国内外电信技术与传输技术的现状和发展趋势论文
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篇1:国内外电信技术与传输技术的现状和发展趋势论文
近年来,电信网得到了快速发展,并呈现出稳定增长的态势。其中,IP业务的发展最为迅速,且长期保持着指数式的增长趋势。此外,光纤骨干宽带也已达到了每7-8个月就翻一番的地步。
1电信技术发展趋势
电信技术的发展趋势主要有如下几方面:(1)网络业务向EP化汇拢。近年来,电信网业务得到了飞速发展,并呈现爆炸式的增长态势。笔者经研究预计,在未来的几年内,以IP为代表的网络业务,将占网络业务总量的89%[1]。(2)网络的交换技术逐渐向IP化和分组化演变。随着通讯技术的不断发展,这种演变的速度也不断加快,部分厂家甚至开始在骨干网中使用IP路由转换器,并决定将全部的ATM机替换下来。(3)MPLS软件的发展。为了加大宽带的传送容量,提高服务质量,软件QOS也日益成为了下一期传送网的演变方向。同时它还是电信技术的努力方向[2]。所以,在这种形势下,MPLS的研发和应用,已成为了现阶段最先进的电信技术。(4)网络容量面临挑战。近年来,由于网络的基础设施已得到了全面的升级和更新,并得到了全世界的关注。所以,在未来中,网络容量将面临严峻的挑战。笔者预计,10年后骨干网在网络总量中所占的比例将提高十倍,甚至上百倍。
2MSTP传输技术
就目前的传输技术而言,以SDH为基础的MSTP技术是发展最快的多项业务传送技术,这款技术不仅支持VC交叉,而且还支持多种业务接口,也拥有多种完备的保障机制设施。MSTP技术开始于太网业务,而如今已具有了实现二层交换的功能,并且还进一步增加了适配层的容量[3]。MSTP传送层的本质是为了解决多项业务的传输。目前,这款技术主要被应用于城域间的多种传送,并在汇聚点或核心点传送业务。但是,由于城域间传送网的状态各不相同,因此就要求使用者要根据每种网络的实际情况,进行网络选择。
2.1DWDM传输技术
随着网络光节点的不断演变,单纯的点对点的传输方式也发生了变化。我国的传输技术已开始建设以OADM(光分插类复用软件)为基础的环城域光网,并已投入使用。同时,我国的传输技术也将OXC(光交叉连接技术)应用于提供小模式产品,这款技术可以形成具有选择性的长波路由格光形网络。因此,有关光纤通信的所有系统和各种技术都要得到开发与推广。我国目前使用的传送网大都采用WDM网络系统,由于这种系统多是点到点的服务网络。因此,它比较适用于网上语音业务。同时,也可以为客户建立所需要的所有点到点的链接。就目前全球范围内的传输技术而言,传输技术的发展趋势也将以WDM系统内的'OTN为基础。例如:OXO技术和ODAM技术[4]。OTN技术可以在WDM网路上提供具有上下功能的节点和长波交换,并具有自动配置动态的分配功能,从而适应数据业务自身存在的突发性和不可预见性。这也说明了,世界范围内的传输技术将转向自主光交换网络。
2.2骨干网的技术选择
笔者经研究发现,目前使用范围比较广的骨干网技术方案主要包括:(1)IP骨干网技术方案。此方案是指,技术研发者在具体的IP网中,应以IP网自身的特点为基础,并从业务的发展动态和应用需求出发,综合分析网络新技术、网络的具体情况和业务定位[5]。除此之外,IP骨干网技术方案还包含:技术的特点、技术的发展趋势、以及技术的成熟性。因此,这套方案在一定程度上也决定了技术研发者在组建宽带时应采用的技术。(2)对比IP网组的技术。目前被广泛使用的以太网主要存在以下不足:以太网对信息的保护速度慢。由于扫描树不能建立多节点环形拓扑结构,同时用户局限于二层隔离内。这些都限制了以太网的扩展性和可靠性。而POS技术和RPR技术能在一定程度上弥补以太网的上述不足。例如:这两款技术不仅具有以太网所体现的经济性,还可以向用户提供服务。此外,RPR技术通过一套高效机制,也提供了网络需要的抖动保障,还提供了高质量的语音业务[6]。而相比之下,SDH技术的经济性较差,尤其是随着网络容量的增加,非工作的静态宽带分配是无效的,提供服务的质量也相对较低。因此,大多数使用者偏向于使用POS和RPR技术。
3结论
笔者通过分析研究,并根据国内外的电信技术和传输技术的发展状况得出:技术研发者应更加注重对MSTP和DWDM技术的研究和推广,从而为IP骨干网提供高效的技术方案,提高世界范围内的通讯和网络质量。
参考文献
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[6]齐男.论传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J].无
篇2:光纤通信技术现状与发展趋势论文
摘要:1970年,美国康宁公司成功研制出损耗为20dB的石英光纤,证明光纤作为通信传输介质是可行的。同年,GaAIAs异质结半导体激光器在常温下实现连续工作,为光纤通信提供了光源。从此,光纤通信时代进入高速发展期。我国从1974年开始研究光纤通信技术,因光纤体积小、重量轻、传输频带极宽、传输距离远、电磁干扰抗性强以及不易串音等优点,发展十分迅速。目前,光纤通信在邮电通信系统等诸多领域发展迅猛,光纤通信优越的性能及强大的竞争力,很快代替了电缆通信,成为电信网中重要的传输手段。从总体趋势看,光纤通信必将成为未来通信发展的主要方式。
关键词:光纤通信技术;特点;发展趋势
1光纤通信技术概念
光纤通信技术是以光信号作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信技术。在光纤通信系统中,因光波频率极高以及光纤介质损耗极低,故而光纤通信的容量极大,要比微波等通信方式带宽大上几十倍。光纤主要由纤芯、包层和涂敷层构成。纤芯由高度透明的材料制成,一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,它的折射率略小于纤芯,包层的作用就是确保光纤它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路问题;涂敷层的作用是保护光线不受水气侵蚀及机械擦伤,同时增加光线的柔韧性;在涂敷层外,往往加有塑料外套。光纤的内芯非常细小,由多根纤芯组成光缆的直径也非常小,用光缆作为传输通道,可以使传输系统占极小空间,解决目前地下管道空间不够的问题。
2光纤通信技术现状
2.1单模光纤
单模光纤是目前主要应用的一种光纤。80年代后,光纤通信已逐步从短波长的多模光纤转向长波长的单模光纤应用。随着光通信系统的发展,最早实用化的常规单模光纤G.652光纤在降低损耗提升带宽性能方面还有进一步提升空间,而在1.55μm窗口实现最低损耗的色散位移单模光纤G.653实现了这样的改进。90年代后,密集波分复用(DWDM)技术迅速发展,使光纤传输容量极大提高,而四波混频会引起复用信道间串扰,严重影响WDM系统性能,为适应需要,非零色散位移光纤G.655应运而生。
2.2波分复用(WDM)技术
波分复用(WDM)技术是一项90年代在通信网中扮演重要角色的技术。波分复用技术是将一系列载有信息的不同波长的光信号合成一束,让其沿着单根光纤传输;在接收端再将各个不同波长的光信号分开的通信技术。利用该技术大大增加光纤传输容量,降低成本;节省光纤及光中继器,达到对已建成系统扩容目的。2.3光纤接入技术随着社会发展,通信信息量在不断增加,业务的种类也不断丰富,传统的语音业务、短信业务已不能满足人们的信息需求,高速、高保真音视频等多媒体业务越来越受到人们的青睐。光纤接入技术大幅提升了信息传输速度,满足了人们对信息高速传输的需求。光纤接入技术通过主干传输网络和用户接入两部分实现光纤入户,利用光调制解调器,让用户享受到高速带宽资源。
篇3:光纤通信技术现状与发展趋势论文
3.1多年来,人们对高速率及大容量的追求不断推进着光纤通信技术的发展
如何最大化的拓展光纤带宽,成为各国不断研究目标。目前国际上利用波分复用(WDM)和光时分复用(OTDM)技术提升光纤系统容量。为了提高光纤通信系统的传输容量,光波长分割复用技术经历了三个阶段,即波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)和光频分复用(OFDM)技术,系统传输容量随着技术的发展成千倍提升,目前容量1.6Tbit/s的波分复用系统已得到大量商用,全光传输的距离也在大幅提升。另一种提升传输容量的方式是采用光时分复用(OTDM)技术,不同于WDM技术通过增加光纤传输信道数量来提升容量,OTDM技术是通过提升信道传输速率来提高容量,其单信道最高速率已达640Gbit/s。利用波分复用技术,把多个OTDM信号进行复用,WDM/OTDM混合传输系统可以进一步提高光纤通信系统的传输容量。偏振复用(PDM)技术可以大幅减弱信道间的相互作用,将频谱效率提高一倍。利用占空较小的归零(RZ)编码信号,降低了光纤通信系统对色散管理分布的要求,且RZ编码适应性较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统通常采用RZ编码作为传输方式。
3.2光孤子通信
在光纤反常色散区,由于色散和非线性效应相互作用而产生光学孤子。孤子是一种特别的'波,它可以传输很长距离不变形,特别适用超长距离、超高速的光纤通信系统。光孤子通信就是以光孤子作为载体的通信方式,它实现信号波长在长距离传输过程中无畸变,在零误码的情况下信息可传递万里。光孤子通信未来的前景是利用传输速度方面优势进行超长距离的高速通信,通过时域和频域的超短脉冲控制技术,使现行速率提高十倍以上;利用重定时、整形、再生技术,同时减少ASE,增大传输距离,使传输距离提高到十万公里以上;获得低噪声高输出性能。虽然目前光孤子通信技术仍存在许多难题,但已取得很大进展,人们相信光孤子通信在大容量、超长距、高速、的全光通信中有着巨大的发展前景。
3.3全光通信网
随着人类社会信息化速度加快,人们对通信容量和带宽的需求也呈现加速增长的趋势,通信网两大组成部分,即传输和交换,都在不断发展和革新。随着波分复用技术的成熟,传输系统容量的增长给交换系统的发展带来压力和动力。未来交换系统运行速率会越来越高,而目前电子交换和信息处理网络能力已接近极限,无法满足要求,在交换系统中引入光子技术,实现光交换、光交叉连接和光分叉复用势在必行,未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的理想阶段,传统的光网络只是实现了节点之间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,从而限制了通信网总容量的提升,真正的全光网已成为科研机构的一个重要课题。目前,全光网络处于初期发展阶段,但它的发展前景是不可估量的。未来光通信发展的趋势是形成一个真正的以WDM技术与光交换技术为主的光网络系统,消除电光瓶颈,建立纯粹的全光网络,这将是通信技术发展的理想阶段。
4结语
随着人类社会信息化程度的不断提高,随着Internet业务和多媒体应用的不断发展,网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀,光纤通信系统作为信息数据的重要支撑平台,在未来信息社会中起到十分重要的作用。目前,光纤通信系统做为一种最主要的信息传输平台,为人们提供着各类数据信息,保障着人们的生产生活。光纤通信技术的发展也在不断的提升。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信技术的发展在不断提升,光纤通信必将成为未来通信发展的主流,真正的全光网络的时代也会在人类科技水平不断地提升下如愿到来。
参考文献:
[1]顾畹仪,李国瑞.光纤通信系统[M].北京:北京邮电大学出版社,,(11).
篇4:国内外高校信息化的现状与发展趋势的论文
信息化给高校带来的影响与变革,或者者说,信息时期的高等教育,这是1个值患上关注与探讨的深入课题。许多专家已经经认识到,信息革命将会给人类社会带来重大变革,而且教育是1个首要方面。
二一世纪的高等教育确定是会有巨大的变化,这1点没有异议。但它会如何变化?这又是1个难以给出明确谜底的问题。咱们可以从下列几个方面进行探讨。
教育思想与教育理念
信息革命给传统高等教育思想带来巨
大的冲击,那末未来高校的任务以及功能是甚么?咱们需要从下列几个问题进行思考。如何解除教育界的“数字鸿沟”,高校信息化是不是可以给后进地区、弱势群体带来更多的以及平等的教育机会。教师在未来高校教育中的作用,新的教与学的瓜葛是怎么的。学校的正规教育与面向社会的群众教育,精英教育与普及教育,学历教育与终身学习的瓜葛等等。理顺这些问题,就可明确未来高校的任务以及功能。
多样化的教育模式
基于信息(尤其是网络)技术发生出许多新的教育模式,传统的以课堂以及教师为中心的“面对于面”的教育模式遭到了挑战。新的教育模式强调以学生为中心,强调灵便性与利便性,强调学习的主动性等,但它缺乏面对于面的交换,新的目生的学习环境酿成的难题等不利因素。因而未来的教育应该是多种模式并存的。
目前已经提出各式各样基于网络的教育模式,如e-学习(e-learning),e-学院(e-college), e-大学(e-university),e-学位(e-degree)等。那末这些模式又该如何互相结合,到达优势互补、相辅相成。这也是需要进1步钻研的问题。
信息技术的发展与新技术的采取
因为信息技术突飞猛进,新技术层见叠出难以预料。新技术的不断采取,又将带来许多新的教育模式与教育法子。信息技术的不断运用,将使网上教育真正实现四A(Anyone,Anywhere,Anytime on Anything),即任什么时候间、在任何地点、为任何人做任何事情。智能化与虚拟现实技术的利用,使智能化、沉醉式的网络教育与面对于面的现场教育缩短了距离。未来的高等教育将会以斩新的容貌呈现在众人眼前。
高校信息化的根本目的是为了提高高等教育培育学生的效力以及质量,其中提高质量是根本。在高校信息化中树立起来的1切新的教育理念,新的教育模式,新的教育法子,新的教育设施以及新的管理方式胜利与否,惟1的检修标准是,是不是提高了教育质量以及培育出高素质的人材。
篇5:国内外高校信息化的现状与发展趋势的论文
事实上,高校信息化的发展与计算机科技的发展紧密相干,因而分析高校信息化的发展可以从计算机技术发展的不同阶段入手。因为计算机技术的发展通常分为主机(Mainframe)、个人计算机(PC)以及计算机网络(Computer Network)3个时期,因而高校信息化的发展一样可以分为3个阶段。
主机时期,从上个世纪六0~七0年代起,计算机开始在高校的教学与科研流动中扮演角色。除了科学计算之外,各种计算机辅助教育软件,即CAI(Computer Aided Instruction)软件的开发前后列入国外1些高校的钻研规划中。无非因为当时计算机利用还不普及,过分集中的使用方式,缺少利便的人机交互手腕,和昂贵的价格等给CAI的实际利用带来诸多难题。
从七0年代开始,个人计算机(PC)的呈现及其普及,为CAI的钻研、发展与利用提供了前提。八0年代美国许多高校树立了CAI教室,学生随时可以到这种教室中通过计算机进行自学,也可在其中展开教学、辅导以及培训等流动。如依利诺斯大学(University of Illinois at Urbana-Champaign)是当时展开计算机辅助教学流动比较先进的学校之1,有1个很大的CAI中心。在指定的计算机试验室中,可以进行不同种类课程的教学流动。比较典型的有英语语言教学,学生可以随时通过计算机终端,自学不同程度的英语课程,这在当时已经经是很先进的了。这个时代计算机虽然在高校的许多流动中,如教学、科研、行政管理等患上到必定的利用,但只是作为传统教学以及管理的1种辅助手腕,传统的教学以及管理模式并无遭到很大的冲击,比如,“黑板+粉笔”的传统课堂教学依然占主导地位。
九0年代计算机网络,尤其是因特网的呈现,给高校的教育带来深入的影响,高校信息化进入1个斩新的阶段。咱们可以从下列方面做出分析。
传统教育模式的变革
在高校的正规教育里,信息化使以教师为中心、面对于面、“黑板+粉笔”为主导的传统教学模式遭到很大的冲击。首先,信息技术进入传统的课堂,多媒体、网络等新技术手腕取代了“黑板+粉笔”,使课堂教学更为生动、更为有效。除了此以外,信息化还带来大量网络教学的新模式,如网站教学、网络辅助教学、资源型学习、兴致学习、互动学习等。这些新的教学模式与传统的模式相比,不但情势别致,还引进许多新的教学理念,如强调以学生为中心,更为重视施展学生的主动性等个性化的教育方式。信息化不但从方方面面影响了高校的正规教育,同时使函授、业余教育等传统的远程教育,不管从内容以及情势上都起了巨大的扭转。基于网络的现代远程教育正在对于普及高等教育、提高国民素质和实现终身学习等方面发生重大的影响,已经引发不同领域专家和各国政府的高度注重。
我国高等学校大范围的信息化建设大多始于九0年代,比西方发达国家起步晚了一0~二0年。在沿海地区以及较发达的城市,高校信息化的建设最近几年来有了10分迅猛的发展,信息技术已经广泛地利用于高校的教学、科研和管理等各个领域,获得很好的效果。据清华大学计算机与信息管理中心提供的材料,清华大学目前每一学期已经有七00多门课程采取网络辅助教学,校内有两万多学生通过网络学习课程。我国基于网络的远程教育也有很大的发展,据报导,一九九九年我国仅有四所大学开始远程教育试点,在读学生最初只有七000多名。目前已经发展到六七所大学,共有学生一三0多万名。
网络化数字教育资源的建设与应用
高校信息化提供的另外一个首要机遇是,数字教育资源的同享与应用,这1点也将会扭转我国整个高等教育的容貌。尤其是因特网呈现之后,资源同享已经经国际化。从教学的角度看,通过网络的资源同享,使咱们有可能学习并享用最早进的教学内容以及教学法子,真正实现国际化的“名校名师”的教学模式。通过教学资源的同享,在较短的时间里,既可缩短我国与先进国家的差距,又可缩短我国东西部地区间的差距。从高校的科学钻研,博士生与硕士生等高层次人材培育的角度看,网上资源的开发与应用,也能够较快地缩短咱们与发达国家的差距。因而我国数字(教育)资源的建设与应用是高校信息化面临的首要课题。
与发达国家相比,应当说咱们是相对于后进的。以数字藏书楼为例,美国1个校级的藏书楼――如加州数字藏书楼(California Digital Library,CDL)就具有三二00万项数字学术资源。我国数字资源的建设还刚刚起步,中文网上资源还10分匮乏。这些现状一样会影响到高校的信息化建设。
数字校园
信息化不但影响到高校的主要教学与科研流动,带来传统教学、科研的巨大变化。同时也会给学校现行的运行体系与管理机制提出挑战,推进它们的变革。推进这类变革的动力来自两个方面,1个是信息化带来传统教学、科研模式的变化,需要新的管理机制;另外一个是以信息技术为手腕的校务管理,也需要新的机制,即需要1个数字化的.校园(Digital Campus)。数字校园的建设也是高校信息化的首要组成部份。
篇6:土木工程施工技术现状与发展趋势论文
土木工程施工技术现状与发展趋势论文
摘要:土木工程建筑施工在我们人类发展历程中已经有了两千多年的历史,而在不断的发展过程中,我国在土木工程建筑施工方面的经验也愈发丰富。自改革开放以来,我国的科技水平以及经济水平都得到了极大提高,土木工程建筑行业的发展也是随之加快,而在其发展过程中土木工程建筑施工技术的地位十分重要。因此,本文首先针对土木工程建筑施工技术的特点和现状进行了详细分析,对其技术创新进行了相关探讨。
关键词:土木工程建筑;施工技术;现状;创新;
随着社会经济的飞速发展,人们的生活水平越来越高,因此对于生活品质的要求也是愈发增多,提高了对土木工程建筑质量的重视程度。土木工程建筑施工技术水平直接决定着土木工程的建筑质量,当前人们对于土木工程的功能以及美观性的要求越来越高,所以土木工程建筑企业必须不断地进行现有施工技术的优化,同时还应该积极地探索新的施工技术,从而保障自身企业持续的发展下去。
1、土木工程施工技术现状以及特点
1.1、土木工程建筑施工技术现状
建筑行业是我国支柱性的行业,在很多方面都具有极大影响。而土木工程建筑施工技术作为建筑工程的核心,一旦其发生问题,那很有可能为后续工作埋下严重隐患。我国当前的土木工程建筑施工技术现状具体表现在以下几方面。(1)很多土木工程所使用的技术还未达到先进性这一特点,而这种情况的出现和经济因素有着十分紧密的关系,短时间内很难得到根本性的改善,属于一项系统,长期的工作内容。(2)土木工程建筑施工技术理念以及体系等各个方面都需要进行较大的革新[1]。我国当前还处于发展阶段,这就需要全国范围内所有工作进行积极配合,只有这样才能够得到理想的成绩。而从土木工程角度来说,施工技术还是偏向于传统层次,还未能进行大量创新,而这一点严重的影响到国家持续发展目标的实现。
1.2、土木工程建筑施工技术特点分析
土木工程建筑施工技术具备综合性以及多样性等特点。有些土建工程项目从表面来看并无差别,但在实际施工中就会发现所使用的施工技术不可能完全相同。这主要是因为在施工技术的选择上不仅仅需要考虑到业主的实际需求以及工程项目的实际情况,还要考虑到工程所处地区的环境影响。每一个土木工程都是各具特色的,所以选用的`施工技术也具有极大不同。除此之外,土木工程建筑施工技术十分复杂,首先就是因为土木工程项目施工条件不确定,虽然在施工之前能够预测到一定情况,但是却不能把所有情况都预测到。另外,实际施工需要多个部门的相互协调,而这也在很大程度上使得施工复杂度提升。
2、土木工程建筑施工技术的创新
2.1、创新深基坑支挡技术
现阶段,创新深基坑支档技术主要表现如下。
(1)锚和桩相结合的支挡体系。
(2)承重结构和支挡相结合。
(3)旋挖等方面,其中地质条件复杂的施工地区,可以创新设置锚和桩相结合的支挡体系,利用锚套管,灌注桩等工艺来进行施工活动的开展。
而承重结构和支挡相结合,这主要就是在土木工程中一体化建设地下连续墙,临时支档桩,永久性桩等结构,在满足承重和支档要求的基础上,提高建筑施工效率,减少各方面施工经济成本[2]。而在桩孔柱状施工过程中常常会用到旋挖技术,其能有效保证成孔质量,消除其他不良因素干扰。
2.2、创新新型预应力
预应力施工技术是土木工程建设施工技术的重要组成部分,尤其是其体外应力技术,是现代预应力施工技术发展的综合体现。通常在一些特种结构,混凝土道路以及跨度比较大的土木工程中会运用到体外预应力施工技术,在钢筋张拉力施工开展时,将预应力钢筋放置在混凝土截面,实现预应力技术功效。而创新预应力技术形成的新型预应力施工技术,主要包括无粘接和有粘结两方面[3],其中无粘接预应力施工操作方式相对简单,摩擦损失较小,可以有效应用于单根张拉施工,而有粘结的体预应力技术则能使后期施工维护工作更方面进行,其摩擦力也较小。由此可见,不同于传统的预应力施工,体外预应力使用更加的合理,并且对于工程施工经济效益的提升也有着极大的促进作用。
3、结语
综上所述,随着社会经济的高速发展,土木工程建筑施工受到更多人的关注,探究更先进的施工理念和施工技术是保障土木工程建设动力不断的有效途径,因此在工程实践中,建筑施工人员应在现有施工理论和施工技术的基础上,不断创新发展,高效,有机整合资源条件和施工技术,促进土木工程建筑施工质量的提高。除此之外,企业还得认清自身情况,对于存在问题的地方应该进行改善,同时还要不断对施工技术进行创新,与时俱进,从而实现建筑行业的持续发展。
参考文献:
[1]孟虹。土木工程建筑施工技术现状以及创新探究[J]。建筑工程技术与设计,,19(21):139—140。
[2]许鹏。土木工程建筑施工技术现状以及创新探究[J]。工程技术:文摘版,2016,34(8):26。
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篇7:激光切割技术现状与发展趋势论文
激光切割技术现状与发展趋势论文
激光切割技术现状与发展趋势论文【1】
摘要:介绍了激光切割技术的现状及发展趋势,提出了该技术的发展日标及需要解决的技术问题。
关键词:激光切割机 现状 发展
引言
激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。
它占整个激光加工业的70%以上。
激光切割与其他切割方法相比,最大区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。
同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切缝边缘垂直度好、切边光滑、切割过程容易实现自动化控制等优点。
可切割碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶、布、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等。
激光切割板材时,不需要模具,可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能大大缩短生产周期和降低成本。
因此,目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。
近年来,激光切割技术发展很快,国际上每年都以15%一20%的速度增长。
一、概述国内外激光切割应用现状
激光切割是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。
以日本为例,目前已拥有CO2激光切割机2万多台,约占全球激光加工机总量的1/3,其中80%为激光切割设备。
据统计,自1995年以来,年生产C02激光切割机已超过500台左右,其中YAG激光切割机100多台。
而我国至今却只有600多台套激光切割机在使用中。
因此,在我国,激光切割技术的推广和应用潜力很大。
随着我国国民经济的飞速发展,许多传统产业需要改造,许多钣金加工领域有待开发,许多工业城市也需要建立激光加工中心。
二、激光切割技术发展趋势及特点
1.高速、高精度激光切割机
由于大功率激光器光束模式的改善及32位微机的应用,为激光切割设备的高速、高精度创造了有利条件。
目前国际先进水平的激光切割机的切割速度已达到20m/min以上,两轴快速运动可达250m/min,加速度最大为109,定位精度达0.01mm/500mm。
采用高速、高精度的激光切割机,在切割板厚lmm,直径10mm的小圆时,每分钟能切割500多个,而其直径误差不大于50mm,实现了真正意义上的飞行切割技术。
2. 厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割机
如上所述,随着可用于激光切割激光器功率的增大,激光切割正从轻工业薄板的钣金加工向着重工业厚板切割方向发展。
6kW大功率激光器,能切割低碳钢板最大厚度达32mm的大尺寸工件。
由于厚板激光切割技术的不断改进,目前已经尝试使用3kW的激光器切割通常需要用6kW激光器才能切割的32mm厚的低碳钢板.并已用于试生产。
此外,激光切割机的加工尺寸范围也在不断扩大,目前生产最大激光切割机的机宽可达5.4m,长达6m。
这都说明了厚板、大尺寸激光切割技术正在逐渐提高。
3.三维立体多轴数控激光切割机
为了满足汽车、航空等工业的立体工件切割的需要,目前已发展了各种各样的5轴或6轴三维激光切割机,其最大加工工件尺寸可达3500mmx1200mm,数控轴数达到9轴,加工速度快,精度高,在6.2m范围内加工误差仅在0.1mm之内。
在先进国家的汽车生产线上,YAG激光切割机器人的应用愈来愈多。
目前,三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展,其应用范围将会愈来愈大。
三、激光切割技术发展前沿
自1960年红宝石激光器问世以来,激光加工技术至今已发展到第三个时期了。
为了实现上述技术的持续发展,在2l世纪初,激光切割需要研究、开发和解决的主要问题如下。
1.激光器的改进。
包括2kW级以上CO。
激光器光束模式的改善、YAG激光束发散角的减小和超小型大功率气体激光器的开发等。
2.光束传导系统功能部件的研究。
提高大功率激光光束传递和聚焦光路系统的可靠性及性能,包括大功率光路系统中热变形补偿及其监测系统的研究、光轴的自动调节系统及防反射光光学系统的开发和YAG光导纤维传送系统的小型化及消除象差等问题的解决。
采用补偿控制等方法使切割工作台超高速化、高精度化,提高激光切割机器人的移动速度和精度,NC控制计算、处理的高速化等。
3.切割软件的功能改善及激光切割T艺控制。
利用CAD/CAM.研制高速自动示教编程系统,以缩短三维立体激光切割机的编程时间。
开发快速的、空间的高分辨率传感器及其监测系统等,建立适应性控制。
四、数控激光切割机技术发展目标
1.高速、高精度激光切割机及切割工艺
我国的数控激光切割机生产,经过近的发展已取得了很大成就。
但与国外先进产品相比,还有较大差距,主要表现在切割机的运行速度低,动态精度差,配套功能不够,切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。
为了进一步提高产品质量和生产率,必须生产出新型的高速、高精度的激光切割机,以满足国内日益增长的生产需要,数控激光割机应具备专用切割工艺参数,配有激光专用自动编程系统及自动排料、套料系统,减少编程时间,提高板材利用率。
数控激光切割机如安装交换工作台,则可以大大提高生产率,充分利用激光能源,降低生产成本。
2.厚板激光切割技术及其设备
由于大功率CO2激光器光束模式的改进和激光切割技术进步,使厚板激光切割技术的应用逐渐增加,同时由于切割工艺采用CNC控制激光切割精度高,因此,用激光切割代替等离子、氧乙炔为主的中厚板切割的趋势正迅速增长,激光切割正从轻工业的`钣金加工业向建筑机械、桥梁、造船等重工业方向发展。
3.三维高精度大型数控激光切割机及其切割
工艺技术三维数控激光切割机主要应用于汽车制造、航空、建筑及难以加工的大型立体钣金件。
其主要特点是:床身刚性好、加工范围大;龙门式结构能实现高速、高精度的切割;三维激光切割头不仅能沿X、Y、Z轴作直线运动,且能进行C轴旋转.数控系统采用5轴或6轴联动系统,具有空间立体编程简单、操作方便和可靠性高的特点。
目前国内企业对三维激光切割机已经有需求,随着市场和经济的快速发展,在汽车、航空、机车及工程机械等行业对三维激光切割机的需求将会不断增大,因此,开发出性能好、工作可靠、使用方便的三维激光切割机,将使我国激光切割机的水平大大提高一步。
五、总结
随着装备制造业的快速发展,我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期,年增长率达50%以上。
应用行业包括:汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。
在全国激光加工学术年会上,专家们认为:到“十一五”末期,我国每年至少需要1500多台套高功率数控激光切割机,到“十二五”末期,我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000台套,其中除了通用的激光切割机之外,对高速高精度激光切割机、大幅面厚板激光切割机、三维立体数控激光切割机、航天航空用有色金属激光器切割机等高性能激光切割系统的需求也与日俱增。
参考文献
篇8:数控技术现状与发展趋势探讨论文
引言
数控技术主要是通过数字信息来达到机械运动与工作行程相关操作做对应的操控技术,这种技术是将传统机械制造人工相关技术、现代操控技术、计算机技术、传感检测技术、光机电技术与网络通信技术得到高度结合后产生的现代性的制造业技术,其操作具有较高的精确性、高效性、智能化等特点,因此可以达到制造业操控的更高水平。数控技术在一定程度上是实现自动化制造的基础条件,同时也是现代制造业发展的关键之处,对于一个国家与企业的工业现代化水平而言,可以通过其数控技术相关水平与装备数量做对应衡量。
1我国数控技术发展现状
当下我国数控相关产业基地已经形成,例如华中数控与航天数控都属于当下具有相当规模的大批量生产的数控系统厂商,在相关研究结果与技术的商品化发展之上构建了大量的数控厂。相关生产厂家构成了我国当下的数控产业生产研发基地,数控技术的发展在我国当下已经初具规模。同时对于数控技术而言,大部分技术已经掌握,同时已经做好了商业化、产业化开发利用的状态,为企业与相关产业的发展赢得了利润与发展动力。整体的产业发展已经进入一种常规的商业运作的循环状态。
2我国数控技术发展问题
2.1数控系统与功能部件水平落后
当下数控技术相关产业的发展受到数控系统与功能部件水平落后的现状而出现发展前进的强大制约。国产中档型数控系统在国内的整体市场中占比为35%,高档型占比95%,其他需要进口来有效支持。功能部件在国内市场中的总体份额占比为30%,中高档型占比相对更低,台湾产占比50%,欧盟与日本等占比20%。
2.2高档数控机床技术有待提升
高速、复合、智能与高精等典型性的高档数控机床技术在一定程度上虽然获得的一定的发展,相关新产品与技术也得到了推进,但是与国际高水平对比,目前我国的高档数控机床技术仍旧处于较为滞后的状态,部分高精尖技术仍旧没有得到充分地掌握,而多数掌握的技术都属于较为基础的技术。对于动态综合补偿技术、高速高精运动控制技术、智能技术、复合加工技术与高精度直驱技术等都存在技术水平的较大差异,与产业化发展仍旧有较大距离。同时也没有建立起以企业为主题、市场为导向以及产学研用一体的研发体系,相关行业自主创新发展仍旧没有高新技术作支撑。
2.3缺乏自主开发与自主品牌竞争力
当下我国数控机床骨干技术的研发条件较为薄弱,资金运用率较低,可持续性的投入能力缺乏,没有关键性的技术与技术突破做支撑,人才结构配置不科学,零部件支撑能力相对较弱,没有形成较为完善的产业研发体系。
3我国数控技术未来发展趋势
3.1高速与高精尖技术与装备发展
为了提升企业与相关产业在国内与国际市场上的竞争力,优化产业结构,提升产业所带来的实际经济效益与社会效益,需要不断地缩短技术装备生产周期,进而有效地提升产业与企业在市场中的竞争实力。其操作主要是通过提升产品所在的档次与质量来完成,高速与高精性加工技术可以在一定程度上有效地提升生产效率。
3.2智能化、开放性与网络化的发展
虽然当下的数控技术已经逐步朝着智能化、网络化等趋势发展,但是在一定程度上其技术运用的广泛性与深度性还有待加强。产业与企业自身为了获取更高的利润,在先进技术的'运用上仍旧处于滞后状态。其原因在于先进技术的运用所节省的成本远远低于其采用传统人力成本更高。特别是先进技术使用所带来的设备采购成本与日常技术维护保养成本,并不能达到更优于传统人工操作成本效益。智能化、网络化与开放性所带来的实际作用远远高于当下我国数控技术发展的水平。相关的研发也是市场所需的必然趋势,虽然目前应用尚且不广泛,但是也不能否定其发展的未来价值。智能化系统主要是包括智能诊断、监控等技术方面,可以有效地便于系统的诊断与维修保养。智能化自动变成与人机界面等技术,可以有效地将变成与操作更加的智能化;驱动性与使用连接也能达到智能化操作;在加工效率与质量水平上也可以通过智能化来有效控制生成。开放式数控技术主要是在系统的开发上可以放在统一性的运行平台上操作,可以达到一定特性的品牌产品。开放性可以在变化、扩充与裁剪数控功能等方面展开对机床厂家与客户端用户的服务,完成系列化与快速,达到不同品种与档次开放式数控系统的展现,可以依据用户个性化应用与技术诀窍做有效集合来生成其控制系统。网络化主要是可以有效地达到生产线、制造系统与制造企业在信息集成方面的需要。在国外著名相关单位已经得到了有效的应用,已经形成一定未来发展趋势。
4结语
数控技术当下在我国发展水平较低,需要充分依据实际情况,做产业结构的调整,注重高精尖技术的开发运用,提升生产效率与质量,从而获得市场的认可。
参考文献:
[1]李国巍,王盼,孙凯旋,等.数控技术现状与发展趋势[J].黑龙江科学,,7(7):14-15.
[2]刘文瑞.浅析数控技术现状及发展趋势[J].电子制作,(6):269.
篇9:变电站综合自动化技术的现状与发展趋势论文
摘要:本文对变电站自动化技术的发展过程和现状作了论述和分析。提出了变电站自动化发展趋势。变电站自动化技术在城农网建设改造工作中,无论从其技术性、重要性、投资数和任务量占有相当的地位,为此阐写本文与读者探讨。
关键词:变电站;综合自动化;发展趋势
一、目前国内变电站自动化技术
变电站综合自动化的发展历程按时间顺序可将变电站自动化系统的发展历程分成叁个阶段:
第一阶段面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式(始于20世纪80年代);
第二阶段面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式(始于20世纪90年代):
第叁阶段面向间隔、对象设计的分层分布式结构模式(始于20世纪90年代末期),是当前最为普遍的一种模式。
(一)现场单元功能与性能
在全分散式变电站自动化系统中,特点之一是以变电站一次设备(如高低压开关等)为单位,在一次设备现场配置监控和保护的现场输入输出荤元。如前节所述,现场单元可以是监控和保护二合一装置,亦可以保持相对独立,但有一点是共同的,就是现场单元要求能独立完成监控和保护的功能。
监控现场单元的基本功能为遥测量采集及计算,遥信采集及处理,电能脉冲采集及累计,遥控命令接收与执行,对关键芯片的定时自检,与保护单元的通信(当与保护单元保持相对独立时),当地显示。
保护现场单元的基本功能为根据安装单位的继电保护配置完成保护功能,接收与执行后台机下发的保护定值修改,自检功能,发送保护装置的工作信息、告警信息、动作信息、自检信息,与上级对时,接收与发送上级对保护装置整定值和测量值的查询,保护装置复归,当地显示。
(二)网络结构与通信
在变电站自动化系统中常用的串行通信接口RS-232C,RS-422/485虽有接口标准化、规范化和多数智能单元IED接口方便的优点,但不足之处是RS-232C通信有效距离短(15m),而RS-485总线为主从结构,主接点工作繁忙时,影响系统性能和可靠性。
因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。
计算机网络内计算机之间是相互独立的和平等的(Peer to Peer),目前国内推出的系统采用较多的是现场总线型通信方式,如CAN及Lon-Works。现场总线网是一种多点共享的广播通信信道网,较点对点通信信道网(星形网)为优,各结点连在一条总线上(亦可采用冗余总线),不象星形网二结点间通信需通过中心结点。
二、变电站综合自动化技术的发展趋势
变电站自动化系统无论国内外均是向全分散式系统发展,并与计算机技术、网络技术和通信新技术紧密联结,未来变电站自动化新技术动向主要有以下几方面。
(一)系统结构
从变电站自动化系统的设计思想角度来看,设计者对变电站测控的看法已实现从局部到整体的转化。目前的变电站自动化系统中,面向对象技术已成为一个十分流行的趋势,即不单纯考虑某一个量,而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置,以完成特定的功能,从而保证了系统的分布式开放性。
设计思想的发展导致了系统结构的发展,塬先的自动化系统基本只能集中配屏,由于面向对象设计思想的深入以及一次设备的整体化设计,系统结构将由集中式向部分分散式或全分散式发展,变电站内可能将不再具有规模庞大的测控屏以及大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆,全部测控装置下放在就地,实现所有功能,而在控制室,取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的'便携机。
(二)通信及规约
一个典型的变电站自动化系统,可分为叁个层次,(如图1所示)。叁个层次分别为:
①现场I/0层,用于和现场一次设备的信号和控制相连;
②通信层,完成上位I(Workstation)和数据终端设备(DCU)的数据和命令传;
⑨计算机管理层,完成相应的SCADA及变电站管理功能以及其它相应的辅助功能。由图可见,通信层在这里起着举足轻重的作用。网络技术的普及化更使自动化系统发生了根本的变化,这些变化将集中表现在以下几个方面。
l、在测控单元和通信单元之间
首先是将引入现场总线技术,由于分散式系统的推出,成百个CPU将在变电站之内运行,传统的RS-485通信已不能胜任此项任务,而现场总线技术不仅具有高速(达1 MHz及以上)传输特征,并且具备”多路侦听,自动上送”的功能解决了多CPU系统的信息传输及突发事件优先传输的问题。
国内变电站自动化已大规模推广并已有大量变电站实现无人值班,作为”枢纽工程”的通信系统,必须采用双网络来提高系统的可靠性。在通信媒介方面,光纤是较为理想的通信媒介,但由于价格及施工方便等方面的因素,双绞线仍将被普遍采用;在通信协议上。
2、在当地计算机和通信单元方面
由于利用变电站自动化来实现无人值班,因此其传递的信息容量将很大(不仅要传递监控、保护的信息,还要传递数字电量、录波及其它安全自动装置的信息)。这样大容量的信息用RS-485来传输显然已不行,而事实上,计算机(工作站)及LAN技术已十分成熟,利用LAN来传输信息已成为近距离计算机通信的优选方案。
因此在通信单元和当地计算机间将用以太网来连接,遵循IEE802.3标准,按TCP/IP协议以10 MHz/100 MHz的速率传输信息。当地计算机可用PC或工作站,软件建立在同- TCP/IP协议上,可互相通用。从系统整体的可靠性考虑,配备双通信单元、双以太网、双计算机实现信息的传输及管理。一般来说,该方案的通信媒介大多采用双绞线。
3、与多个控制中心的连接
与控制中心(远方计算机)的连接突出地表现在通道和通信协议上。在通信通道上,有传统的微波、载波、光纤、卫星等传输链路,这些通道基本上是专线或临时专线。
而近年来发展的网络技术可为其提供一个或多个虚拟通道,尤其是国家电力一级数据网的建立,为这种数据传输方式提供了强有力的手段;在通信协议上,传统意义上的RS-232链路已有国家标准IEC 60870-5-101支持;在实时数据网上,可利用TCP/IP协议数据上网,上网方式可以是RS-232标准,亦可能按IEE 802.3标准。
(三)系统性能
由于变电站自动化已大量应用于各电压等级的变电站,且已有大量变电站实现无人值班,因此在可靠性方面的研究将是持久的。可将可靠性分为二部分:一部分是系统本身的,如控制器工作的电磁兼容性、软件容错技术、软件冗余技术、工艺结构等;另一方面是对外界因素的抵抗能力,如雷电、过流、过压、强震以及高低温、湿度等环境因素。
三、结束语
随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统,已经成为必然趋势。
篇10:浅析国内液压测试技术的现状与发展趋势论文
0概述
液压测试技术作为液压元件及液压系统研制和生产的关键技术,是验证产品性能指标,可靠性,寿命等的重要手段。长期以来,由于国内液压产品的自主知识产权不多,测试设备的投入较大等因素,液压测试技术未得到深入的利用和有效的重视。液压测试设备在军工行业相对投入较多,在民品领域,尤其是主机单位仅仅只是做一些必要的验证,甚至很多均只是进行随主机考核试验。
进入21世纪以来,随着中国经济的快速增长,国家发展军工行业,发展民用高端装备制造业的决心和能力逐步增强。尤其是金融危机以来,民用主机厂家及液压专业厂家因转型升级的需要,自主研发的动力极大提升。在此背景下,液压技术作为军民用高端装备制造业的关键技术,得到了比较大的推动。液压测试技术也因此呈现出较大的发展变化。
1液压测试技术现状
液压测试技术经过最近十年的发展,从传统的以稳态测试为主,仅满足一些必要的工作应力和环境应力模拟,逐渐过渡到关注动态性能,微观特性以及系统匹配性能等测试技术。液压测试设备从手动操作,二次仪表显示逐步过渡到以计算机为测控中心,兼具数据处理、分析的复杂系统技术。其主要技术特点主要有以下几个方面。
1.1测试设备智能化
主要指的是根据通信技术,网络技术,智能控制技术,信息处理技术等汇集而成的针对液压测试设备及技术的应用。测试设备智能化的重点及方向主要有下述五个方面。
1)执行器件电控化
为了实现计算机测控,液压测试设备的各类控制阀等执行元器件必需实现电控操作。尤其是液压调节单元和液压加载单元需要应用比例伺服技术或数字控制技术。比例伺服技术应用较多,响应较快。数字控制技术主要应用在一些高压场合的溢流阀、节流阀,重复精度较高。
2)自诊断技术
随着测试设备的技术越来越复杂,价值越来越高,保护设备和被试产品的安全越来越重要。设备异常报警功能可以保护测试设备的正常运行。故障诊断功能可以帮助一般的技术维护人员也可以及时排除设备故障。同时,产品健康预警技术对被测试产品在测试中的故障先兆可以及时发现识别,报警并停机,避免被试产品彻底损坏,对分析产品的故障症候尤为关键。自诊断技术应该在某些关键点采取冗余设计的方法。
3)测试工艺自动化
测试工艺员可以根据产品的试验流程,事先设置试验工艺路线及合格判据。由测试设备根据事先设置的程序进行试验,减少人员的工作量,避免人为测试误差的影响。应用于批生产试验及寿命试验可以较大提高测试效率及测试质量。
4)产品装夹自动化
液压产品与测试设备的连接较复杂。比如,液压泵的连接,既要对接传动轴,又要连接不同的油管。装拆复杂,费人工,效率低。滴落的油液也不环保。使用自动装夹的目的主要是减少人员的工作量,提高效率,并达到在装拆产品过程中油液尽量不溢出。
产品自动装夹系统主要由自动传送系统,自动对中系统,自动夹紧系统,自动连接管路系统,自动注排油系统等组成。目前欧美国家液压测试设备仅具备部分自动装夹功能,如自动夹紧,自动注排油,管路连接使用快换接头等。日本盛和工业(CSEIWA)的技术较完备,成熟。但待试产品要人工预先装在专用工装上,才能进行自动装夹。实际上并没有省人工,仅仅只是省了测试设备等待装拆的时间。中航力源液压公司近年来致力于研究自动装夹系统,目前已取得了一些突破,既可以省人工,也更省设备等待装拆产品时间。该项成果应用在批产试验台上将大大提高测试效率。
5)仪器仪表在线校验
仪器仪表作为液压测试设备的检测系统,测试数据的准确性非常重要。因此,需要定期或不定期进行校验。传统的校验方法需要把各种传感器、二次仪表拆下来送检。如果配置的是计算机测试系统,需要拆信号传感器、板卡等送检,很不方便。因此,在线校验测试系统越来越得到用户的共识,同时还可以消除信号导线不同带来的微小误差。在线校验主要采用比较法进行静态标定。
1.2动态性能测试
液压产品的动态性能测试主要是考核产品对激变因素的响应及调节适应能力,测试产品的.动态性能可以为液压系统匹配提供依据。这就需要测试设备具备模拟激变因素的功能以及测量系统,才能准确地测出产品的动态特性。针对一些响应时间较慢的传感器,如流量计,可以使用压力传感器经换算得到瞬时流量值。动态性能测试常用的测试项目主要有系统阻抗测试,压力脉动测试,最大瞬时压力测试,阀启闭特性测试等。
1.3特种试验
针对液压元件的某一结构或某一性能进行深入的测试研究,便于查找产品缺陷,提高性能。因此,也需要配备专用的特种性能测试设备。比如:研究液压泵流量脉动的流量脉动测试台;考核结构强度的压力脉冲测试台;研究液压泵摩擦副的配油盘油膜承载能力测试台;研究油液清洁度对液压产品性能、寿命影响的污染耐受度测试台等等。
1.4节能环保技术
基于资源的短缺及生态的需要,为促进经济可持续发展,倡导绿色工业,国家出台了一系列节约能源和环境保护的法律法规。液压测试设备也应该充分考虑节能环保技术的应用。
1)节能技术
长期以来,液压测试台对被试产品的加载均使用的是节流或溢流加载。不但造成了加载功率全部损耗,同时因油液吸能温度升高,还要采取冷却措施,耗费了大量的能源。尤其是生产企业大批量的生产试验耗能更多。因此,液压测试设备需要采用功率回收技术,达到节省能源,降低成本的目的。
功率回收技术一般主要有机械功率回收,液压功率回收,电功率回收三种。机械功率回收和液压功率回收适用范围较窄,控制不便,较少使用。由于变频技术的发展及价格下降,目前电功率回收技术得到了较多的推广应用。液压测试台因既具备能源电动机又具备加载发电机,采用共直流母线的电功率回收方式性价比较高。根据液压元件及液压测试系统的效率不同,功率回收效率不尽相同,一般可以达到65%左右,设备运行2-3年即可收回投入成本。
2)环保技术
液压元件及系统的环保技术主要涉及三个方面:一是降低工作噪声。为了避免测试设备本身工作噪声对被测产品的影响,需要设置专用的噪声测试间,单独把被测产品进行隔离测试。目前国内仅有极个别航空航天研究院所具备测试能力,绝大部分的单位均无液压产品工作状态下的噪声测试手段;二是防止渗漏油。主要研究液压产品的动、静密封性能,需要配置专用的动、静密封测试台;三是环保工作介质的研究。比如:水液压系统,芬兰的Tampere工业大学有较成熟的研究,国内浙江大学也有一些研究成果,但要完全取代液压油还有很多困难。
1.5外观机床化
老式的液压测试设备主要以敞开分布式为主,便于搭建,维护。近年来,随着集成阀块的大量应用以及人们对设备安全性,人性化的要求提升。液压测试台逐渐向集成化、封闭式的机床化方向发展。
篇11:浅析国内液压测试技术的现状与发展趋势论文
国内液压测试技术经过多年发展,在硬件方面基本达到了欧美日等国家的水平。但在帮助液压产品研制的方面,缺乏对试验方法的理论支撑,在分析试验方法和辅助分析软件应用等方面差距较大。因此,今后液压测试技术除了继续完善提升现有技术外,应该在以下方面着力加强。
2.,模拟主机环境的测试技术
所有液压元件及液压系统技术参数的测试验证,应该尽量模拟主机装机的真实运行状态和考虑工作环境的影响。只有贴近真实环境的测试,才能研制出合适的产品。既不会达不到设计指标,也不会造成较大的设计余量。尤其是液压泵、液压马达、液压阀等液压核心器件更应该予以考虑。比如:同一台液压泵,装在起重机和挖掘机上,虽然工作压力及转速都没有超过液压泵额定值,因运行状态不同,寿命肯定不同,且差异可能还比较大。
1)随机载荷谱的研究
绝大部分机器的运行都是无规律的,所承受的载荷也是随机的。但因机器的不同,随机中又有一定的规律可循。因此,需要根据主机的运行状态,研究相适应的随机载荷谱用于测试产品。国内在材料强度等领域有一些研究及应用,但在液压行业,几乎没有进入实用阶段的研究,国标规定的测试载荷谱也不是随机载荷谱。
2)模拟环境因素的测试技术
液压产品在装机运行中,工作性能总是受到运行环境因素的影响。比如,因主机工作带来的振动,因天气变化带来的环境温度及工作介质温度的变化,因高海拔地区带来的大气压的变化等。因此,液压产品在研制过程中,需要模拟各种环境因素并在这些复合应力的共同作用下测试产品性能,才能更加真实地反映产品装机性能。军品领域很早就开展了相关工作,早期主要是非工作状态下各种环境因素分别施加测试,以后逐渐过渡到工作状态下同时施加某几种环境因素(如:振动,环境高低温等)。对民品领域的液压产品,试验室条件下的环境测试工作几乎是空白,主要以随主机考核为主。今后该测试技术的发展必然是液压产品在工作状态下,多种环境因素同时施加测试。某航天研究所搭建的液压产品三综合测试台,可以在液压泵工作状态下,同时施加振动因素(通过振动台),环境温度因素(通过高低温箱)进行试验,对产品的研制起到了重要的作用。
2.2模拟主机系统的测试技术
该技术需要按主机液压系统的配置情况及相对位置,按1: 1的比例,在地面搭建系统测试台。目的主要是为了测试各液压元件和液压系统的动态性能。通过先期测试验证,得到优化匹配的液压系统。航空领域的“铁鸟”台,潜艇领域的“铁鱼”台等就是运用的此类测试技术。
该类测试技术的难点主要有两方面。一方面是加载装置的设计。需要模拟主机运行时承受的各种复合载荷;另一方面是辅助分析软件的应用。今后,系统匹配测试应该是半物理和分析仿真软件的有机结合。
2.3加速寿命试验技术
寿命试验是液压元件及系统必需要做的测试项目。随着国内装备制造业的不断发展,对液压产品寿命的要求也不断提高,一些要求高的主机提出的寿命要求甚至达到3万小时。按一年365天,每天24小时不间断试验,都需要三年半。如果其中有一些问题需要反复,加上测试设备也需要维护,试验时间就更长了。因此,加速寿命试验就成为了必然的选择。
加速寿命试验的统一定义最早由美罗姆航展中心于1967年提出,加速寿命试验实际上是在进行合理工程及统计假设的基础上,通过提高产品的试验参数,如转速、压力、动态冲击频率等,利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的信息进行转换,得到产品在额定应力水平下的特征可复现的数值估计,但不改变产品失效分布的方法。俄罗斯苏一27飞机主液压泵采用的就是加速寿命试验,加速比达到了1:8,也即是加速试验1h,等同于可靠性寿命达8小时。国内航空领域,中航力源液压公司、南京液压中心在液压泵加速寿命试验方面开展了一些研究应用。但总体来说,缺乏足够的理论及实践基础,难以形成普适性的加速寿命测试方法。今后,应该借助国家项目,采取院校与企业联合的方式,结合国外的专业技术公司,研究液压产品加速寿命测试方法,有效缩短产品的研制周期及试验成本。
2.4修订国家标准
国家标准是一个国家指导行业发展的规范、准则。有关部门应该积极组织相关院校、科研院所及企业,及时总结国内液压测试技术一段时间以来的成果和经验,充分考虑今后的发展趋势,及时修订完善或制订新的液压测试标准。从国家层面,引导整个液压行业的提升和发展。
2.5数字化测试工作平台
通过平台软件的规划管理,最大限度地提高测试效率。为企业提供测试协同工作平台,使液压产品测试的准备、执行、分析、评估四大阶段处于自动和受控的状态,对测试工作各阶段的工作进行专业协作,帮助企业从测试数据中获取知识和经验,达到改进产品设计,提高产品质量,提升企业生产力和竞争力的目的。
3结束语
借助我国大力发展军工行业,发展民用高端装备制造业的契机,国内液压测试技术未来将会得到越来越多的重视。液压行业各院校、研究院所及企业对液压测试设备在性能及数量上均会有更多的需求。
当然,液压测试技术是为液压产品服务的。液压产品需要在生产流程及工艺方法上固化、提高,使各批次的液压产品性能的稳定性、一致性得到强化,液压测试技术才能有效促进液压行业的发展。
篇12:飞机发动机油液故障诊断技术的现状与发展趋势论文
飞机发动机油液故障诊断技术的现状与发展趋势论文
飞机发动机是一种典型的现代机械设备,长期处于高速、高温、过载荷、大机动、起落频繁等苛刻条件下,摩擦磨损严重,致使故障率较高,发动机的寿命缩短,这些都已成为制约飞机性能和可靠性的主要因素,因而发动机的状态监测与故障诊断显得非常重要。发动机的运动部件几乎都是通过润滑油来减少摩擦,磨损产生的磨粒除了少部分沉积外,大部分悬浮于循环的润滑油之中,因此应用于发动机故障诊断中的油液分析技术,具有其他方法不可替代的优势。
飞机发动机油液故障诊断技术通常包括常规理化性能分析、光谱分析、铁谱分析、磁塞监测和颗粒计数器等方法。
1 常用的油液故障诊断技术
1.1 常规理化性能分析
常规理化性能分析是指采用油料化验相关的物理化学方法,按照国家、地方、行业或企业标准,对润滑油的各项产品理化指标进行检测。常规理化性能分析方法具有设备成熟、操作便利、经济性高等特点,是油液分析技术中一种最为普及和认可的方法。
飞机发动机故障诊断中,一般选取滑油的运动粘度、闪点(多为开口) 、酸值、水溶性酸或碱、水分、机械杂质、氧化、硝化、颜色及添加剂含量等指标作为分析的项目。各类润滑油在这些分析项目上都有各自的正常值控制标准,例如表 1 列出的'928 航空润滑油的基本技术指标。
1.2 光谱分析
光谱分析技术可用于物质分子结构和物质化学组成的研究。近年来光谱分析技术大量应用于润滑油中各种微量元素浓度的测定研究之中。通常以10-6(ppm)为单位,表示这个相对浓度的测量结果。高经纬等人针对军用装备油液分析的特点,提出了一种基于混合深浅知识的光谱油液分析专家系统知识库的建立和实现方法,在工程实际使用中具有一定的价值。任国全等人详细研究了基于油液光谱分析诊断系统 SADS(Spectrometric AnalysisDiagnosis System)的自行火炮发动机磨损故障诊断专家系统,实例证明该系统具有较强的诊断能力。
通过研究润滑油中磨损磨粒的化学组成及含量,从而监控诊断飞机发动机润滑系统的磨损故障,一般适用于尺寸范围在 5μm 以下的磨粒。由于光谱分析技术分析速度快、分析精度高、样品用量少,因而在飞机发动机故障诊断中得到了广泛应用。根据光谱元素分析,可以确定合理的换油期,查明发动机磨损的部位和磨损程度。
1.3 铁谱分析
铁谱分析技术是一种借助高梯度的强磁场作用,将机械磨损磨粒按尺寸大小依次沉积到透明载体上,然后进行光学测量、观测和解析的监测技术。铁谱分析技术覆盖了大多数磨粒的尺寸范围,可以观测磨粒的表面形貌,测量磨粒沉积区的光密度,因而在不拆卸、不停止设备运转的条件下就可了解设备磨损状态、分析磨损发展趋势、预报磨损故障。
2 常用油液故障诊断技术分析比较
以上介绍的几种可用于发动机状态监测与故障诊断的润滑油分析技术各具特点。但任何一种单一的方法都不可能全面地给出分析研究所需的信息和数据。在对发动机进行监测时,各种分析手段所测出数据是各从一个方面来监测润滑油中磨粒的变化。
3 结 论
由上述分析比较可知,每种油液故障诊断分析技术各有其适用范围和优缺点,采用单一的油液分析技术无法全面分析飞机发动机的故障。综合应用多种油液分析技术,从不同角度分析整合获得的数据信息,才能对发动机进行科学、高效、全面、准确和快速的故障诊断。
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