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管殼式換熱器在現(xiàn)代工業(yè)中占有十分重要的地位，特別是在動(dòng)力、能源、化工、空調(diào)制冷、石油、冶金、核能等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極為廣泛，它是工藝流程中的一種主要設(shè)備。傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器存在流動(dòng)死區(qū)，易結(jié)垢，無(wú)法充分利用傳熱面積從而導(dǎo)致傳熱系數(shù)低，壓降大，管束易產(chǎn)生流體誘導(dǎo)振動(dòng)等缺點(diǎn)。高效的管殼式換熱設(shè)備能從多方面節(jié)省能源的消耗：一方面可以節(jié)省驅(qū)使換熱器中冷熱兩種流體的運(yùn)動(dòng)所需的功耗，同時(shí)換熱面積的縮小可以減少生產(chǎn)換熱設(shè)備所需的能耗以及原材料，有效的結(jié)構(gòu)形式還可以減少換熱面結(jié)垢的可能性，延長(zhǎng)運(yùn)行周期。因此換熱設(shè)備的高效強(qiáng)化是實(shí)現(xiàn)我國(guó)過(guò)程工業(yè)節(jié)能的關(guān)鍵因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，管殼式換熱器大約占世界換熱器市場(chǎng)總份額的35–40%，且在石油、化工領(lǐng)域管殼式換熱器能占到高達(dá)70％的份額。因此對(duì)螺旋折流板管殼式換熱器進(jìn)行推廣應(yīng)用對(duì)于節(jié)能具有重要的意義，可以創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 上世紀(jì)末提出使用螺螺旋折流板支撐結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的弓形折流板支撐結(jié)構(gòu)可以顯著降低殼側(cè)壓降，也有利于強(qiáng)化換熱，具有良好的綜合性能，雖然近十余年中國(guó)內(nèi)外對(duì)于螺旋折流板管殼式換熱器開(kāi)展了較多的研究，但現(xiàn)有的公開(kāi)發(fā)表的資料中未見(jiàn)到有關(guān)螺旋折流板換熱器的完整的設(shè)計(jì)方法介紹。本技術(shù)基于本課題組大量的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究并參考相關(guān)公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)，開(kāi)發(fā)一套完整的熱力設(shè)計(jì)方法和軟件。 該項(xiàng)目是在教育部重點(diǎn)課題和“973”項(xiàng)目的大力支持下，經(jīng)過(guò)多年的努力完成的。針對(duì)單殼程多管程單相介質(zhì)流動(dòng)換熱的螺旋折流板管殼式換熱器所開(kāi)發(fā)的熱力設(shè)計(jì)軟件，該軟件擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。本軟件采用VB6.0、EXCEL2003和FORTRAN混合編程。VB形成可視化操作界面，可視化數(shù)據(jù)輸入輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞功能；調(diào)用FROTRAN語(yǔ)言編制的可執(zhí)行程序讀取所需數(shù)據(jù)完成核心計(jì)算；調(diào)用EXCEL軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和輸入輸出管理。

1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 目前國(guó)內(nèi)外三維重建主要是采用“立體視覺(jué)法”、“激光掃描法”、“結(jié)構(gòu)光法”等的傳統(tǒng)方法，這些方法都需要特定的光源設(shè)備（如激光，紅外等），設(shè)備造價(jià)成本高，且對(duì)于鏡面、晶體等物體進(jìn)行三維重建時(shí)，還需要在重建物體表面進(jìn)行去反光、去透光的處理（如噴涂顯像劑等）才能進(jìn)行三維重建，存在重建效率低（一般需1小時(shí)以上）、成本高、難以普及等痛點(diǎn)。 2. 解決方案 本技術(shù)是基于局部的隱式可微體渲染方法，解決上述痛點(diǎn)問(wèn)題，突破基于普通光源下鏡面、非鏡面、晶體等物體的三維重建，實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用在多種領(lǐng)域，且低成本、高效率(全過(guò)程僅需10分鐘）、高精度、易普及的三維重建設(shè)備及應(yīng)用。 3. 合作需求 1）尋求資源對(duì)接，目標(biāo)合作領(lǐng)域?yàn)槿S重建相關(guān)領(lǐng)域，目標(biāo)合作企業(yè)為對(duì)三維重建應(yīng)用有需求的各行業(yè)； 2、孵化資源，產(chǎn)品化、市場(chǎng)化所需的資金。

開(kāi)放化、高速化和高精度化都是現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通信技術(shù)和數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的重要功能模塊，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。 本數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的中央控制芯片選用美國(guó)TI公司的DSP (Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理芯片)TMS320C5402。DSP具有高速、高精度的運(yùn)算能力，強(qiáng)大、方便的數(shù)據(jù)通信能力，靈活、可靠的編程與信號(hào)處理能力。設(shè)計(jì)選用昀A/D轉(zhuǎn)換芯片是AD公司推出AD976A，其轉(zhuǎn)換精度是16位，轉(zhuǎn)換速率最高可達(dá)200k/s。系統(tǒng)的核心采用DSP控制AD976A實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集的功能。

鈦合金由于具有比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐蝕性好、高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為航空航天、石油化工、交通運(yùn)輸及生物醫(yī)學(xué)等高端裝備制造領(lǐng)域的關(guān)鍵工程材料之一。因其低熱導(dǎo)率、高化學(xué)活性、低彈性模量和加工硬化等問(wèn)題，使鈦合金成為最典型的難加工材料。我國(guó)鈦合金高速、高精度加工所用的高端刀具基本依賴進(jìn)口，研發(fā)新型鈦合金切削加工高端刀具已經(jīng)成為解決制約我國(guó)高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵，是我國(guó)急需解決的卡脖子問(wèn)題之一。

隨著塑膠制品多樣化其市場(chǎng)需求越來(lái)越大，伴隨著高分子材料和制造業(yè)的迅猛發(fā)展，工程塑料在精密儀器、電子儀表、音像制品、醫(yī)療器械、電腦配件、通訊器材、光學(xué)鏡片等制造領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，這類塑料制品大多機(jī)械強(qiáng)度高且體積小、重量輕、外形復(fù)雜或超薄壁，其尺寸精度、形位誤差、重量的穩(wěn)定性、表觀質(zhì)量等參數(shù)均要求較高，目前市場(chǎng)上已有的普通型注塑機(jī)已難以滿足對(duì)這類制品的成型要求。在香港震雄集團(tuán)工作期間，作為負(fù)責(zé)人，開(kāi)發(fā)了高速伺服注塑成型機(jī)，已經(jīng)量化生產(chǎn)。高速伺服注塑機(jī)注射速度快、成型周期短、注塑壓力高、開(kāi)模行程大，以及生產(chǎn)穩(wěn)定，特別對(duì)精確性和穩(wěn)定性、生產(chǎn)周期快和低磨損率要求最為重要。采用優(yōu)化螺桿，提高塑化能力，鎖模部分采用液壓機(jī)械式連桿鎖模裝置、差動(dòng)鎖模結(jié)構(gòu)。依托天津市模具數(shù)字化工程技術(shù)中心，有從事相關(guān)科研人員5名，主要從事注塑成型及模具設(shè)計(jì)的研究，已主持省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)，發(fā)表論文多篇。

滾珠絲杠的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是應(yīng)用最廣的形式，一般普通絲杠工作速度在20 m/min以下。隨著大螺距滾珠絲杠開(kāi)發(fā)成功，現(xiàn)在國(guó)外生產(chǎn)的高速滾珠絲杠快進(jìn)速度可達(dá)40～60 m/min，加速度1g，定位精度20～25μm由于滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)力矩大，低速性能好，價(jià)格比直線電機(jī)低，受到用戶歡迎。但目前國(guó)內(nèi)機(jī)床功能部件廠出產(chǎn)的滾珠絲杠DN值較?。?0000），用到DN極限時(shí)噪音較大，易振動(dòng)，限制了高速進(jìn)給，因而需要進(jìn)一步提高。 設(shè)計(jì)的高速滾珠絲杠-直線滾動(dòng)導(dǎo)軌進(jìn)給試驗(yàn)臺(tái)，可以進(jìn)行各種滾珠絲杠的試驗(yàn)研究，用以評(píng)定國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口高速滾珠絲杠的性能。 試驗(yàn)臺(tái)主要測(cè)試內(nèi)容有： 1．加/減速度運(yùn)行測(cè)試 2． 快移速度測(cè)試 3． 加減速扭矩測(cè)試 4． 絲杠運(yùn)行噪聲測(cè)試 5． 定位精度和重復(fù)定位精度測(cè)試 6． 絲杠工作臺(tái)載荷運(yùn)行試驗(yàn)測(cè)試。 目前研制的學(xué)科建設(shè)試驗(yàn)臺(tái)：采用日本THK滾珠絲杠（型號(hào)—SBK4040）作為試件絲杠，經(jīng)試驗(yàn)，其加速度可達(dá)1g、快移速度120 m/min。

 該項(xiàng)目的核心技術(shù)2011年在教育部組織的技術(shù)成果鑒定會(huì)上被專家組評(píng)為“達(dá)到世界先進(jìn)水平”。同時(shí)，本團(tuán)隊(duì)與南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司密切合作，將該技術(shù)延伸到動(dòng)車組的全生命周期管理研究與開(kāi)發(fā)中，已取得階段性成果，在2012年成功獲批科技部“十二五”863制造業(yè)信息化重大科研立項(xiàng)入庫(kù)，并成為首批啟動(dòng)項(xiàng)目。

高速微小孔振動(dòng)切削數(shù)控鉆床是建立在切削理論和振動(dòng)理論基礎(chǔ)上的一種新穎的鉆削加工機(jī)床，與普通鉆床的根本區(qū)別是在鉆孔的過(guò)程中通過(guò)振動(dòng)裝置使鉆頭與工件之間產(chǎn)生可控的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)切削循環(huán)過(guò)程中，刀具與工件時(shí)切時(shí)離，因此刀具在很小的位置上可得到很大的速度和加速度，在局部產(chǎn)生很高的能量而對(duì)工件材料產(chǎn)生沖擊，這有助于金屬由塑性趨向于脆性狀態(tài)，減小被切削材料的塑性變形，降低刀具所受切削熱的影響，從而大大降低了切削力，并達(dá)到減小孔的入出口毛刺、減小孔徑擴(kuò)張量和圓度誤差以及提高刀具壽命等優(yōu)良效果。在難加工材料鉆孔加工上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。圖1所示為研制出的高速微小孔振動(dòng)切削數(shù)控鉆床本體的示意圖。其數(shù)控系統(tǒng)采用NC嵌入PC技術(shù)開(kāi)發(fā)，插入PC機(jī)即可使用。利用該機(jī)床，以轉(zhuǎn)速12000rpm、進(jìn)給量1μm/r在45#鋼板上進(jìn)行?1mm鉆孔實(shí)驗(yàn)，圖2是普通鉆削與振動(dòng)鉆削的孔加工質(zhì)量對(duì)比，圖3顯示了振動(dòng)鉆削減小切削力的情況。

哈工大機(jī)電學(xué)院王黎欽教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了長(zhǎng)征五號(hào)火箭芯級(jí)和上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫重載渦輪泵用陶瓷軸承的預(yù)研和工程樣機(jī)技術(shù)攻關(guān)任務(wù)，這是國(guó)內(nèi)首次在液氫渦輪泵上采用高速重載低溫自潤(rùn)滑陶瓷軸承。該團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮前期在陶瓷軸承應(yīng)用基礎(chǔ)方面的研究積累，攻克了陶瓷軸承超低溫匹配性設(shè)計(jì)技術(shù)、陶瓷球低損傷高精度制造技術(shù)、自潤(rùn)滑保持架材料及其轉(zhuǎn)移膜固體潤(rùn)滑技術(shù)、軸承摩擦副匹配性表面強(qiáng)化技術(shù)等核心技術(shù)和工藝，突破了高速、重載、沖擊、超低溫、固體潤(rùn)滑軸承的核心技術(shù)，大幅度提高了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的關(guān)鍵指標(biāo)，建立了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，為新一代大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供了核心技術(shù)支撐，為長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)研、方案改進(jìn)、長(zhǎng)程試車和技術(shù)定型做出了重要貢獻(xiàn)，也為我國(guó)更大推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供了先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)。