浅析基于中低速磁悬浮列车特点的防火技术论文（5篇范文）

第一篇：浅析基于中低速磁悬浮列车特点的防火技术论文

中低速磁悬浮列车是一种利用电磁力将列车悬浮于轨道上，采用非接触运行方式并由直线电机驱动前进的新型地面有轨交通工具。与普通轮轨列车相比，磁悬浮列车取消了起“支承”和“驱动”作用的车轮和由电机驱动车轮的传动机构，具有安全舒适、噪声小和环境兼容性好等优点，其线路敷设条件宽松、建造成本低，易于运用和维护。

防火安全对中低速磁悬浮列车运营安全尤为重要。其防火应以防为主，消防结合，建立防火技术体系及管理机制：一是避免发生火灾或延缓火势蔓延；二是一旦发生不可预测的火灾，可及时灭火救援，引导乘客疏散至安全区域，确保证乘客人身安全及降低财产损失。为此，结合磁悬浮列车的结构和运用的特点，有必要进行防火安全性的技术分析。列车特点及非金属材料的应用

1.1 列车特性要求

针对磁浮列车特性，在材料选取和结构设计上采取了相应的'预防性措施，在车头的底部设置除雪等清障器；采用夹层玻璃车窗增强抗风沙及冰雹等冲击能力；在磁悬浮列车运行时，列车外表面和内部环境相对地面的静止设施会产生静电电位差，为保证人身安全，应实行静电释放，使残余的电能低于350mJ；设置避雷器，防止雷电造成危害；避免使用磁性材料；采取相应的防电磁干扰措施。

1.2 非金属材料应用

铝合金车体内表面及底架下表面喷涂3mm阻尼浆，主要成分为水性合成树脂，是一种不燃防火材料，能很好地保护车体。

内装部件采用的非金属材料应充分考虑材料的防火性能，平顶板、司机室间壁采用铝蜂窝复合结构，外露表面喷漆或喷塑处理；侧顶板、侧墙板、门立罩板采用聚酯玻璃钢材料，具有良好的阻燃性、防火性、少烟和低毒性；地板采用主要成分为中密度纤维胶合板，地板上铺3mm厚阻燃地板布；防寒材主要成分为玻璃棉毡、岩棉，为不燃材料。

座椅面板采用结构泡沫玻璃钢制成，即采用表面玻璃钢，中间夹结构泡沫型式。

空调系统的车顶供风道、车上废排风道、司机室风道等为铝合金材料，外敷保温材聚氨酯或消音棉等防火材料。防火安全策略

磁悬浮列车是在高架、单轨的轨道上运行，两侧车门是不能开启的，其防火技术措施、救援与疏散同其他交通工具相比有一定的特殊性。以保护旅客人身安全和财产为目标，分别从引起火灾的可燃物、温度、空气（氧气）三个条件对磁浮列车防火安全进行深入分析：在材料防火性能要求，限制着火条件的产生，防止或延迟火势的蔓延，降低烟雾毒气的扩散对人身造成的伤害；在防火结构设计，防止人为纵火和因技术故障引起火灾，阻止火势蔓延；在火灾监测与应急功能方面，设置火灾预警与探测系统、合理设计疏散通道以及火灾情况下的应急行车功能（如应急通风与照明），引导人员疏散至安全地带。通过上述防火策略降低火灾的潜在风险。防火技术措施

针对磁悬浮列车的结构及运行特点，分别从材料、结构、系统安全性等方面提出预防性防火措施。

3.1 材料方面

材料防火主要措施如下：

（1）车辆设计及选用材料的防火要求应符合相应标准，且选取燃烧能力小的材料；

（2）关于耐火性，座椅等设计和内装部件的材料首先应防止火势蔓延；

（3）所用材料的耐火性应经中国相关铁路部门或有资质的其他认证机构试验；

（4）车体内墙板和贴面以及内部设备件非金属材料等都应具有阻燃或滞燃性能；

（5）在选择材料时注意有关的其他重要特性，特别是应尽可能抑制可燃气体的毒性，不应使用含有石棉（Asbestos）的绝缘材料。

3.2 结构方面

结构防火主要措施如下：

（1）结构上防止人为纵火和技术故障引起火灾，进行冗余设计，火灾时紧急基本功能应能维持使用（如通信、应急灯等）；

（2）电缆具有绝缘功能，电气部件具有接地、隔热、密封等保护；

（3）减缓和限制火势蔓延。结构设计防止热集中和热袋效应，保证电热元件有充分的进出风，防止表面温度超过200℃。火灾时可自动切断火灾车的空调通风系统和手动关闭其他车空调；

（4）设置防火隔离区，以延迟/阻止火势的蔓延，防止火/烟的蔓延，设置相对安全的区域，确保车上旅客有时间疏散。

3.3 系统方面

系统防火主要措施如下：

（1）火灾探测：应适应可能发生的火灾情况，设置在烟、热量易于集聚区域，并定义报警、故障报警的后续动作；

（2）火灾预警：当遇到火灾时，灭火系统和疏散管理能及时可靠地报警，赢得灭火、疏散、救援时间，减少人员伤亡及财产损失；

（3）配置灭火器具：在司机室及客室易发生火灾的地方设置灭火器，适用的灭火剂要环保并适应电气装置灭火和油类灭火，应便于取用并配有标识。火灾疏散

火灾疏散主要措施如下：

设置逃生线路、疏散、紧急出口及标识，以方便撤离和疏散，减少（限制）乘客逗留车内时间。

紧急出口的设置位于车辆端部的司机室前端——紧急疏散门。紧急疏散门必须是从司机室内部向外开启，通过推或其他方式打开疏散门，并设置紧急备用工具。结语

本文根据磁悬浮列车的结构及运行特点，根据磁悬浮列车的防火需求及目标，分别从材料选择、结构设计、系统安全性及火灾疏散等方面提出了一系列的防火技术措施，对列车运行安全性起到了一定的预防作用，确保磁悬浮列车的结构安全性及运行稳定性。

第二篇：参加中低速磁浮技术交流会总结报告

参加中低速磁浮技术交流会总结报告

按照集团公司的统一安排，2016年7月28日三公司派专人参加长沙中低速磁浮技术交流会，期间通过听专家讲课、现场观摩、乘车体验等多种相结合形势，感受到了现代科技的发展之速、观念之新、变化之大。可以说这次交流会既增长了见识，又转变了经营观念，拓展了思维、定位了创新思路。

在长沙，我们有幸聆听了同济大学磁浮中心副主任林国斌教授、中铁第四勘察设计院长沙磁浮项目王大为的学术报告，两位专家主要从磁浮交通技术特点、交通发展战略、主要设计参数、交通优势、关键技术、工程应用及应用前景等方面讲述了中低速磁浮的理论概念。另外，由中国铁建中铁十一局集团、中铁建重工集团、隔而固公司就磁浮轨道的建造安装、磁浮机电安装、磁浮道岔建造安装、道岔梁减震和避共振措施等做了技术经验交流。

1、中低速磁悬浮原理

中低速磁浮交通工程是一种利用电磁力使车体悬浮于轨道之上，并通过直线电机系统推动列车运行的新型交通方式。其最大特点是列车上无传统车辆赖以传动的轮子，实现了非粘着牵引和无接触运行。中低速磁浮交通工程由线路、车辆、供电、运行控制系统共四个主要部分构成。磁浮列车通过悬浮架下部电磁铁产生磁力，吸引轨道，将列车悬浮至一定高度（8mm~10mm），使列车与轨道间无机械接触运行。并采用短定子直线电机原理将列车驱动，其中定子在列车上，转子在轨道上。

2、中低速磁悬浮特点

磁浮列车采用无接触运行和非粘着牵引具有噪音小、振动低、速度范围广、选线灵活、加速度快、爬坡能力强、维修费用低等特点。由于中低速磁浮交通工具的这些特点及其与环境的兼容，被称为绿色交通工具。特别是在一次性能源日益普遍的今天，受到许多国家的青睐和研究。

⑴速度与能：受短定子直线电机驱动系统电能效率技术条件限制，目前长沙磁浮工程设计最高速度为100km/h，试运行达到108.4km/h；磁浮编组采用车辆宽2.8m，高度5m，端车长16.34m，中车长15.56m，每节车厢最大载客150人左右，设计列车间隔为3min。

⑵线路技术参数：车辆限制坡度可达70‰，通过最小曲线半径可达50m（长沙磁浮工程采用最小半径100m）。在狭窄地域，特别是建筑密集的城市建成区，有较强的线路适应能力和机动性。

⑶轨道及道岔技术：中低速磁浮列车轨排系统由感应板、F型钢、H型钢轨枕、连接件及紧固件组成，整个轨排通过扣件系统连接在承轨台上；道岔构成及工作原理（三心定位原理）：由主体结构、轨排、驱动、锁定、控制、供电、信号等部分组成，其中道岔主体结构是道岔钢梁，为箱型结构，共有3段（1段主动梁、2段从动梁），钢梁与钢梁之间分别由十字销连接，每段钢梁两段均有台车支撑，驱动装置位于道岔主动钢梁的下方，当驱动装置推动梁体横向移动时，梁下的台车沿着轨道移动，实现转线。

3、中低速磁悬浮优势

⑴磁浮列车加减速性能好：磁浮列车加减速性能强，在与轮轨系统同样的站间距下，列车最高速度可更大，旅行速度高于现行地铁、轻轨列车。

⑵低噪音、低辐射、无磨耗、乘坐平稳舒适：中低速磁浮列车不存在车轮和轨道接触产生的噪音和振动，车辆运行噪音很低。此外由于列车运行是处于悬浮状态，没有轮轨系统相互作用引起的相互振动，列车运行更平稳，舒适感更强。

⑶少维护：中低速磁浮车辆走行装置与轨道没有接触，车辆运行阻力小，无磨损，因此轨道和车辆的维护费用相对较低，尤其是大量使用小曲线半径的区间，其轨道少维护的优势更加明显。

⑷列车“抱轨”运行，行驶安全可靠：列车“抱轨”运行，车轨一体，永不倾覆，即使停电，有车载电源维持悬浮，直至安全停车。此外，中低速磁浮系统采用空电联动制动模式，信号采用最先进的列控系统，具有较好的安全性。

⑸长沙磁浮工程18.55km（双线），总投资42亿元，每公里工程造价约在2.27亿元，略低于轻轨，远低于地铁造价，因中低速磁浮交通系统采用的产品基本均为国产制造，不存在维修困难等问题。

3、中低速磁悬浮轨道施工技术

⑴轨排制造及组装工艺 轨排制造主要由F型钢轨、感应板、H型钢轨枕及相关连接件构成，先轧制F型钢坯料及H型钢坯料，再进行下料切割和调直、顶弯处理，然后通过数控机床对H型钢轨枕、F型钢轨的各个工作面进行机械加工，完成后进行机械及人工钻孔和打磨处理，最后对F型钢轨、H型钢轨枕进行涂装，涂层厚度要一致均匀。

轨排组装需设置高精度的组装平台，利用“靠模”确保轨排组装尺寸精度。两F轨磁极面座落在高精度组装平台水平面上，依据线形设定的定位装置和F板线形调整装置，通过F轨横向中心轴线定位和两F轨端部槽定距，确保轨排组装尺寸精度。

F型导轨组合由铝感应板通过顶面固定螺钉及侧面销钉以及粘结剂与F型钢牢固连接。

轨排组装检验各线型组装平台的各支撑平面度、各线型定位点、轨距、中间轨枕位置的垂直度等。

⑵轨排安装工艺

轨排通过车辆运输进入轨排基地后，在轨排基地使用检测平台进行轨排检测验收，验收完成后将 轨排存放在轨排基地或现场存轨点。再将轨排运送至指定施工部位，然后采用大吨位长臂节起重设备通过专用轨排吊具固定吊装轨排至施工梁面里程点位置，轻轻平稳放置在预先放置的临时支墩上，施工人员再进行扣配件牢固安装，扣件安装完成后，轨排再通过起道机降落平稳放置在轨道支撑架上，并进行定位。操作人员绑扎承轨台钢筋，安装承轨台模板，利用测设完成的CPIII控制测量网与支撑配合，将轨排精调至设计位置，通过伸缩接头连接锁定轨排。最后将高强度无收缩灌浆料输送至梁面进行承轨台灌注施工，完成轨道施工。

⑶轨道安装操作要点 1）准备工作

轨道铺设前，做好梁面处理、轨排验收、安全防护平台搭设、CPIII布网测设等准备工作。

2）轨排预铺

轨排通过长大平板运送至施工位置附近，在具有吊装条件地段采用专用吊具配合大吨位长臂节起重设备连接固定吊装轨排，平稳放置在临时支墩上。在跨河流、车辆段及车站内等不具备轨排吊装地段，采用特制自行式轨排吊运车或铺轨小型门吊运送轨排到位，再通过人工对位轨排至测点位置，检查无误后，卸除吊具。

在轨排放置好后，将扣件系统按照扣件安装图顺序依次安装扣件，为防止扣件转动，通过专用卡具，卡主铁垫板，固定螺栓底部方头及薄螺母，固定好上部减振垫片盖板及减振垫片的位置，紧固上部螺母使锚固螺栓的拧紧力矩达到300N.m即可。

扣件安装完成后，利用四个手摇式起道机将轨排轻微顶起，每两个起道机放置于轨排前后第三根钢枕左右侧对称位置，抽出临时支墩，确保每个起道机均匀受力，保持轨排平稳。缓慢降落起道机，将轨排平稳放置在轨排支撑架上，轨排高度和横向控制在10mm之内，并对支撑架高差进行相应调整，先通过斜撑千斤顶斜撑在钢枕上，用顶推力纵向移动至测量放样点位置，再通过轨道支撑架横向螺杆调整横向位置，最后通过轨道支撑架千斤顶进行竖向调整至轨道高程，完成轨道粗调。

3）钢筋、模板的安装

钢筋安装先进行箍筋的绑扎，然后进行纵横向上下层钢筋的绑扎。模板采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料。由两块模板组合而成，通过螺栓拧紧，确保模板组合密贴无缝隙。

4）轨道精调：

通过全站仪在CPIII控制网下自由设站，测量安置在F轨排测量定位孔上的球形棱镜获取实时的三维坐标，测量F轨排定位孔时最近距离不应小于8m，最远距离不应大于40m。

轨道精确测量定位软件实时计算出实测值与理论值的偏差，直到轨排调整，同时利用轨排支撑架和纵向千斤顶纵向微调。先用纵向千斤顶调整纵向位置，再利用轨排支撑架的横向螺杆调整轨道水平方向，竖向千斤顶调整高程位置，直至调整设计状态，最后根据设计锁定温度安装伸缩接头，锁定轨排。

5）承轨台灌浆及养护

承轨台采用高强无收缩灌浆料。灌浆前检查承轨台模板安装是否牢固，在施工位置附近，根据水料比向特制搅拌机加料、加水，均匀搅拌2-3min后卸料，然后通过吊车吊运料斗到中间平台，再通过两根软管放料浇筑承轨台，承轨台养护采用自然养护，在承轨台的顶面覆盖土工布或塑料布洒水养护。

6）轨道整理 为保证轨道整体顺接、连续性，确保下一段轨排精度满足要求，必须对施工完的轨道进行复测，并与即将施工部位进行搭接联测。有误差的地方利用调高垫板和纵向挡销以及缓冲调节块进行细微调整，最终完成轨道的顺接。

7）工装拆除、倒运

在一个轨道施工段完成轨道铺设后，拆除轨道支撑架、模板、安全防护平台，并通过车辆倒运至前方继续施工。

4、中低速磁悬浮道岔施工技术 ⑴技术参数

单开道岔总长32.946m；直向通过速度满足线路最高要求；侧向通过速度≤25km/h；道岔转换时间≤15s；道岔转折距离2.9m；道岔转折角度6.9°。

⑵道岔系统组成

磁浮道岔主体结构由固定端垛梁、第二从动梁、第一从动梁、角平分装置、主动梁、竖向限位装置、活动端垛梁、锁闭装置、驱动装置、电控系统及基础组成。

⑶道岔铺设

1）基础预埋件工序：场地准备-基础支撑角安装-一次浇筑-基础板安装-二次浇筑-修补

2）安装钢结构：与厂内铺设一样，采用至下而上的铺设顺序进行钢结构安装，铺设完成后进行静态调试。

5、中低速磁悬浮发展战略 ㈠循序渐进，实现工程化

磁浮交通从最初的设想，到试验原型，再到工程化试验和应用，是一个比较漫长的过程。我国具有车辆、牵引系统及运行控制系统试验样机低速运行条件的实物运行验证，还完成了半实物仿真条件下的高速运行模拟。在此基础上应结合较长的应用线条件，实现全实物的工程化样机的高速试验验证。

中低速磁浮方面，国内已有一条应用线通车，但技术研究与经验积累仍主要依靠三条工程化试验线。十三五期间，将有可能借助两条应用线的试运行和初步商业运行，开展中低速磁浮交通作为城市公交、城郊连接、中小城际连接的工程适用性、经济型、环境相容性、产业化推广价值研究。

㈡通过应用线建设和规划带动产业发展

中国磁浮交通技术正处于工程应用初级阶段，基本发展思路是科研开发支撑应用发展，应用需求引领科研开发，通过规划明确应用需求、研发方向并带动产业化。

中低速磁浮长远规划要研究更高效，高可靠的技术与系统，使其凸显在城市公共交通系统各种模式中的环保、高效优势，促进中低速磁浮交通科技与应用的可持续发展。

㈢新的研究方向和目标

开发具有原创技术的、时速约160km/h的中低速中速磁浮车，利用现有中低速试验线实现功能验证和关键性能指标验证。目标是提供一种适合城郊或机场的更高效的连接，在速度上超越现有城市交通系统，包括轨道交通和公路交通，强化磁浮交通作为城市公交系统的高效、绿色、节能和经济优势。

6、学后想法及建议

磁浮交通技术作为战略新兴产业，从国家层面长期持续支持研发，国家“十三五”磁浮项目于2016年7月启动，中车珠玑公司和唐山客车公司分别牵头，按不同技术路线，各开发一列200km/h速度磁浮列车，并各建一条3-5km长的工程试验线，从长沙磁浮工程开通试运行，可预见他能有力带动国内磁浮交通的推广，磁浮交通方式为城市、市郊轨道交通增加了一个选项。鉴于此可以准确判断未来3-5年城市交通发展方向，磁浮交通方式将作为省会城市标志性的建筑，已成为“拳头产业”。目前中铁建十一局磁浮技术已经领先一步，且积累了部分施工经验，我单位作为中国铁建的排头兵，应积极参与新技术开发，经营目标应着眼于市场发展趋势，厚积薄发，不畏艰险，永攀高峰，引领科技创新。

通过1天紧张的听课及现场观摩、乘车体验，时间紧迫，仅是对磁浮轨道的结构设计、施工技术、运营等初步了解，但在施工中还存在很多疑问，例如小断面低高度梁的架设技术、轨排运输吊装安装技术、F型轨道加工技术、道岔钢梁安装调试等方面了解不透彻，希望公司多组织专业人员长期调研磁浮轨道项目，尤其是工厂化加工轨排、起重设备、运输设备、安装设备、检测设备、铺架施工组织、轨道铺设工艺等进行重点研究，为公司承揽磁浮轨道项目奠定坚实基础。

第三篇：磁悬浮技术在汽车工程中的应用分析

磁悬浮技术在汽车工程中的应用分析

摘要：电磁悬浮系统具有较好的可控性，永磁悬浮系统具有良好的非线性刚度特性，且具有使用寿命长、技术实施要求不高、无噪声、无污染等优点。本文综述和分析了磁悬浮技术在汽车主动悬架、汽车减振器、汽车座椅、救护车担架中的应用，提出了一些需要思考和解决的问题，并展望了磁悬浮技术在汽车工程中应用的前景。

关键词：磁悬浮 汽车 应用前言

磁悬浮是在没有接触性约束的条件下，在磁力作用下，使物体在空间处于稳定的一种状态。由于它具有非接触、无摩擦、无污染等特征，使其在工程中的应用场合显示出极大的优越性，近年来倍受工程技术人员关注。

按悬浮方式分，如图1 所示，磁悬浮机构可分为排斥式和吸引式两种类型。排斥悬浮的优点是对应于负荷上下位置比较稳定，但为防止其侧向移动而需垂直导向；吸引悬浮的优点是左右位置比较稳定，但上下位置不能调整，左右位置需导向。按动力来源分，磁悬浮机构可分为电磁悬浮和永磁悬浮两种类型。电磁悬浮系统是通过控制电磁铁的电流来达到控制间隙、悬浮物体的目的。目前，磁悬浮产品的研制尚主要限于超导技术、电磁技术范畴，其在振动控制中亦主要用于主动隔振。随着超导技术的飞速发展，磁悬浮列车已步入实用化阶段，磁悬浮轴承在工业中获得了越来越广泛的应用。但因电磁悬浮系统需要较强的动力供给，控制系统较复杂，技术水平要求较高且价格昂贵，从而限制了其在工程中的应用。永磁悬浮系统是利用永磁体的磁感现象以及永磁体之间的斥力和引力来达到悬浮的目的。20 世纪70 年代以来，永磁材料的应用范围日益扩大。目前，永磁材料已进入第三代，并在磁性材料的研究上取得了重要突破。Nd-Fe-B系永磁材料被称为现代磁王，其潜在磁能积的理论值高达525.4KJ/m3，能推起相当于自身重量640 倍的重物，而一般铁氧体也能推起相当于自重120 倍的重物。由于永磁悬浮系统具有技术实施及维修保养水平要求不高、成本较低等优点，其在工程中的应用愈来愈广泛。

图1 磁悬浮机构悬浮方式原理示意图

目前，成熟的磁悬浮系统在汽车工程中的应用较少，但磁悬浮技术在磁悬浮列车中的应用给我们带来了启示：既然采用磁场作为弹性介质的磁悬浮列车比采用钢板弹簧和螺旋弹簧的旧式列车有更好的减振性能，那么将磁悬浮技术应用于汽车也应当有类似的结果。因而，一些有识之士已开始探讨将磁悬浮技术应用于汽车工程中。本文综述和分析、探讨了磁悬浮技术在汽车工程中的应用，并展望了应用前景。磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用

通过改变电磁铁线圈中电流，不但可以改变电磁力的大小，而且可以改变电磁力的方向。因此，可基于电磁铁设计汽车主动悬架系统[1,2]。汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图如图2 所示[1]，主动悬架系统的机械部分由工作缸筒、永磁体和铸钢体等组成。控制系统由电子元件、超声波传感器、控制器、功率放大器和线圈组成。由超声波传感器检测位移激振信号，该信号转换成电信号后经过控制器处理，来调整线圈电压的大小，使作用在铸钢体上的力发生变化，达到调整系统刚度和阻尼系数的目的。为了克服主动悬架系统中电磁力控制稳定性差和电磁悬浮刚度小等缺点，可采用弹簧和电磁力共同构成悬挂系统的刚度，如图3 所示。

图2 汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图

图3 电磁力、弹簧复合刚度控制器

仿真结果表明，由于电磁悬浮主动悬架系统的控制器参数可调，使得该系统具有很好的动力可调特性，其刚度和阻尼在线可调。但电磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用还有许多问题需要进一步研究，如系统参数优化，控制策略和算法，电磁悬浮系统的工程实现等。磁悬浮技术在汽车减振器中的应用

如采用由两块同极相对的高强度永久磁铁产生的磁场作为汽车减振器的弹性介质，两磁铁同极间的斥力随着两磁级间距离的减小而变大，因此具有良好的非线性刚度特性，而且可根据负载自动调整刚度及车身高度，可以很好地满足汽车行驶平顺性的要求。

一种磁悬浮汽车减振器的结构如图4 所示[3]。此磁悬浮减振器的弹性力主要由上、下主磁铁29、18的N 极间的排斥力产生。行程开关触点11 通过连杆2 与活塞柱1 相连接，塑料套筒19、26 和橡胶隔块32、33 起限定聚磁磁铁16、31、34 位置的作用，密封圈4 起防尘、密封的作用。当活塞柱1 相对压盖5向上运动时，弹簧7 起缓冲的作用，当活塞柱1 相对基筒6 向下运动时，橡胶垫片17、20、30 起缓冲的作用。固定片27 与橡胶垫片17 间的空腔内充有油液，导管15 分别与套筒8 及一储液罐（上部空腔内充有气体）相连。当该减振器被压缩时，套筒8 内的油液通过导管15 进入一储液罐，由于此时储液罐内的阻尼片可随油液上升，所以油液阻力很小。当该减振器被压缩后复原时，活塞柱1 向上运动，储液罐内的气体压力较大，把油液下压，经阻尼片上的阻尼孔压回套筒8 内，油液经阻尼片上的阻尼孔时发热，振动能量转化为热能。另外，通过控制电路液力左右移动活塞柱24，可运用聚磁原理调整减振器的刚度特性，并可改变减振器的长度，从而调整车高。1、24–活塞柱 2–连杆 3、22–压环 4、23、28–密封圈 5–压盖 6–基筒 7–螺旋弹簧

8–套筒 9、10、12、13、14–行程开关 11–行程开关触点 15–导管 16、21、31、34–聚磁磁铁17、20、30–橡胶垫片 18–下主磁铁 19、26–塑料套筒 25–基座 27–固定片 29–上主磁铁 32、33–橡胶隔块

图4 磁悬浮汽车减振器结构示意图

由以上可以看出，此磁悬浮减振器原理正确，具有很好的可行性，但其减振性能仍需做深入细致的仿真分析和实际试验验证。值得一提的是，通过上、下主磁铁间充有油液的方式缓冲振动一方面会增加减振器的加工技术要求（如密封技术），另一方面会使减振器发热，而温度对磁性材料的性能有一定的影响，如采用加装散热片散热，将使结构更趋复杂。如采用将此减振器与一阻尼器并联的工作方式，可能会具有更好的可行性。磁悬浮技术在汽车座椅中的应用

为提高汽车乘坐舒适性和操纵性能，可将磁悬浮技术应用于汽车座椅上[4,5]。

图5 所示为按照吸引悬浮的原理设计的汽车磁悬浮座椅[4]。该座椅所采用的磁铁为断面尺寸为30mm(H)×24mm(W)(W/H 比为0.8)的钕-铁-硼磁铁，磁铁间距在1～5mm 内可调。上导槽的上下升程为10mm，为了使悬浮磁铁不接触下导轨，上下导轨间安装了树脂衬垫，当产生冲击时，为了不使座椅脱开，采用了上导槽夹住下导轨的结构。为了使左右方向磁铁间隔一定，外侧安装轴承来定位。左右上导槽间以刚性结合来限制向外的偏移。试验结果表明，试制的座椅前后滑动时，与常规座椅相比，滑动阻力减小到1/5～1/10。

图5 汽车磁悬浮座椅的可调轨道机构

为克服排斥型磁悬浮系统刚度大、难于控制的缺陷，可采用线性弹簧和非线性磁浮装置组合的方法设计汽车座椅[5]，使该座椅具有小变形时较“软”的线性特性，大变形时较“硬”的非线性特性。试验结果表明，该种座椅隔振性能良好，基本相当于半主动隔振系统，抗冲击性能良好，可克服常规座椅在大载荷下“撞底（bottoming）”的现象，同时该种座椅还具有行程小的优点。磁悬浮技术在救护车担架隔振中的应用

一种救护车磁悬浮担架的结构如图6 所示[6]，该磁悬浮担架由支架、安装在支架下方及地板上方磁极相对的上磁体和下磁体、支架与地板之间的四边形连杆机构组成。在上述两块磁体的作用下，担架支架通过四边形连杆机构悬浮在地板上，从而可有效吸收担架支架的振动。

图6 救护车磁悬浮担架结构示意图 几点探讨

6.1 磁屏蔽问题

磁场是否损坏人体健康、能否有效屏蔽是磁悬浮技术在汽车工程中应用最值得注意的主要问题之一。在现有磁悬浮技术在汽车工程中应用方面的文献中，对磁屏蔽问题都没有述及，但该问题已在磁悬浮列车中得到有效解决。根据日本的报告，磁悬浮系统形成的电磁回路所产生的磁场，仅相当于地磁，对人体丝毫不会产生危害。而德国的测量结果更明确：坐在他们的磁悬浮列车上所感受到的磁场影响，小于坐在4米远的地方看一台21 英寸的黑白电视机。因此，根据磁悬浮列车的研究成果，磁屏蔽问题能够在汽车工程中应用的磁悬浮机构中得到有效解决。

6.2 磁悬浮系统阻尼问题

在现有的磁悬浮机构中，有些系统采用磁悬浮与阻尼器并联使用的方式[2,3,5]，有些系统仅采用了磁悬浮方式，未加阻尼[1,6,7]。有的研究者认为，磁悬浮自身可产生阻尼，且阻尼因子d=0.23[7]，有的研究者认为，磁悬浮自身产生阻尼是因相位变化而引起的[5]。磁悬浮系统的阻尼是自身产生还是因导向机构的摩檫力造成，其产生阻尼的机理如何，尚需进一步研究。

6.3 正负刚度不对称问题

磁悬浮系统正负刚度不对称，即向下压缩时的刚度大于向上运动时的刚度，从而造成了磁悬浮系统时域振动曲线的非对称性，这一问题在磁悬浮系统设计中值得注意。结语

电磁悬浮系统具有较好的可控性，可将其应用于汽车主动悬架设计中。永磁悬浮系统具有良好的非线性刚度特性，且具有使用寿命长、技术实施要求不高、非接触、无噪声、无污染等优点，可将其应用于汽车减振器、座椅、救护车担架中。随着磁悬浮技术的完善，还可进一步开发出磁悬浮式发动机支架、磁悬浮式防撞保险杠等产品。因此，磁悬浮技术在汽车工程中具有良好的应用前景，但有些问题诸如磁屏蔽、工程实施、磁悬浮阻尼等尚需做进一步做深入细致的研究。

参考文献 刘小英，王凌，赵淑英等.汽车磁悬浮减振系统的结构分析与模型研究.武汉汽车工业大学学报，2000（3）：14~17 陈渝光，李太福，肖蕙蕙等.基于磁悬浮刚度控制器与可调阻尼器的智能减振器研究.重庆工学院学报，2001（2）：62~64 李辉，何锃.磁悬浮减振器的研究.汽车工艺与材料，1999(5)：34~37 4 刘继承.磁悬浮技术在汽车座椅上的应用，国外汽车，1992(1)：25~28 Etsunori Fujita, Noritoshi Nakagawa etc.Vibration Characteristics of Vertical Suspension Using Magneto-Spring.1999 Society of Automotive Engineers, 1999-01-1781,2893~2908 坂本丰.防振担架架，专利号：JP10277095 崔瑞意，申仲翰，刘玉标.磁悬浮隔振装置的研制及基本机理研究.力学与实践，1999(4)：54~56(end)

第四篇：低速复喷技术在半水煤气脱硫中的应用

低速复喷技术在半水煤气脱硫中的应用

河南颍青化工有限公司 晁广钦 戴喜法

大多数的合成氨厂采用碱液吸收脱去半水煤气中的H2S。由于半水煤气中少量O2的存在，无论采用何种塔型（如填料塔、旋流板塔、喷淋塔等）和采用何种催化剂（如PDS、ADA、栲胶等），均不可避免的在吸收塔（或称脱硫塔）内析出少量单质硫，并以硫泡沫的形式存在。硫泡沫的比重小，易于被半水煤气夹带，所以一般在吸收塔后再设置一清洗塔（或称冷却塔），以清除其夹带的碱液和硫泡沫。如清除塔效率不高，硫泡沫就会被带到压缩等后续工序。硫、碱液和润滑油接触就会发生酯化反应，很容易积垢造成堵塞。所以，干净彻底地除去半水煤气中夹带的碱液和流泡沫，是保证合成氨装置能长时间稳定运行所必须完成的任务。就除雾而言，只有复喷、丝网和静电等3种技术有达到99%以上除雾效率的可能。丝网易堵塞，静电除雾器投资高，所以采用复喷除雾技术就成了首选。

复喷是常见的湿法除尘技术之一。它是指将液体雾化成多层和气流正交（或逆向）的液滴流（也称水幕），通过液滴的碰撞、粘附及凝集作用，以除去气流中夹带的尘粒或微细雾滴。复喷设计时一般要求喷嘴出口速度不能低于20m/s，这就要求喷嘴的进液压力不得低于0.6MPa.在这样高的压力下，液滴往往被雾化成微米级的雾滴，继而提高了复喷后的气液分离的要求和难度,，很难达到99%以上除雾效率。

低速复喷技术是武汉利德流体技术有限公司开发的新技术。它要求喷嘴液体出口速度低于8 m/s，供液压力不得高于0.25MPa，以确保组成水幕的液滴大小在毫米级，然后通过一般的重力沉降或旋流离心作用即能达到完全的气液分离。低速复喷技术应该是除去半水煤气中夹带的硫泡沫的最简单最可靠的方法。下列两家实际应用的结果也证明了这一点。

河南颍青化工有限公司是一家以无烟煤为原料的氮肥厂，目前生产能力为120kt/a合成氨+150kt/a尿素+30kt/a甲醇。其氢氮压缩一入活门经常发生堵塞，6M-180型压缩机每次开车运行4~7天，其一出压力就由最初的0.28 MPa降至0.22 MPa，经常要停车清理，严重影响生产。究其原因是半水煤气脱硫塔后的冷却塔未能完全除去半水煤气中夹带的硫泡沫，硫泡沫积集在压缩机一入活门处，并和润滑油反应，结垢而堵塞。2006年7月初停车检修时，采用了低速复喷技术，在冷却塔半水煤气出口管道垂直段装上多道低速水幕喷嘴。自7月10日开车以来，运行四个多月，未更换过一入活门，其间停车时检查，活门光洁如新，达到从未有过的效果。

湖北嘉鱼风华化工有限公司是一家年生产6万吨合成氨和10万吨尿素的氮肥厂，其半水煤气脱硫塔气体出口长期严重夹带硫泡沫，其后的冷却塔效果也不好，只好在压缩机一入前增加一台静电除雾器。静电除雾器的收尘板积硫严重，每月至少打开清理维修一次，并且硫垢坚硬，清理难度大。2006年9月底停车检修时，在脱硫塔后的半水煤气出口管道的垂直段上装上多道低速水幕喷嘴。运行至今，静电除雾器电流稳定，整个脱硫工段达到前所未有的稳定运行效果。

据武汉利德流体技术有限公司的工程技术人员介绍，其多层低速水幕喷嘴最好安装在吸收塔气体出口管垂直段，充入的液体最好是再生后的碱液。气液分离后的液体入吸收塔底部，这样能减少清洗（或冷却塔）的冷却水的污染。如采用其低速复喷技术除硫泡沫后，压缩一入前无需再安装静电除雾器了。如脱硫液温度不高，冷却塔可作为气液分离器用，这样改造的费用十分低廉。花小钱能解决大问题，且低速水幕喷嘴抗堵能力强，能保证长期可靠稳定运行，确实是十分实用的技术，值得推广。

第五篇：敏捷的特点及应用(先进制造技术论文)

敏捷的特点及应用

一、敏捷制造（Agile Manufacturing）的产生背景

第二次世界大战之后，日本和西欧各国的经济遭受战争破坏，工业基础几乎彻底被摧毁，只有美国作为世界上唯一的工业国家，向世界各地提供工业产品。所以美国的制造商们在60年代以前的策略是扩大生产规模。到了70年代，西欧发达国家和日本的制造业已基本恢复，不仅可以满足本国对工业的需求，甚至可以依靠本国的廉价的人力，物力生产廉价的产品打入美国市场，致使美国的制造商们将策略的重点由规模转向成本。80年代，原西德和日本已经可以生产高质量的工业品和高档的消费品与美国的产品竞争，并源源不断地推向美国市场，又一次迫使美国的制造商将制造策略的重心转向产品质量。进入90年代，当丰田生产方式在美国产生了明显的效益之后，美国人认识到只降低成本，提高质量还不能保证赢得竞争，还必须缩短产品开发周期，加速产品的更新换代。当时美国汽车更新换代的速度已经比日本慢了许多，一次速度问题成为美国制造商们关注的重心。“敏捷”从字面上看正是表明要用灵活的应变去对付快速变化的市场需求。20世纪90年代，信息技术突飞猛进，信息化的浪潮汹涌而来，许多国家制订了旨在提高自己国家在未来世界中的竞争地位、培养竞争优势的先进的制造计划。在这一浪潮中，美国走在了世界的前列，给美国制造业改变生产方式提供了强有力的支持，美国想凭借这一优势重造在制造领域的领先地位。在这种背景下，一种面向对世纪的新型生产方式——敏捷制造（Agile Manufacturing）的设想诞生了。

二、敏捷制造的内涵

敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。

三、敏捷制造的特点

敏捷制造AM的基本特点：

1、AM是自主制造系统。AM具有自主性，每个工件和加工过程、设备的利用以及人员的投入都由本单元自己掌握和决定，这种系统简单、易行、有效。

2、AM是虚拟制造系统。AM系统是一种以适应不同产品为目标而构造的虚拟制造系统，其特色在于能够随环境的变化迅速地动态重构，对市场的变化做出快速的反应，实现生产的柔性自动化。

3、AM是可重构的制造系统。AM系统设计不是预先案规定的需求范围建立某过程，而是使制造系统从组织构造上具有可重构性、可重用性和可扩充性三方面的能力，它具预计完成变化活动的能力，通过对制造系统的硬件重构和扩充，适应新的生产过程，要求软件可重构，能对新制造活动进行指挥、调度与控制。

但是，敏捷制造的目标是快速响应市场的变化，抓住瞬息即逝的机遇，在尽可能短的时间内向市场提供高性能、高可靠性、价格适宜的环保产品。为了实现这一目标，实现敏捷制造的企业还应具有如下特点：

1、技术研发能力。

信息时代的技术进步速度加快，互联网大大提高了信息传播速度和知识普及范围，新技术被全球各地的人迅速地吸收、掌握、应用。企业要保持领先地位，就要拥有强大的技术研发实力，确保新产品的及时更替。人们日益意识到，高技术含量的产品带来高附加值。技术成为决定产品利润的重要因素。这也正是美国企业赖以抗衡日本企业的武器。日本人提出了精益生产模式，主要是通过降低成本的方法来提高利润。在长期的生产管理实践中，日本人发现决定产品成本和利润的主要因素是制造过程中的各种消耗，特别是人的工资消耗。于是日本汽车业就提出了精益生产，旨在优化生产组织结构，去掉一切不增值的生产过程和环节，通过降低成本的方法来提高利润。而美国人的敏捷制造模式认为，产品结构逐步向多元化、个体化变化，在未来的新经济模式下，决定产品成本、产品利润和产品竞争能力的主要因素是开发、生产该产品所需的知识的价值而不是材料，设备或劳动力。作为高工资成本的发达国家，美国人认识到他们无法和发展中国家在人员工资和劳动力成本上竞争，于是他们希望能尽可能地通过把知识融进产品使之产业化的方法，来获取利润。美国企业在高精尖武器、高端计算机、网络设备、大型管理软件等产品中得到了相当高的利润，也印证了技术实力对企业利润的有力支持。

2、生产的柔性能力。

要想抓住市场机遇，把实验室里新产品的研发模型转化为在成本和价格上具备经济性的商品，必须有相应的生产体系。过去的生产线是配合大规模生产，生产效率高，但是比较刚性。这种生产线是要求产品部件化、部件标准化、加工工序规范化，然后应用泰勒的管理思想，把工人固定在以一定节奏运转的生产线旁，从事几项简单的、极易熟练的加工工序。而现在生产潮流由大批量生产转向小批量多品种的方式，因此刚性生产模式也要改成敏捷化生产模式，即通过可重组的、模块化的加工单元，实现快速生产新产品及各种各样的变型产品，从而使生产小批量、高性能产品能达到与大批量生产同样的效益，达到同一产品的价格和生产批量无关。敏捷制造型企业在改造生产体系时，十分重视现代技术的应用。他们充分地利用各种信息和现代工程技术，能通过并行工程和仿真技术的应用，对全生产过程的仿真模拟来实现“第一个产品就是最优产品”的目标，从而彻底取消原型和样机的试生产过程。

3、个性化生产。

敏捷制造型企业按订单组织生产，以合适的价格生产顾客的订制产品或顾客个性化产品。这种方式取代了单一品种的生产模式，满足了顾客多种多样的要求。可以说是手工生产和大批量生产的完美结合，既继承手工生产满足不同顾客需求的优点，又保留大批量生产的速度。敏捷制造生产方式在我们生活中已经随时可见。1小时照片冲印和立等可取的配眼镜服务就是敏捷制造的范例。而且由于先进制造技术和优化思想的应用，这些产品和服务的价格与原来相比，并没有大幅度的增长。

4、建立虚拟企业。

由于消费者对产品需求出现复杂性、多元性和紧迫性，单独的企业往往不可能快速经济地承担开发制造和销售的全过程。敏捷制造型企业不强调全能，而强调企业间的动态合作；不要求企业“大而全”，而要求企业能“精而深”，拥有某个方面的核心竞争力。任何企业的核心竞争力只能是聚集在供应价值链的一两个环节上，这就需要利用现代网络技术，针对市场机遇，将在不同链节上具有核心竞争力的企业，依据资源、技术、人员最优配置原则，快速整合为虚拟企业，敏捷地开发制造产品。

5、企业间的动态合作。

敏捷制造要求企业对内部的生产工艺、流程、机构能迅速进行重组，以对市场机遇做出敏捷反应，生产出用户所需要的产品。当企业发现单独不能做出敏捷反应时，就要进行企业间的合作。敏捷制造型企业不强调全能，而强调企业间的动态合作；不要求企业“大而全”，而要求企业能“精而深”，拥有某个方面的核心竞争力。敏捷制造企业较并行工程阶段的制造企业更强调企业结盟，企业利用以网络为基础的集成技术，包括异地组建动态联合公司、异地设计、异地制造等有关的集成技术，在信息高速公路中建立工厂子网，乃至全球企业网，通过互联网和其他企业进行合作，组织产品的设计、生产、组装、调试等活动，实现跨企业的动态联盟，对机遇做出快速响应。

6、仿真制造。

它综合运用了并行工程、仿真、建模、虚拟现实技术，利用三维可视交互环境，对产品的设计和制造全过程进行仿真试验。从计算机上完成成品的全方位设计制造、试验运行、评估改动等动态模拟。从而在产品真实制造之前，实现对产品的性能、成本、工艺性和可制造性各方面进行综合评价。这一过程通过信息网络并行开展，利用数字形成模拟产品，且有用户、供应商和制造人员的共同参与和修改。极大降低了产品的制造风险和市场经营风险，保证了产品开发制造的敏捷性。

7、和用户建立一种完全崭新的“战略”依存关系。

随着产品的生命周期越来越短，而从用户来说总希望已购买的产品使用时间越长越好，这是一对矛盾。如何解决这一对矛盾，因此不仅要保持售后产品的档案，提供周到的售后服务，保持在整个生命周期内用户对产品的信任，更重要的要为用户提供适当费用的升级、升档服务，以至以旧换新，例如：“美国Mentor Graphics软件公司软件的升级、升档服务1993年已占公司的总销售额的40％。市场在某种意义上来说是用户，因此用这样一种和用户相互依存的关系，来确保已有的市场，并在这基础上进一步扩大市场。

四、敏捷制造在企业中的发展与应用

1、企业核心能力培育与开发战略。

与传统战略截然不同，企业核心能力培育与开发战略不片面强调某一产品开发或具体战略经营的直接短期后果，而是着眼干企业深层次物质——一种以能力形式存在的、表现为企业整体所具有的“无与伦比”的面对竞争的长期能力，从而把企业之间的竞争升华为企业整体实力的对抗。企业核心能力是企业获得持续稳定竞争优势的源泉，是实现对市场变化作出快速反应的基础，因此面向核心能力的企业发展战略应该把企业目标定位于核心能力的培育和开发上。英国苏塞克斯（Suzssex）大学教授JTidd1997年提出的“能力轨迹对核心能力的培育和开发作了较为详细的阐述：首先，企业必须能够识别自身的核心能力；其次，是能够将这些能力转变为新的工艺过程、产品和服务；最后，要善于从成功和失败中学习和吸收经验，从而改善现有的能力并开发出新的能力。

2、动态联盟战略。

面对快速多变的市场，任何一家企业都没有足够的时问和足够的资源及能力迅速地重组和调整自身的设计和生产以抓住稍纵即逝的需求机遇，动态联盟战略便成了各企业的理性选择。如前所述，虚拟企业结构便是由多个企业基于市场机遇而结成的动态联盟。这是一种多变的企业动态组织结构和企业群体集成方式。它通过企业间和企业内部的动态合作，对动态灵活的虚拟组织结构，先进的柔性生产技术和高素质的人员进行全面的集成，从而使企业能够从容应付快速变化和不可预测的市场需求，获得企业的长期竞争优势。此外，通过彼此间的合作网络，它还克服了资源在空间和时问上的局限性，一方面保持了分散资源和知识的优势和灵活性；另一方面依靠联盟的力量，技术共享，费用共担，提高了企业的抗风险能力，在集中和分散之间实现了动态平衡。它是企业实现敏捷生产的有效方式。动态联盟强调企业间的合作，因此各成员企业的通力合作是动态联盟成败的关键。根据合作交换理论，合作是最大化经济得益或心理得益的一种手段。当合作的得益大于成本时，合作各方愿意选择合作。合作的基础是信任，信任分为基于情感的信任和基于认知的信任。研究表明，当信任成为分享利润的必要条件时，合作各方会建立起真诚的合作关系。

3、小而精发展战略。

传统制造业是依照泰勒的管理理论，以大批量生产方式（即规模经济）来提高经济效益和管理功能的。规模经济在一定的历史条件下，对制造业的发展做出了重要贡献。但是，随着信息产业的崛起和知识经济的发展，规模经济的效益越来越失去它的意义。首先，顾客要求产品多样化，使很多产品生产形不成规模。其次，大批量生产方式要求企业人员、设备、功能齐全，材料充足，制造过程所需一切均由一家企业承担，导致了机构庞大、资源重叠、灵活性差的结果。为了克服这些缺陷，制造业发展战略应从规模经济转向范围经济（economicsofscope）。所谓范围经济是相对干规模经济提出的，它追求小而精及企业灵活重组。追求的结果不是单位成本的降低，而是产品功能的提高，顾客要求的满足，资源的充分利用，最后迅速反映市场的变化来提高企业的效果。

4、基于企业知识开发的发展战略。

美国学者艾丽（V．Alice）认为：“企业价值链其实是一条知识链。而新的管理概念则把人作为具有独特竞争力的知识节点。”只有激活企业知识链的每一个知识节点，善于开发人的智慧和潜力，企业才能保持持续的竞争优势，在激烈的竞争环境中立于不败之地。企业知识有隐性知识（Tacit Knowledge）和显性知识（Explicit knowledge）两种类型。隐性知识包括员工头脑中的意会知识和物化于机器、设备上的知识。显性知识则是指企业的产品说明书、产品标准、生产报告、统计报表、数据库等以及编辑在书本中的知识。

国外在这方面的经验有：

①允许员工有充分的自由支配时间从事自己的项目研究； ②允许员工在一定限度内利用企业资源开展与创新有关的活动；

③与企业外专家建立合作关系，吸纳高层次研究人员参与研究，建立开放式人才库。需要指出的是，在两类知识的转化中信息起关键作用，因为“信息是使潜在性知识转化为现实性知识过程中，把不确定性减少到最小的必要成本投入”。得到更深入的研究和进一步的发展，以便更好地应用于中小企业。