为实现斜拉桥拉索表面缺陷自动检测,提出了新型双边轮式拉索爬升装置,主要由机架、爬行机构、预紧机构、驱动系统以及防偏轮组成。通过棘轮棘爪压缩蝶形弹簧为装置提供预紧力,有效保证滚轮压紧在拉索表面。分析了爬升装置的驱动力,计算出装置在拉索上爬行的临界驱动条件,建立了爬升装置虚拟样机并进行了仿真,讨论了装置的爬行稳定性、负载能力和越障能力。加工了样机,利用直径为140mm的钢管代替拉索并在钢管不同的倾角条件下进行试验。结果表明,爬升装置在(20~90)°的倾角下,能以3m/min的速度搭载12kg的负载稳定爬行。

采用有限元法求解静压气浮主轴内气体流动雷诺方程,计算主轴承载能力、刚度和高度角等稳态性能,研究平均气膜厚度、偏心率、转速不同时直径系数(相邻节流孔直径比)和分布系数(相邻节流孔间隔比)对主轴稳态性能的影响。结果表明:直径系数减小或分布系数增大,承载能力和刚度增大而高度角减小;直径系数和分布系数不变,增大平均气膜厚度,承载能力和刚度减小,高度角先减小后增大;偏心率越大,承载能力越大,刚度越小;转速增加,高度角增大。较小的直径系数和较大的分布系数有利于提高主轴承载能力和刚度,降低高度角;较小的平均气膜厚度有利于提高主轴的承载能力和刚度,较大的偏心率主轴承载能力提高而刚度降低。

采用有限差分结合线性小扰动法研究静压气浮主轴加工误差(正弦波纹、矩形波纹、三角波纹)和形位误差对主轴临界惯性力和临界涡动比的影响。结果表明:随着偏心率增加,临界惯性力增大而临界涡动比减小;转速增大,临界惯性力增大,临界涡动比增大到极值后略微减小,小偏心率和高转速有利于提高主轴稳定性;正弦波纹提高主轴稳定性最显著,矩形波纹次之,三角波纹导致主轴稳定性降低;加工误差周期越小,主轴稳定性越好;误差周期较大时,波纹幅值增大,主