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High precision and efficient green screw compressor host public key technology and industrialization of third persons involved in the work

02-08 | 2022 author:dongya

公示承诺函

 

福建省教育厅:

根据《福建省科学技术奖励委员会办公室关于2021年度福建省科学技术奖提名工作的通知》(闽科奖办〔2021〕9号)规定,我单位已就拟报2021年度福建省科学技术奖项目的以下内容进行公示:

项目名称高精高效绿色螺杆压缩机主机关键技术及产业化

提名奖种福建省科学技术进步奖

提名单位福建省教育厅

项目简介

双螺杆压缩机具有工作可靠、适应性强、易于操作维护、多相混输和绿色环保等优点,被广泛应用于海陆空运输装备、矿山及工程机械、动力机械用压缩机、制冷机产品领域。双螺杆压缩机的核心部件是一对啮合螺杆转子,转子质量是保证压缩机工作性能及能效高低的关键,提高螺杆转子设计及制造水平有利于降低其能耗,对实现碳达峰和碳中和具有非常重要的意义。由于欧美等发达国家的技术封锁,目前国内双螺杆压缩机在型线设计、加工设备、配套软件、加工与装配工艺等关键技术领域仍然落后于国外。

2012年以来,在国家科技重大专项、省级项目和企业项目支持下,项目解决了高精高效绿色螺杆压缩机主机制造中的关键技术,主要创新点如下:

1)创造性提出了“基于像素解法的螺杆转子型线设计技术”。在虚拟空间像素元尺度下,基于数字图形扫描方法捕捉成对螺杆转子啮合廓形邻域极小空间的临界像素点数值,解决了解析包络法在复杂共轭曲面接触线计算过程中非常规点建模复杂且非线性方程求解不易控制等技术难题。理论上该研究方法与解析包络求解方法的精确性是一致的,实现了高精度螺杆转子型线高效设计、光滑拼接、高精度拟合与精确重构。

2)创造性提出了“基于机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法补偿工艺系统误差的转子廓形误差修正技术”。利用成形砂轮再设计方法对工艺系统的原始精度、工况中热力耦合引起的工艺系统再生误差造成的螺杆转子廓形加工误差进行了精准补偿,技术实施后转子廓形误差可快速从补偿前的±150μm减小到补偿后的±2μm,误差降幅达96.7%,满足精密螺杆转子磨削精度要求。利用该技术可实现工程中的转子廓形误差高效补偿,弥补了以误差防止感知技术难以解决的技术难题。

3)创造性提出了“大型螺杆转子的分段磨削技术”。首次利用片状圆弧砂轮在四轴联动螺纹磨床上沿螺旋线分段包络磨削大型螺杆转子型面,磨削后螺杆转子廓形误差≤5μm,满足了大型螺杆转子加工精度要求。利用该技术解决了机床额定负荷不能满足、刚性不够的大型转子精密磨削技术难题,节省了大型螺杆磨床和成形砂轮制造成本。

4)创造性开发了“螺杆转子非接触式激光检测系统”。将激光测量应用于螺杆转子的检测过程,通过分析螺杆转子螺旋面检测过程中的法向光路干涉、实体干涉及测量角度等难点,建立一种在多因素约束下螺杆转子端面廓形的激光检测轨迹规划方案,实现了螺杆转子端面廓形、螺旋线和齿距的非接触式激光检测。非接触式激光检测系统检测结果与克林贝格P65测量仪的型线形貌变化规律基本一致,偏差≤1μm。

通过上述关键技术研究以及开发的软件,成功突破了双螺杆压缩机主机设计、制造的技术瓶颈。获中国发明专利10项、实用新型专利8项,发表专著3部,论文20篇,其中SCI、EI收录16篇,他引207次。 项目成果成功在企业推广应用,近年来,欧宝官方app下载新增156061.65万元的销售收入。

主要完成单位

集美大学、厦门大学、欧宝官方app下载

主要完成人及其贡献:

1)沈志煌

项目主要完成人,投入本项目的工作量占本人工作量的80%,对主要技术创新点第一点基于像素解法的螺杆转子型线设计理论、第二点基于机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法补偿工艺系统误差的转子廓形误差修正技术、第三点大型螺杆转子的分段磨削技术做出了创造性贡献。

基于该项目,作为主要发明人获授权发明专利5件。作为第一作者或通讯作者共发表论文12篇,其中SCI收录3篇,EI收录3篇。获授权软件著作权5项。

2)姚斌

项目主要完成人之一,投入本项目的工作量占本人工作量的60%,参与基于像素解法的螺杆转子型线设计研究,研究机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法,为螺杆转子廓形误差修正研究提供了理论基础。其对主要技术创新点的一点基于像素解法的螺杆转子型线设计理论、第二点基于机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法补偿工艺系统误差的转子廓形误差修正技术、第三点大型螺杆转子的分段磨削技术、第四点螺杆转子非接触式激光检测系统提供了理论基础,做出了创造性贡献。

发表SCI论文6篇,获授权发明专利9件。

3)林思桥

项目主要完成人之一,投入本项目的工作量占本人工作量的 60%。参与螺杆压缩机主机及其关键部分结构的前期调研工作以及后期的结构优化设计,主持新型压缩机外形及结构优化的方案应用设计。对项目关键技术第二点基于机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法补偿工艺系统误差的转子廓形误差修正技术做出重要贡献。

作为主要发明人获授权实用新型专利15件。

4)蔡志钦

项目主要完成人之一,投入本项目的工作量占本人工作量的 60%。参与像素解法理论基础研究,扩宽了像素解法应用场合。参与研发了螺杆转子非接触式激光检测系统的硬件、软件研发,以及多因素约束下螺杆转子端面廓形的激光检测轨迹研究。对主要技术创新点第四点螺杆转子非接触式激光检测系统研发法做出了创新性贡献。

发表学术论文6篇,获授权发明专利1件。

5)韩文翰

在项目中负责螺杆压缩机的转子型线设计、转子磨削及工艺优化,以主要发明人身份发表实用新型专利2件。对主要技术创新点第一、二点做出贡献。

6)姜涛

在项目中研究了螺杆转子磨削机理及工艺,解决了螺杆转子绿色磨削技术问题,对主要技术创新点第二点做出贡献。

发表SCI论文1篇,作为主要发明人获授权发明专利2件。

7)许志龙

在项目中负责螺杆压缩机工装夹具设计、主机装配技术及装配工艺,

发表学术论文1篇,作为主要发明人获授权发明专利2件。

8)陈彬强

在项目中进行螺杆转子磨床关键零部件动态性能分析与优化的研究,采用动态优化设计对转子的关键零件进行动态性能分析,并总结分析结果,采用不同的优化方案进行零部件升级。对主要技术创新点第二点做出贡献。发表学术论文5篇。

9)苏小仕

长期从事螺杆压缩机机头外形设计、方案优化和设备调试工作,在项目中负责螺杆压缩机的结构优化设计,以主要发明人身份发表实用新型专利4件。对主要技术创新点第二点做出贡献。

10)韩文浩

项目主要完成人之一,投入本项目的工作量占本人工作量的 60%。参与螺杆压缩机主机及其关键部分结构的前期调研工作以及后期的结构优化设计,主持新型压缩机外形及结构优化的方案应用设计。对项目关键技术第二点基于机床-工艺交互作用下成形砂轮再设计方法补偿工艺系统误差的转子廓形误差修正技术做出重要贡献。

作为主要发明人获授权实用新型专利8件。

        代表性论文专著目录

序号

刊名

论文(专著)名称

影响因子

年卷页码

发表时间

SCIEI收录情况

他引次数

作者:排序 /姓名

1

International   Journal of Precision Engineering and Manufacturing

Generating grinding   profile between screw rotor and forming tool by digital graphic scanning   (DGS) method

2.106

2016, 17(1): 35-41

2016

SCI收录

20

Zhihuang Shen;  Bin Yao; Weibin Teng; Wei Feng; Weifang Sun

2

Measurement

Novel laser triangulation measurement method for screw rotor profile   under multi-factor constraints

3.927

2019, 152(2):107317

2019

SCI收录

7

Bin Yao; Zhiqin Cai;   Jie Lu; Xiaofan Ma; Binqiang Chen

3

Shock and Vibration

A novel rotor profile error tracing and compensation strategy for high   precision machining of screw rotor based on trial cutting of limited samples

1.543

2015

2015

SCI收录

6

ZhiHuang Shen; Bin   Yao; BinQiang Chen; Wei Feng; XiangLei Zhang

4

Optik - International Journal for Light and Electron Optics

Error compensation and accuracy analysis of laser measurement system   based on laser-beam calibration

2.443

2019, 200:163272

2019

SCI收录

4

Jie Lu; Zhiqin Cai;   Bin Yao; Sijie Cai; Xiaofan Ma; Wanshan Liu

5

吉林大学学报(工学版)

精密螺杆转子齿廓成形磨削的误差分析

0.873

2016, 46(3):8

2016

EI收录

13

沈志煌;姚斌;陆如升;冯伟;张祥雷;王萌萌

主要知识产权证明目录:

序号

知识产权类别

知识产权具体名称

授权号

国别

权利人

发明人

1

发明

专利

一种辅助细长螺旋面磨削的超声流固界面耦合支撑装置

ZL201910441834.9

中国

集美大学

 

沈志煌, 刘菊东, 皮钧, 许志龙,侯达盘,姜涛

2

发明

专利

一种基于一维触发式测头的滚珠丝杠在线测量方法

ZL201811214863.3

中国

集美大学

 

 

沈志煌,刘菊东,皮钧,许志龙,姜涛,卢杰,邓锦湖

3

发明

专利

一种用于啮合运动共轭曲面的像素求解法

ZL201610924199.6

中国

厦门大学

姚斌,卢杰,蔡思捷,孙维方,王舒阳

4

发明

专利

一种激光检测螺杆转子端截形的方法

ZL201310365949.7

中国

厦门大学

姚斌,张祥雷,张凌,沈志煌

5

发明

专利

一种基于数字图形扫描的整体立铣刀开槽方法

ZL201810640194.X

中国

厦门大学

姚斌,游明琳,卢杰,蔡志钦,马晓帆,蔡思捷

6

发明

专利

大型螺杆压缩机转子齿廓面沿螺旋线逐行铣削的方法

ZL201510385324.6

中国

厦门大学,陕西汉机精密机械股份有限公司

姚斌,卢杰,罗琪,周斌,向明新,唐峰博

7

发明

专利

一种基于计算机图形学的转子型线的设计方法

ZL201410781586.X

中国

厦门大学,陕西汉机精密机械股份有限公司

姚斌,沈志煌,滕伟斌,向明新,周斌,张祥雷,冯伟,王萌萌

8

发明

专利

一种已知成形刀具廓形计算螺旋面的数字螺旋面包络法

ZL201510269944.3

中国

厦门大学,陕西汉机精密机械股份有限公司

姚斌,卢杰,滕伟斌,周斌,姚博世,邓顺贤,赵仲琪

9

软件著作权

螺杆转子数控磨削用砂轮修整成形软件

2015SR127116

中国

厦门大学

姚斌,沈志煌,滕伟斌,冯伟,张祥雷,孙维方

10

软件著作权

螺杆转子数控磨削用砂轮修整成形软件

2011SR075012

中国

厦门大学

姚斌,沈志煌,陆如升,张哲山

公示时间2022年02月08日至2022年02月12日,公示结果无异议。

特此承诺。

 

                                                 第三完成人所在工作单位盖章:

                            2022年02月8日