轮箱国产化应用实现了零的突破,填补了中国特大功率齿轮箱机组在此领域国产化的空白。 项目产品(大功率核电齿轮箱)已通过中广核、美国FLOWSERVE公司对产品的空载性能测试试验验收,测试结果符合其空载性能测试要求,并通过了具有国家资质检测单位的质量检验。5900kW和6000kW立式安装齿轮箱机组已经为辽宁红沿河、福建宁德核电项目配套,替代了进口产品。2010年被列为江苏省重大成果转化项目,获得专项资金800万元;2011年列为国家火炬计划产业化项目;2012年列为中国工业重大技术装备首台(套)示范项目;被中国齿轮产业联盟评为2011年度中国齿轮行业技术创新成果特等奖。经泰州市科技局组织鉴定:该项目填补了国内空白,总体的空载运转的各项性能指标均达到国际先进水平。同时,项目产品(RPG特大功率辊压机减速装置)经江苏省质量技术监督液压件/齿轮传动产品质量检验站,所检项目符合Q/321283JBJ12-2014《模块式行星轮减速器》标准要求。2015年江苏省机械行业协会组织专家对该产品进行鉴定:RPG特大功率辊压机减速装置达到了国内领先水平,同意通过新产品鉴定。该产品并于获得了2016年度江苏省重大技术装备首台(套)示范项目。
[成果] 1800140201 江苏
TH133.4 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:节能技术是国家的重要战略方针。液粘调速离合器具有启动冲击小、无级调速、高效节能等特点,主要应用于中大功率风机、水泵、带式输送机、舰船动力系统等设备的启动和调速。但由于大功率液粘调速离合器动力系统复杂、控制精度高,导致中国液粘调速离合器主要集中在1000kW以下,更大功率设备的开发能力尚未获得有效突破,其根本原因是:没有掌握大型液粘调速离合器开发的关键技术。 针对存在的问题,该项目从整体结构设计、冷却技术、液压系统、控制策略和检测手段五个方面进行研究和技术创新,取得了如下成果: (1)独创的双侧活塞控制结构,减小了摩擦副热变形和偏磨问题,提高了设备的使用寿命和传动效率,突破了限制中国液粘调速离合器向大型化发展的结构壁垒。 (2)采用多场耦合技术和有限元方法,揭示了多组摩擦副温度分布状态,创新设计了结构合理、高效的冷却油路,解决了大功率液粘调速离合器冷却难的问题。 (3)基于独立控制的思想,设计了节能型液压系统,实现了大型液粘调速离合器液压系统的高效节能。 (4)借鉴生物免疫反馈过程的调节作用和模糊逻辑推理的自适应性,创新设计了一种模糊免疫PID控制系统,提高了液粘调速离合器运行的控制精度和鲁棒性。 (5)自主创新设计了系统检测装置,开发了在线检测系统,采用微型传感和无线技术,对温度、压力、流量、转速、扭矩等进行精准测量,该技术有利于液粘调速离合器的标定、检修、维护,以及辅助用户正确选型。 项目授权国家发明专利6件,实用新型1件,软件著作权1件,主要技术和性能指标达到国际先进水平。近三年累计新增销售70953万元、利润15537万元、税收7940.5万元。该项目的实施突破了限制中国液粘调速离合器向大型化发展的结构壁垒和国外技术的封锁,提高了系统的传动效率、控制精度和使用寿命,实现了大型液粘调速离合器系统的国产化,推动了中国大型装备柔性启动和调速技术的发展,具有巨大的市场竞争力和推广应用价值。
[成果] 1900010600 浙江
TH133.33 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:高性能滚动轴承是决定国防、航空航天等领域的高端装备能否安全可靠运行的核心基础件,其滚动体与滚道的精度和表面质量直接决定了轴承的使役性能。极端工况下的高性能滚动轴承所采用的高硬高强材料极难加工,要同时获得滚动体高形状精度一致性和滚动面高表面完整性难上加难,成为制约高性能滚动轴承制造的瓶颈,阻碍了航空航天等领域高端装备的发展。为此,国家将高性能轴承列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》第一优先主题。针对上述难题,在国家自然科学基金重点项目、973计划项目等支持下,历经十余年研发,在高精度滚动体成形原理、高表面完整性加工技术、加工与评测装备方面取得了重大突破,实现了高性能滚动轴承批量制造。主要发明如下: 一、提出了轴承滚动体加工轨迹均匀包络成形原理,实现了高形状精度一致性滚动体控形加工理论创新。揭示了滚动体运动姿态及加工轨迹分布对滚动体表面各点切削概率的影响机制,发明了基于加工轨迹均匀包络成形原理的双自转式球体加工方法及偏心转摆式双平面圆柱加工方法,创建了加工轨迹分布均匀性评价方法,突破了现有滚动体成形原理形状精度一致性不高的局限,实现了最高精度等级G3级球及0级圆柱滚子的高一致性控形加工。 二、发明了滚动面低损伤多能量场复合加工技术,实现了高表面完整性滚动面控性加工技术创新。揭示了加工表面完整性受限成因和加工损伤机理,发明了陶瓷滚动体固相反应抛光、金属滚动体化学机械抛光和轴承滚道剪切增稠抛光系列低损伤多能量场复合加工技术,突破了现有纯机械加工滚动面表面完整性不高的局限,实现了轴承球表面粗糙度Ra﹤10nm、圆柱滚子Ra﹤20nm和轴承滚道Ra﹤10nm的高表面完整性控性加工。 三、发明并研制出高性能滚动轴承系列加工装备与动态性能评测装备。基于上述成形新原理和加工新技术,发明了高性能滚动轴承核心元件系列精密抛光装备,并发明了相配套的压力、转角等关键工艺参数精确控制技术。研发了轴承微缺陷声发射在线检测技术、轴承动态性能评测技术与装备。为我国载人交会对接任务、月球探测工程等闻家重大项目提供了关键性轴承制造装备支持。 成果获授权发明专利31件、软件著作权8件,出版著作3部、SCI/EI论文130篇,发展了轴承超精密加工理论,制订国家/行业/军用轴承制造标准82项,形成了引领行业发展的高性能滚动轴承制造新体系,显著提升了轴承加工技术水平。打破国外封锁,新建生产线25条,实现了系列高性能滚动轴承批量生产,在航空航天等领域中获得广泛应用,占有率达90%,在提高国防能力、保障国家和社会安全等方面发挥了重要作用。在高端民用领域的国内市场占有率达60%,国际市场占有率达8%。近三年新增产值25.84亿元,新增利润2.96亿元。专家鉴定:成果属国内外首创,总体技术达到国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。荣获中国机械工业科学技术一等奖和浙江省科技进步一等奖各1项。成果对提升我国乃至世界高性能滚动轴承加工技术水平具有重大意义。
[成果] 1800140122 山东
TH133.332 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:高承载能力高可靠性单列密封调心滚子轴承系列产品具有较高的承载能力,较高的可靠性能,克服在扭转过大造成滚子脱落的情况,广泛应用于制药、橡胶、农业机械等行业。 主要技术指标:轴承的基本额定动载荷:Ca=167.24kN;调心角度2~3°。 主要经济指标:截止2016年累计利润202.5万元;累计税收247.5万元。 在保证产品一般性能的前提下,近年来轴承的研发向高承载能力高可靠性能方向发展。研究开发用于主机配套及替代进口新产品,有利于产品规模化生产的需求。 该项目解决了技术问题所采用的技术方案是:对轴承综合考虑应力分布、弹性流体动力流润滑以及摩擦学、轴承失效等因素,在机构设计上做了新的改进,内圈采用双挡边,滚子通过保持架处于内圈凹槽内,配合双卡簧,解决了使用时调心滚子易脱落的问题,加长了滚子长度、加大了滚子直径,通过着一系列的改进,使承载能力由达到167240N,大大提高了轴承承载能力;科学的选用滚子与滚道之间的密合度系数,即外圈、内圈和滚动体曲率半径合理配置,使滚子接触母线与套圈滚道间接触母线的接触应力均匀,改善了滚子与滚道的接触状态,提高了轴承的承载能力,使轴承寿命显著提高。该结构采用迷宫式组合密封,在外圈的外圆周中间设有一环形油槽,油槽中开有油孔,在滚子两侧的外圈的内圆周表面上分别设有一第一圆周凹槽,在两第一圆周凹槽内分别安装有一个卡簧。在内圈的外圆周表面上设有与外圈的内圆周表面上的第一圆周凹槽位置相对的第二圆周凹槽,在第一圆周凹槽和第二圆周凹槽之间位于卡簧的外侧设有一密封圈.该型密封工作过程中具有排气功能,不仅能够有效隔离外部杂物侵入,而且避免了油脂溢出,实现了终身免维护、绿色环保。 保持架采用软氮化处理,内圈滚道与滚子、外圈滚道与滚子接触点设计在同一平面上,改善了轴承的受力状态和动态性能,解决了因保持架兜孔受冲击和磨损而失效的难题。
[成果] 1800140337 辽宁
TH133.3 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:重载超低温辊压机轴承是为成都利君实业股份有限公司研发生产的,该轴承应用于辊压机主轴部分。辊压机的主要特点是低速、重载。成都利君此次研发新设备,出口到俄罗斯。当地环境恶劣,工作温度达到零下35℃ ,当温度下降到在零下50℃ 时停机保养,温度回升到零下35℃ 时辊压机继续工作,要求此时的轴承性能依然良好。这就要求轴承必须具备耐低温、高载荷、长寿命的性能。为了解决这个难题,使轴承适应超低温的工作条件,将外圈、内圈、滚子进行常规热处理后,在进行一个230°的二次回火,不但能减少残余奥氏体的含量,还能保证回火后硬度达到58HRC以上,使轴承具有足够的抗冲击性能。 为了保证滚子在装入滚道时不划伤滚道,同时还要保证在运转过程中滚动体不掉落,必须精确计算装滚子缺口的高度值。在该次设计中,采用了在平面图纸上模拟滚动体在装配过程中的空间状态,将各个尺寸的公差考虑在内,一步步利用立体几何将滚动体装入滚道内的最终角度确定,最后在进行相应的调整,确定最合适的缺口高度。 在理论设计中,采用CAD和有限元分析软件对产品的参数进行优化设计,以确保其与传统设计的球面滚子轴承相比,承受最大限度的载荷,保证其可靠性好的原则,充分满足使用工况条件。 轴承技术指标:采用特殊热处理工艺,使轴承耐低温;合理选用内外圈及滚子的曲率,使轴承最大程度的承受载荷;精确计算装滚子缺口的高度值,在不划伤滚子的同时不掉滚子。 辊压机作为水泥、矿山粉磨工艺系统的关键设备,属于行业的重大技术装备,属于国家鼓励发展的产业。该公司在对替代进口辊压机轴承的创新研究过程中,以耐低温、高精度、高承载为研究目标,创立的一整套设计理论、工艺流程及成熟加工经验,打破了国内该类型轴承被国外轴承制造商长期垄断的局面,加快了国内辊压机用轴承国产化进程。这标志着该公司研制的新技术已得到用户的认可,利用这一新技术所研制的产品,其各项功能指标均达到或超过国外同类产品水平,市场应用前景非常广阔。
[成果] 1900010067 重庆
TH132.41 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:齿轮是传递运动和动力的关键基础件,代表国家工业和国防装备水平。复杂修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合形变影响的高端齿轮,直接决定装备传动系统的振动、噪声、寿命等服役性能及其核心竞争力,广泛应用于航母、潜艇、汽车等。复杂修形齿轮齿面兼具螺旋曲面和自由曲面特性,全齿面修形加工存在原理误差,传统试错修调法提升加工精度困难,齿面淬硬层均匀性及纹理难以调控,致使修形精度及表面一致性无法保证。中国复杂修形齿轮精密加工核心技术缺失,国外专利构成技术壁垒,相关高端机床被国外长期垄断,严重制约军民重要装备国产化。因此,开展复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与机床研究,对保障国家经济和军事安全具有重大意义。 在国家科技重大专项、863计划等支持下,机械传动国家重点实验室联合齿轮行业领军企业,历经十年“学产研用”协同攻关,取得重大突破和创新: 提出复杂修形齿轮加工的点矢量族包络计算新方法,以数字法替代解析法,支撑刀具设计、误差调控、工艺优化及机床开发。以“点矢量到其基准线有向距离最短”替代“啮合方程”,作为包络运动的啮合点判据,突破啮合原理解析法无法求解奇异点、计算复杂的瓶颈;构建基于点矢量族包络的刀具设计模型,发明齿面扭曲消减方法,解决刀具廓形精确设计及原理误差消减难题。 发明复杂修形齿轮加工系统误差调控技术,开辟齿轮修形精度提升新途径。创新加工系统温度场控制技术,发明热致误差补偿方法,保证机床精度稳定;提出基于等效虚拟轴的齿面误差补偿方法,将轴Y、Z、B、C的展成运动误差映射到工件回转轴C进行等效补偿,并发明重复定位精度高达2.4"的回转工作台,替代传统试错修调法,解决修形精度提升难题,提高传动精度1-2级。 国内首次研发成功具有复杂修形功能的精密数控制齿机床,打破国外垄断。发明高速高刚度精密主轴等核心功能部件30余项;开发集齿轮修形设计、工艺规划于一体的制齿软件;研制大规格精密数控滚齿机、精密多功能数控磨齿机、高速干切滚齿机等具有复杂修形功能的高端制齿机床,滚齿精度达国标5-6级,磨齿达3级,干切滚齿提高效率2-3倍。 发明复杂修形齿轮滚磨一体化工艺技术及工装,确保修形精度及表面一致性。研发滚磨余量协同分配、齿面柔性修形、磨削纹理优化等工艺,开发磨前齿轮滚刀,发明成套滚磨工装,实现磨后齿面淬硬层均匀分布、齿面纹理可控、修形工艺快速固化,降低传动系统噪声2-3dB,并提高齿面疲劳寿命。 制订国家/行业标准9项,授权发明专利33件、实用新型25件、软件著作权3项,发表论文51篇;研制的高端制齿机床获国家战略性创新产品、机床行业春燕奖、重庆市优秀新产品一等奖,销往日本、英国、韩国等;成果获重庆市科技进步一等奖、中国专利优秀奖。经鉴定,整体技术达到国际先进水平,部分处于国际领先水平,满足高端装备国产化重大需求,显著促进齿轮行业技术进步,近三年新增销售收入82.4亿元,新增利润8.9亿元,应用前景广阔。
[成果] 1800140193 浙江
TH133.3 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:该项目产品“四点接触球轴承及组合轴承”主要应用于汽车电动助力转向系统中,为电动助力转向系统的关键部件。通过对四点接触球轴承的内部设计、加工工艺进行创新,达到或超过了国外同类产品精度;同时结合电动助力转向系统的设计特点,发明了滚珠丝母组合轴承、内圈带法兰角接触球轴承等组件产品,在减少转向系统制造成本的同时,提高了产品的安装精度。 主要经济技术指标: (1)产品主要技术指标达到了国内领先、国际先进水平。 1)轴承疲劳额定寿命的试验值与基本额定寿命之比L10t/L10≥3; 2)轴承内部接触角公差≤ ±3°,同一套圈左、右两侧接触角之差≤ 2°; 3)轴向游隙最大值≤20μm,公差范围≤10μm; 4)内、外套圈沟道轮廓度误差分别:≤8μm、≤10μm; 5)对材料裂纹、轴向游隙、注脂量、振动、轴承接触角等进行100%自动检测,其过程能力指数≥1.67(不良率为百万分之0.54); 6)产品特征信息可溯源。 (2)获发明专利3项、实用新型专利5项,发表论文4篇。 (3)近三年产品累计新增销售收入10.31亿元,利润3.53亿元,税收6301.91万元。 该项目产品的成功实施,将有效缩小在该领域与国际先进轴承制造企业的差距,填补国内轴承行业在该市场领域的空白。通过该项目研发将掌握汽车电动助力转向系统用轴承一系列设计校核理论、磨削装配技术、应用测试技术,为新型汽车轴承的进一步开发打下技术基础,并参加修订国家标准3项,主持制定“浙江制造”团体标准1项,引领行业的技术进步。 该项目产品已经大批量供应给国内外汽车厂商,产品获得了客户广泛的认可,国际市场占有率约25%,国内市场占有率约35%,并形成了非常可观的经济效益。该项目也将推动国内汽车转向系统轴承的生产供应链整体水平的提升,对推动浙江省乃至全国汽车轴承行业转型升级提供了强大的动力,具有良好的社会效益。
[成果] 1800140382 北京
TH132.32 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:20世纪90年代,齿楔带首先应用于粮油机械,已广泛应用到粮油机械、矿山机械及一般工业用传动系统中,属于多轮传动的一种形式,是机械的核心零部件,是其它传动形式无法代替的,齿楔带的应用既能保证在过载时对电机与整机的保护,又能够通过同步带侧传动提高加工效率,节约能耗。中国从2000年左右开始制造生产齿楔带,经过多年的发展,基本上实现了国产化,并有部分产品实现出口。齿楔带是根据实际应用将不同类型传动带进行匹配而成,标准中共计规定了12种带型号。带尺寸方面主要有带齿尺寸和带楔尺寸,标准根据实际应用情况及制造工艺水平进行编写。带长为带的关键参数,其大小决定着带传动系统的安装和传动精度好坏,同时对传动中的噪声和带使用寿命都有着非常显著影响,因此带长测量极为重要,标准根据带生产厂家多年经验积累,通过理论分析及大量试验,结合产品自身应用材料特点,规定了带长测量选择基准、测量力大小及带长公差等要求,其参数均由中国自主确定。 标准的制定实施能够为生产、使用、检测三方提供最基本的技术依据,在标准基础之上促使生产方正确选用原材料,合理调整生产工艺,完善检测手段,更细致地划分该企业的产品牌号。让使用方合理、高效、低消耗地使用该产品。检测方面能够依据标准中的具体要求,对产品进行质量检测和评估,确保产品质量的稳定和安全。同时标准完成了国家标准化管理委员会“外文版”翻译工作,这为中国的产品“走出去”奠定基础,标准的制定能够给企业和社会带来良好的经济效益和社会效益。
[成果] 1800140241 黑龙江
TH132.41 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:哈尔滨量具刃具集团有限责任公司是中国最早的齿轮测量中心的研发生产厂商,早期的39系列齿轮测量中心,为一维电感和伺服电机带动滚珠丝杠传动结构,在产品的测量功能和仪器精度升级方面受到了很大的制约,为了提升齿轮测量中心与国外同类先进产品的竞争力,对齿轮测量中心的产品结构进行了全新的设计。L65G型高精度齿轮测量中心采用机电一体化设计理念,采用扫描式三维测头、直线电机驱动密珠导轨、力矩电机直接驱动密珠轴系,产品精度高,机械状态稳定,并自主设计研发了电控系统及软件系统,能够根据客户需求设计特定产品。 L65G型高精度齿轮测量中心的测量软件-LinksGear三维齿轮检测软件,由哈量集团自主设计研发,在满足客户正常工件测量要求的同时,支持多种加工基准面的工件自动找正、运动程序代码的动态生成、坐标系复位功能、光栅尺激光校准、三维测头自动校准、测针库管理等多项创新技术。该软件可以根据用户不同要求,随时提供特定的测量功能,这种软件特定服务在国内属于首创。 L65G型高精度齿轮测量中心除具有高精度齿轮测量中心的基本 功能外,还具有测量弧齿锥齿轮(格里森、奥利康)功能。随着汽车工业的高速发展及绿色制造理念的普及,高档汽车后桥的关键部件汽车螺旋锥齿轮的制造技术已由湿切削时代逐渐进入到环保高效的干切削时代。干切削时代的螺旋锥齿轮制造技术对齿制、机床、刀具及测量设备等提出了与湿切削时代完全不同的要求,在齿轮加工及其制造模式的巨变中,高效率、高精度齿轮测量中心已成为实现螺旋锥齿轮数字化集成制造的必不可少的测量设备。 哈量集团立足于市场需求开发的L65G型高精度齿轮测量中心,具有测量弧齿锥齿轮功能,符合汽车齿轮干切削、等高齿、全工序和数字化的制造技术发展方向,有助于推动国内齿轮行业的转型升级。
[成果] 1800140195 河南
TH132.41 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:“轨道交通驱动齿轮装置关键技术及产业化”项目来源于机械科学研究总院技术发展基金项目《9600kW大功率货运机车驱动单元的研发》和郑州机械研究所技术发展基金项目《城轨列车车辆驱动单元的研发》。项目承担单位针对大功率货运机车、客运机车、城轨车辆等轨道交通用驱动齿轮装置进行了系统研究,攻克了设计制造的关键技术,打破了高端轨道交通驱动齿轮装置的国外技术垄断,满足了轨道交通快速发展之需。项目产品技术先进、性能稳定、质量可靠,对地方经济贡献巨大,有效带动了中国轨道交通装备行业的技术进步。 该项目取得了以下成果: 1、解决了高速重载货运机车、重轴货运机车、集中动力式动车组、城轨车辆等轨道交通用驱动齿轮装置的轻量化设计、减振降噪、润滑密封、批产质量控制等关键技术,提高了机车车辆运行的稳定性、可靠性和安全性。 2、提出了大摆角鼓形联轴器技术,解决了车辆在过弯道时牵引电机轴与主动齿轮轴动态大范围错动导致的不同轴变动的难题,较国外同类型产品更优。 3、提出了薄壁非对称齿圈热处理变形控制方法,开发了一种可有效控制变形的胀形自整圆热处理装置,解决了齿圈渗碳淬火畸变大、合格率低的难题,实现了薄壁齿圈的高效率高品质制造。 4、研究了齿坯材料采用精炼、电渣重熔和级进模锻技术,解决了齿坯材料纯净度低、流线性差、质量不稳定的问题,实现了齿轮减材降本高效高性能制造。 鉴定意见、第三方检测报告、查新报告和多家用户使用表明,“轨道交通用驱动齿轮装置关键技术及产业化”的研发是成功的,项目产品质量稳定性好、可靠性高、技术经济性强,已代替进口,现已占据中车集团各主机厂相关产品20%的市场份额。累计实现销售收入达7.8亿元,利税1.75亿元,取得了显著的经济和社会效益。 该项目获得已授权专利21项,其中发明专利8项;已受理专利11项,其中发明专利2项;发表论文32篇,其中核心期刊19篇;获机械科学总院科技成果一等奖2项。
[成果] 1800140202 辽宁
TH133.33 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:盾构机正在被中国大量引进使用,刀盘滚刀圆锥滚子轴承是盾构机的非常重要的部分,硬岩条件下盾构机破岩主要靠刀盘滚刀,滚刀刀圈的寿命、滚刀轴承的寿命是刀盘滚刀薄弱环节,但如此重要的部件一直依赖进口,难以保证工期按时完成,基于此背景大连华锐重工股份有限公司委托瓦轴对该轴承进行国产化研究。 该项目的完成填补了国内该类轴承技术上的空白,打破国外技术封锁,为中国企业降低成本,促进经济发展。瓦轴生产的该系列轴承质量达到国际先进水平,价格低于进口的3~4倍,为主机厂家压缩大量采购成本,缩短工期。该项目的完成标志着瓦轴在该领域轴承的设计和生产已达到了国际先进水平,并形成了一套完整的技术理论和丰富的生产及实践经验。
[成果] 1800140372 黑龙江
TH133.39 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:一、立项背景和意义:连通器式轴瓦支撑体是超大型水轮发电机组推力轴承的核心关键部件, 在大推力负荷的大容量机组中它承受立式水轮发电机和水轮机转动部分的全部重量以及作用在水轮机转轮上的轴向水推力,具有均载和自调性能。其外圆直径达到450mm,槽深达到65mm,内圆直径达到290mm,加工后壁厚最薄点7mm,为了避免加工变形,减少切削加工抗力对工件的影响,以往均采用普通设备低速加工方式完成,且加工技术极其复杂,只有少数技师掌握该项加工技术,为了提高加工效率,稳定加工质量,降低加工制造难度,急需开发连通器式轴瓦支撑体另外的加工渠道,以适应公司智能化制造的发展,开创中国大型水轮机组连通器式轴瓦支撑体智能加工先河。 二、智能加工中解决的主要科技技术难题: 1、工件的装夹找正问题:根据设备装夹能力,研发适用于数控卧车加工设备专用胎具。 2、内孔深槽加工刀具强度以及切削抗力引起的加工震动问题:通过选择不同的刀具宽度,全面测试切槽刀具,不同刀片槽型,确定最优的加工刀具;优选仿形刀具提高精加工表面加工质量。 3、控制加工过程中工件受切削力和切削热引起的变形问题以及加工后工件内应力变形问题:现使用的豆油冷却加工技术已经不适用于数控设备的高速加工,开发其它冷却系统,保证刀具加工时的冷却。 4、加工技术的改进:由于工序的改变去除了普通设备磨削工序,研发新的加工技术保证工件表面加工质量,符合设计要求的表面粗糙度值。 5、加工程序的优化:常规数控加工程序不能完全符合实际生产需要,开发专用的后置处理程序和计算出自定义可变切削参数的加工程序,并将工艺路线转变成程序语言执行。 通过加工技术的改变,使水轮发电机连通器式轴瓦支撑体的加工制造难度大幅降低,并可以扩展应用到其它类似的如汽轮发电机波纹轴等特型工件的加工制造,使加工技术获得里程碑式质的飞跃,并实现了几代操作者的加工梦想,推动中国电力装备智能化制造水平提高。
[成果] 1800140332 河南
TH133.39 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:该项目组根据国家发展需求和军民融合的发展战略,自主立项进行项目研制。该项目研制的轴承为国内先进的炮车及发射架底座配套,选定国内主要的炮车厂家:齐齐哈尔北方机器有限责任公司、西安电子工程研究所、中国北方车辆研究所、内蒙古北方重工业集团有限公司、中国兵器工业研究所等单位完成了车载自行火炮、导弹发射架、火箭炮、坦克、轻型遥控武器站等底座轴承的研制。 轴承作为炮车及导弹发射架底座的关键部件,对火力部分与车架之间起着关键的连接作用,在发射过程中,轴承主要承受很大的冲击载荷,包括轴向力、径向力和倾覆力矩,故轴承必须有足够的强度和刚度,同时,轴承在冲击载荷作用下的变形会直接影响炮车及导弹发射架的射击精度包括射击密集度和射击准确性。由于作战环境恶劣,如果轴承的环境适应性能不好,也会影响炮车及导弹发射架的射击密集度和准确性、快速作战反应能力。因此,对炮车及导弹发射架底座轴承进行系统性的分析研究,对提高整个发射装置整体性能和射击精度具有重要意义。 该项目轴承通过开展单元化结构及主参数优化设计技术、组合密封及耐低温润滑设计技术、低启动摩擦力矩及变动量控制技术、降低变形的精密加工技术、轴承的应用技术等关键技术研究,解决了炮车及发射架底座用转盘轴承高精度、高刚性和强度、低摩擦力矩、良好密封润滑性及轻量化的需求,代表了国内该类轴承的最高技术水平。研制的轴承经用户使用,效果良好,取得了显著的经济效益和社会效益。 该项目研制了共二十九个型号,销售收入约1760万元,均为含税价(税率17%),新增利润约229万元,净利率达13%。由于该类轴承精度高,加工难度大,利润率高,给公司带来了可观的经济效益。 该项目的成功研制,提升了LYC公司在炮车及发射架底座轴承领域的技术水平和竞争力,快速地提高了公司在炮车及发射架底座轴承行业的市场占有率。同时,该项目研制的轴承大大提高了现代炮车及发射架的机动战斗能力,为中国国防事业做出了贡献。
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