Tol2 转座子系统及其应用
用于船载动中通的两级齿轮传动系统[实用新型专利]
专利名称:用于船载动中通的两级齿轮传动系统专利类型:实用新型专利
发明人:辛春梅,唐天,向荣
申请号:CN201621458850.7
申请日:20161228
公开号:CN206329680U
公开日:
20170714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种用于船载动中通的两级齿轮传动系统,包括驱动电机、主动轮、从动轮、U型臂、二级传动部件、一级偏心装配部件和二级偏心装配部件,所述驱动电机和所述主动轮通过所述一级偏心装配部件与所述U型臂固定连接,所述二级传动部件通过所述二级偏心装配部件与所述U型臂固定连接,所述主动轮和所述从动轮通过所述二级传动部件传动;本实用新型用于船载动中通的两级齿轮传动系统通过在主动轮和从动轮之间添加二级传动部件,能够有效的减小从动轮的尺寸,从而有效的减小设备的重量;同时可以采用常规的步进电机进行驱动,不需要使用带减速机的电机,能够减少成本。
申请人:成都国卫通信技术有限公司
地址:610000 四川省成都市天府新区兴隆街道场镇社区57号2幢1单元9号
国籍:CN
代理机构:北京天奇智新知识产权代理有限公司
代理人:杨春
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鸡胚胎在生命科学研究中的应用
文章编号: 1000-1336(2010)02-0207-04鸡胚胎在生命科学研究中的应用满朝来 刘玉芬 李 响哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,哈尔滨 150025摘要:鸡作为优秀的模式动物在生命科学研究中的作用日益受到人们重视,其中以鸡胚胎的贡献尤为突出。
本文简要综述了鸡胚胎在发育生物学、肿瘤、再生、神经生物学和胚胎干细胞等研究领域中的应用,同时对鸡基因组和鸡胚胎的研究方法也进行了简单探讨。
关键词:鸡;胚胎;发育生物学;肿瘤;再生;免疫中图分类号:Q95-3收稿日期:2009-10-15作者简介:满朝来(1976-),博士,通讯作者,E-mail:manchaolai@126.com;刘玉芬(1972-),博士,E-mail:liuyufen1972@yahoo.com.cn;李响(1989-),本科生,E-mail:lixiang89511@126.com鸡以其独特的生物学特性已经成为研究许多生物学问题的重要模式生物。
作为一种中间进化模式生物介于哺乳动物和低等脊椎动物之间,鸡被人们认为是非哺乳动物中研究遗传学最重要的模式生物之一。
另外,由于鸡的胚胎发育起源于卵而非子宫,便于体外操作与观察,因此鸡也成为胚胎生物学和发育生物学研究中的优秀动物模型之一。
目前,鸡已经成为发育生物学、免疫学、遗传学、病毒学、癌症和细胞生物学等学科的重要实验系统,并且获得了许多重要的研究成果。
本文主要以鸡胚胎为探讨对象,简要综述鸡胚在生命科学研究中的应用和重要。
1. 鸡的基因组学近年来鸡的基因组学发展迅速,已完成的鸡基因组测序结果表明:鸡与哺乳动物在3.1亿年前具有共同的祖先,在进化距离上没有被其他基因组所涵盖,这使我们能够更好地理解基因及其调控序列、基因组/染色体组型进化和保守的规律性。
作为鸟类中第一个被测序的物种,鸡基因组测序必将会对禽类功能基因组时代的各个研究方面起到巨大的推动作用[1],也必然对禽类中控制重要性状基因的分离和鉴定有所帮助。
2024-数控机床回转工作台(全)
由于多齿啮合,啮合率高,所以定位刚 度好,承载能力强。
最小分度为360º/Z,分度数目多,适用于 多工位分度。
由于离合过程具有磨合作用,其定位精 度不断提高,使用寿命长。
缺点是鼠齿盘制造相较困难。
鼠齿盘及齿形结构如图
工作过程分为三步:
工作台抬起
工作台回转分度
工作台下降并定位锁紧
为了尽量消除反向间隙和传动间隙,通过调整偏 心环3来消除齿轮2和4啮合侧隙。
齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5〔A一A剖面〕 来连接。
这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。
蜗杆9采用螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位 置来调节间隙。
〔图〕测蜗杆的左右两侧具有不同的螺距因此蜗杆 齿厚从头到尾逐渐增厚。 但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍能保持正确 的啮合。 调整时松开螺母7的锁紧螺钉8使压块6与调整套松 开。 然后转动调整套11带动蜗杆9作轴向移动。 调整后锁紧调整套11和楔形圆柱销5。 蜗杆的左右两端都有双列滚针轴承支承, 左端为自由端可以伸缩以消除温度变化的影响, 右端装有两个推球轴承能轴向定位。
• TK56系列数控等分转台是数控镗铣床和加工中 心的理想配套附件,可以安装于主机工作台面 上,工作时,在主机相关控制系统控制下,能 够完成以1°为基数的等分分度零件的加工。
• TK14系列数控可倾斜回转工作台,可完 成等分和不等分的角度分度工作。工作台 既可回转,又可倾斜,具有2个自由度。
数控机床回转工作台
电磁铁控制液压阀〔图中未示出〕,使压力油经 孔23进入到工作台7中央的夹紧液压缸下腔10推 动活塞6向上移动,
经推力轴承5和13将工作台7抬起,上下两个鼠齿 盘4和3脱离啮合,
〔图〕当工作台静止时,必须处于锁紧状态。
大族粤铭激光 SmartCarve4 系列软件 用户手册说明书
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1.1软件简介 (1)1.2软件安装 (2)1.2.1安装要求 (2)1.2.2版本说明 (2)1.2.3驱动安装 (3)1.2.4SmartCarve4软件安装步骤 (3)1.3软件卸载 (7)1.4软件操作流程图 (9)第2章软件使用 (10)2.1软件界面 (10)2.1.1菜单栏 (11)2.1.1.1 文件(F) (11)2.1.1.2 编辑(E) (12)2.1.1.3 绘图(D) (12)2.1.1.4 修改(M) (13)2.1.1.5 查看(V) (14)2.1.1.6 工具(T) (14)2.1.1.7 窗口(W) (15)2.1.1.8 帮助(H) (15)2.1.2系统工具栏 (15)2.1.2.1 主工具栏 (15)2.1.2.2 查看工具栏 (16)2.1.2.3 图形修改工具栏 (16)2.1.2.4 设备操作工具栏 (16)2.1.2.5 绘制工具栏 (17)2.1.2.6 排列工具栏 (17)2.1.2.7 贝塞尔工具栏 (17)2.1.3状态栏 (18)2.2软件操作 (18)2.2.1文件操作 (18)2.2.1.1 SMC文件的保存/打开 (18)2.2.1.2 导入图片(CTRL+1) (20)2.2.1.3 导入矢量图(CTRL+2) (23)2.2.1.4 导出文件 (25)2.2.1.5 图元库 (27)2.2.2图形绘制和属性设置 (30)2.2.2.1 图元选中(ESC) (30)2.2.2.3 图元节点编辑(F2) (32)2.2.2.4 实线(F3) (33)2.2.2.5 矩形(F5) (35)2.2.2.6 正多边形(F7) (37)2.2.2.7 椭圆(F8) (37)2.2.2.8 贝塞尔曲线1 (39)2.2.2.9 贝塞尔曲线2 (40)2.2.2.10 文字(F10) (44)2.2.2.11 穿孔(F11) (45)2.2.3图形编辑 (46)2.2.3.1 复制(CTRL+C) (46)2.2.3.2 删除(DELETE) (46)2.2.3.3 剪切(CTRT+X) (47)2.2.3.4 粘贴(CTRL+V) (47)2.2.3.5 裁剪(CTRL+U) (47)2.2.3.6 克隆 (49)2.2.3.7 撤消(CTRL+Z) (50)2.2.3.8 重做(CTRL+Y) (50)2.2.3.9 排列 (50)2.2.3.10 上一个图元(G) (55)2.2.3.11 下一个图元(N) (55)2.2.4图形修改 (55)2.2.4.1 镜像 (55)2.2.4.2 填充 (56)2.2.4.3 坐标系 (57)2.2.4.4 曲线闭合 (58)2.2.4.5 曲线连接 (59)2.2.4.6 转换成曲线 (59)2.2.4.7 转换虚线 (60)2.2.4.8 切割起点/加工方向 (61)2.2.4.9 内缩外扩 (62)2.2.4.10 引入/引出线 (62)2.2.4.11 设置曲线精度 (64)2.2.4.12 路径优化 (65)2.2.4.13 穿孔转小圆 (67)2.2.4.14 小图元转穿孔 (68)2.2.4.16 转换阵列及边角料 (70)2.2.4.17 转导光板 (77)2.2.5变换操作 (77)2.2.5.1 平移 (77)2.2.5.2 旋转 (79)2.2.5.3 镜像 (80)2.2.5.4 拉伸 (82)2.2.5.5 错切 (84)2.2.6图层参数设置 (85)2.2.6.1 图层信息栏 (86)2.2.6.2 图层参数库管理 (87)2.2.6.3 图层参数 (88)2.2.6.4 加工参数 (88)2.2.7虚拟打印 (89)2.2.8输出工具栏 (89)2.2.8.1 网络传输 (89)2.2.8.2 雕刻输出 (90)2.2.8.3 手动控制 (93)2.2.8.4 取消过滤器操作 (93)2.2.8.5 机床参数设置 (94)2.2.8.6 轨迹仿真 (94)2.2.9软件配置 (95)2.2.9.1 常规设置 (95)2.2.9.2 软件颜色设置 (96)2.2.9.3 工作空间设置 (97)2.2.9.4 自动备份设置 (98)2.2.9.5 平移和旋转参数设置 (98)2.2.9.6 精度设置 (99)2.2.9.7 用户管理 (99)2.2.10语言 (100)2.2.10.1 语言设置 (101)2.2.10.2 翻译工具 (102)第3章实例应用 (103)3.1导光板图形的绘制 (103)3.1.1离焦模式 (104)3.1.2清扫模式 (108)3.1.3网格模式 (113)3.1.4异形导光板图形的绘制 (116)3.1.5对GTools等行业软件的支持与优化 (118)3.1.6雕刻输出 (119)3.2阵列及边角料的排版应用 (120)3.3虚拟打印 (123)3.3.1CorelDraw打印输入 (123)3.3.2AutoCAD打印输入 (125)3.4翻译工具的应用 (126)后记 (130)第1章概述1.1软件简介SmartCarve4系列软件是广东大族粤铭激光科技股份有限公司推出的一款全新的上位平台软件,支持公司大部分激光设备的加工控制或者数据生成。
球铰铁路转换器设计及应用分析
球铰铁路转换器设计及应用分析由于现代工业生产的复杂性和多变性,需要使用各种各样的机械设备实现工业自动化生产。
铁轨作为一种重要的运输工具,承载了大量的工业生产和物流运输任务。
因此,如何使铁路系统更加高效,成为了铁路技术领域的一个重要研究领域。
在铁路系统中,铁路转换器是连接不同车站和铁路间的重要部件。
铁路转换器也叫做轨道交叉器,是一种连接两条平行轨道的机械装置。
它能够让火车沿着不同的轨道行驶,实现换轨。
为了能够更好地实现铁路运输,铁路转换器也得根据实际需要进行改进,并设计出更加高效的转换器。
球铰铁路转换器就是一种亟待优化的转换器。
球铰铁路转换器是一种常见的铁路交叉器,用于连接两条平行轨道,使火车能够在不同的轨道之间行驶。
球铰铁路转换器主要由振动装置,固定装置,支承装置,转轨器、翻转器等部件组成。
为了使球铰铁路转换器更加高效,设计中需要考虑以下几点:1.材料选择:铁路转换器需要承受巨大的压力和振动力,所以材料选择很关键。
一般来说,球铰铁路转换器使用高强度合金材料,如铸钢、不锈钢等。
2.结构设计:球铰铁路转换器的结构设计也很关键。
需要考虑到火车的通行流,转换器的重量、强度以及交叉角度等因素。
设计者需要充分考虑这些因素,从而使转换器更加稳定、有效。
3.测量和检测:球铰铁路转换器的频繁使用会对其进行磨损和故障。
为了保证转换器的可靠性和安全性,需要定期进行检测和测量。
测量和检测可以随时检测转换器的状态和性能,并根据实际情况进行调整和维修。
球铰铁路转换器的应用分析越来越受到人们的关注。
球铰转换器在高速列车、重载列车和特种车辆等铁路系统中得到广泛使用。
近年来,随着移动互联技术和智能技术的不断发展,球铰铁路转换器也得到了智能化、自动化的改进,大大提高了铁路运输的安全性和效率。
总之,球铰铁路转换器作为铁路系统中的重要组成部分,其设计和应用分析十分重要。
在设计中要充分考虑材料、结构设计以及测量和检测等方面,以提高铁路运输的安全性和效率。
注吹中空成型机双工位旋转定位控制系统
瓶胚上移 通过瓶胚旋转 , 下行 将瓶胚置于吹塑模 中吹塑成型 , 因而得到精美的制品. 旋转机构 由伺 服电机 、 减速机构、 上模板 、 旋转 盘和齿轮旋转部件等组成. 管坯上移后 , 在伺服 电机驱动下 , 快速旋转 10 到吹塑 8 ̄ 工 位 , 证 注射 和吹 塑 动 作 的 同时 进 行 . 保 旋转定位控制要 求旋转 时间 t1 , 位精度 0 0 5 , < . S定 8 < . 。而且不能够 出现机械碰撞的现象 , 转定位示 0 旋
转 角度 之 间 的 关 系 。提 出 3种 控 制 系 统 的 设 计 方案 :方 案 l P C 选 择 配 置 P C的 伺 服 电机 专 用 控 制 模 块 的 设 计 方 为 L+ L 案 : 案 2为 P C 伺 服 驱 动 器 + M 嵌 入 式 脉 冲 发 生 器 的设 计 方 案 ; 案 3为 自主 设 计 高 性 能低 成 本 的设 计 方 案 , 方 L+ AR 方 并 对 每种 设 计 方 案 的 电路 原 理 进 行 了阐 述 。 性 能 进 行 了分 析 , 过 列 表 比较 , 明 了各 设 计 方 案 的应 用 状 况 进 行 了说 明. 对 通 说 关 键 词 : 转 定 位 ;L A M; 服 电机 ; 冲 旋 P C; R 伺 脉
路 。 案 2电 路如 图 3所 示 . 方 方 案 2的特 点是 扩 展 了脉 冲 发 生器 的功 能 , 得旋 转 控 制 系 统 占用 P C的软 硬 件 资 源少 , 本 比方案 使 L 成 1电路 低 。 少 了 P C用 户 程 序 的 执行 周 期 , 脉 冲发生 器 的开 发周 期 比较 长 . 减 L 但 .
多孔模具在EP伺服转塔冲床上的应用
第58卷0引言随着机械制造业的蓬勃发展,钣金加工制造业也在飞速发展,新技术、新材料推动钣金加工向通用化、智能化方向发展。
目前,应用于数控转塔冲床的冲压模具,由于结构单一,空间占据大,板材加工效率难以提高。
不少客户在加工板材时耗时较多。
为了提高板材加工利用率,多孔模具应运而生。
多孔模具的应用场景中,除多孔模具外,还包括EP30伺服转塔冲床、发那科控制系统以及CN Ckad 自动编程软件等。
多孔模具的应用,提高了客户的生产效率,增加了钣金加工企业竞争力。
1主要参数EP30伺服转塔冲床主要参数如表1所示。
2多孔模具结构2.1转塔冲床旋转工位部件旋转工位指转盘上可自动旋转的工位,EP 系列机床配有两个旋转工位,均为D 工位,多孔模的模具安装于该工位,可以实现该模具的任意角度调用加工,大大增加了加工的灵活性。
2.2多孔模具应用示例多孔模具安装应用如图2所示。
收稿日期:2023-07-03;修订日期:2023-07-28作者简介:孙高平(1966—),男,助工,从事机械装配及产品工艺优化多孔模具在E P 伺服转塔冲床上的应用孙高平,卞正其(江苏扬力数控机床有限公司,江苏扬州225009)摘要:本文对多孔模在EP 伺服转塔冲床上的应用进行了介绍,系统分析了多子模功能的各个组成部分。
本多孔模的应用由多孔模具、发那科控制系统以及CN Ckad 自动编程软件组成,包括多孔模具的调用、多孔模具的运行控制、多孔模具的保护死区切换等多种技术,通过自动编程软件为客户实现完整的加工流程。
关键词:转塔冲床;多孔模具;PLC ;CN Ckad ;保护死区中图分类号:TG 385.2文献标识码:BD O I :10.16316/j .i s sn.1672-0121.2023.06.023文章编号:1672-0121(2023)06-0102-04第58卷第6期V ol .58No.6C H I N A M ETA LFO R M I N G EQ U I PM EN T &M A N U FA C TU R I N G TEC H N O LO G Y2023年12月D ec.2023序号名称单位规格1250×50001公称力kN 3002加工板材尺寸(含一次再定位m m 1250×50003滑块行程m m 324Y 轴行程m m 12505X 轴行程m m 25006工件最大厚度m m 6.357一次冲孔最大直径m m Ф88.98模位数个309孔距精度m m ±0.1010冲孔频率/m i n 60011板料最大移动速度m /m i n10612床身结构闭式13喉口深m m 182514控制轴数个5轴15转塔转速转/m i n 3016旋转工位一次冲孔最大直径m m Ф88.917多孔模具个418指令方式绝对/增量19工件最大质量kg15620数控系统FA N U C 0i -PF21空气压力M Pa 0.5522机器外形尺寸长-宽-高m 6.5×5.2×2.123机器重量t19表1E P30伺服数控转塔冲床主要参数第6期2.3多孔模具结构多孔模具通常分为12孔模具、24孔模具、25孔模具和49孔模具等。
航空液压管接头综述
P r o t r u s i o n F e a t u r ef o r F i n e D i a m o n d G r i n d i n g -w h e e lb y M e a n s o f E l e c t r o ‐c o n t a c t D i s c h a r ge D r e s s i n g [J ].J o u r n a l of M a t e r i a l s P r o c e s s i ng T e ch n o l o g y,2006,180(1/3):83‐90.[51] L u Y J ,X i eJ ,W u K K ,e ta l .E x pe r i m e n t a l S t u d y o nD r y E l e c t r i c a l C o n t a c tD i s c h a r g e (E C D )D r e s s i n g P a r a m e t e r s o fC o a r s eD i a m o n dG r i n d i n gW h e e l [C ]//16t h I n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u mo nA d -v a n c e si n A b r a s i v e T e c h n o l o g y.Z u r i c h :T r a n s .T e c h .P u b l i c a t i o n sL t d .,2013:746‐750.(编辑 王艳丽)作者简介:余剑武,男,1968年生㊂湖南大学机械与运载工程学院教授㊁博士研究生导师㊂主要研究方向为特种加工技术㊁数字化设计与制造技术㊁先进材料复杂曲面精密加工技术及数控装备㊂何利华(通信作者),男,1987年生㊂湖南大学机械与运载工程学院博士研究生㊂黄 帅,男,1988年生㊂湖南大学机械与运载工程学院硕士研究生㊂尚振涛,男,1977年生㊂湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心研究员㊂吴 耀,男,1965年生㊂湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心高级工程师㊂段 文,男,1991年生㊂湖南大学机械与运载工程学院硕士研究生㊂航空液压管接头综述欧阳小平1 方 旭1 朱 莹2 王 锴3 杨华勇11.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州,3100272.航空机电系统综合航空科技重点实验室,南京,2111003.中航工业机电系统股份有限公司,北京,100164摘要:航空液压管接头是直接影响飞机安全和可靠性的重要元件㊂为全面了解各类航空液压管接头性能,介绍了永久式㊁可分离式和柱端式三大类航空液压管接头的基本特点;从结构㊁原理㊁使用范围㊁设计标准和供应商等方面对主要液压管接头进行了详细阐述;从耐压能力㊁拉脱强度㊁质量和安装等方面对比分析了三大类管接头中每种管接头的性能和优缺点;针对不同压力级别系统给出了航空液压管接头的选择推荐,展望了航空液压管接头未来的发展方向,指出了我国在该领域与国际先进水平的差距㊂关键词:航空;液压管接头;永久式;可分离式;柱端式中图分类号:T H 137 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.16.023O v e r v i e wo fA v i a t i o nH y d r a u l i cF i t t i n gs O u y a n g X i a o p i n g 1F a n g X u 1 Z h uY i n g 2 W a n g K a i 3 Y a n g H u a y o n g11.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f F l u i dP o w e rT r a n s m i s s i o na n dC o n t r o l ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u ,3100272.A v i a t i o nK e y L a b o r a t o r y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y onA e r o E l e c t r o m e c h a n i c a l S y s t e mI n t e g r a t i o n ,N a n j i n g,2111003.C h i n aA v i a t i o n I n d u s t r y E l e c t r o m e c h a n i c a l S y s t e m sC o r p o r a t i o n ,B e i j i n g,100164A b s t r a c t :T h e a v i a t i o nh y d r a u l i c f i t t i n g i so n eo f t h em o s t i m p o r t a n t c o m p o n e n t sw h i c hd i r e c t l ya f f e c t s t h e s a f e t y a n d r e l i ab i l i t y o f a i rc r a f t s .Ac o m p r e h e n s i v eo v e r v i e w w a s i n t e nde d t o i n t r o d u c e t h e g e n e r a lf e a t u r e s o f t h e a v i a t i o nh y d r a u l i c f i t t i ng s .Th e p e r f o r m a n c e o f t h r e em ai n t y p e s o f a v i a t i o nh y -d r a u l i c f i t t i n g sw a sde m o n s t r a t e d ,i n c l u d i n gp e r m a n e n tf i t t i ng s ,s e p a r a b l e f i t t i n g sa n db o s s f i t t i n gs .T h es t r u c t u r e ,p r i n c i p l e s ,a p p l i c a t i o n s ,d e s i g ns t a n d a r d sa n ds u p p l i e r so fe a c ht y pew e r e i l l u s t r a t e d .T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f e a c hm a i n t y p e f i t t i n g s u c ha s p r e s s u r e r e s i s t a n c e ,p u l l ‐o f f s t r e n g t h ,w e i gh t a n d i n s t a l l a t i o n ,w e r ea n a l y z e da n dc o m p a r e d .T h er e c o mm e n d e ds e l e c t i o n so fa v i a t i o nh y d r a u l i c f i t t i n gs f o r d i f f e r e n t p r e s s u r e l e v e l sw e r es u mm a r i z e d .F i n a l l y ,t h ed e v e l o p i n gp r o s p e c to fa v i a t i o nh yd r a u l i c f i t t i n g sw a s g i ve n ,a n d t h e l a r g e d i s t a n c e i n t h e a v i a t i o nh y d r a u l i cf i t t i ng sb e t w e e nChi n a a n d t h e i n -t e r n a t i o n a l a d v a n c e d l e v e lw a s p o i n t e do u t .K e y wo r d s :a v i a t i o n ;h y d r a u l i c f i t t i n g ;p e r m a n e n t ;s e p a r a b l e ;b o s s 0 引言随着国家航空事业的战略调整,我国在民用收稿日期:20150213基金项目:国家自然科学基金资助项目(51275450);国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2014C B 046403);浙江大学基本科研业务费专项基金资助项目(2013F Z A 4004)和军用飞机研制领域均取得了很大的进展,一系列新型军机(如歼‐20㊁歼‐31㊁运‐20)和国产客机(A R J 21和C 919)应运而生㊂这些飞机的成功研制,都需要高可靠的液压系统和元件为飞行控制提供安全保障㊂航空液压管接头作为一种最基础的液压附件,通过管路将液压泵㊁阀㊁缸㊁油箱等液㊃2622㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.压元件联结起来,组成液压系统㊂在飞机液压系统中,液压管接头的数量多㊁分布广,任何一处管接头的泄漏都会造成飞机液压系统故障甚至重大飞行事故㊂国内飞机生产商及研究单位在飞机研制过程中,往往只注重泵㊁阀㊁缸等液压元件特性的研究,忽略液压管接头对飞机性能的影响,从而给飞机的安全性和可靠性带来了隐患㊂笔者通过调研大量的国内外文献,在本文中系统地阐述了航空液压管接头的种类㊁结构㊁原理㊁安装及其性能对比,为我国从事飞机液压科研工作的人员提供参考㊂1 航空液压管接头分类航空液压管接头一般分为永久式管接头㊁可分离式管接头和柱端式管接头三大类[1‐2],如表1所示㊂永久式管接头是一类永久连接㊁不可拆卸式的管接头,具有较强的耐压能力和可靠性,质量和体积均很小,在飞机液压系统中使用十分广泛㊂表1 航空管接头分类大类小类液压设计压力相关标准P d/M P a P d/p s i永久式径向挤压式20.7~27.63000~4000S A E A S4459轴向挤压式10.3~34.51500~5000S A E A S5958记忆合金式13.8~34.52000~5000S A E A S18280S A E A S85421S A E A S85720熔焊式20.7~34.53000~5000S A E A S1576S A E A S4510钎焊式20.73000S A E A R P573M I L‐B‐7883可分离式扩口式20.73000M I L‐F‐5509S A E A S4841无扩口式20.7~34.53000~5000S A E A S18280S A E A S4444唇密封式20.7~55.23000~8000S A E A S85421S A E A S85720柱端式直螺纹软密封式20.73000S A E A S4875直螺纹硬密封式20.73000S A E A S4875延长双密封式20.73000S A E A S4875螺栓式20.73000S A E A S4875锥管螺纹式20.73000S A E A S4842锁环式20.7~55.23000~8000S A E A S1301等其他旋转接头6.9~34.51000~5000M I L‐J‐5513柔性接头0.9125M I L‐C‐22263S A E A S1650S A E A S1710快速接头6.9~34.51000~5000S A E A S5440M I L‐D T L‐25427注:p s i为磅/平方英寸,1p s i=6895P a,下同㊂可分离式管接头是一类可以拆装维护的管接头,具有较好的可维护性,但是其质量和体积相对较大,接头零件数多,可靠性一般㊂柱端式管接头是一类连接管路与柱端端口的专用管接头,通常位于管路系统的终端,需要较高的机械连接强度㊂其他类型的管接头一般只针对特定的场合,如旋转接头和柔性接头用于元件或管路存在较大旋转㊁位移或振动的场合,快速接头用于元件需要频繁更换维护的场合等㊂由于篇幅有限,本文主要讨论更常用的永久式㊁可分离式和柱端式三类管接头㊂2 永久式管接头永久式管接头采用永久连接形式,耐压能力和机械强度都较高,用于不需要拆装的管路系统,主要有径向挤压式㊁轴向挤压式㊁记忆合金式㊁熔焊式和钎焊式五种㊂2.1 径向挤压式径向挤压式永久接头通过径向压接的方式使接头与管子机械相连,如图1所示㊂接头由接头体和接头端部组成,两部分通过薄壁结构连接,这种薄壁结构能很好地吸收振动和弯曲[3]㊂径向挤压接头与管子在受挤压变形后会有回弹力,通过管子和接头的变形和回弹力的作用形成可靠的永久性连接,该回弹力大小受接头和管子退火条件的影响[4]㊂(a)接头原理图(b)接头实物图图1 径向挤压式管接头为避免因管子表面缺陷而存在泄漏,接头体内部设计有两个密封槽,使用硅酮密封圈来实现接头备份密封㊂不同材料的接头,硅酮密封剂填充的个数也不同㊂钛合金和不锈钢的接头可以只填充外侧槽就能实现有效密封,而铝合金接头和管子由于回弹力相对较小,故需要同时填充两个槽,但是一般推荐所有接头包括不锈钢和钛合金接头都同时使用两条密封槽[3]㊂接头端内部涂有聚四氟乙烯干膜润滑剂,在㊃3622㊃航空液压管接头综述 欧阳小平 方 旭 朱 莹等Copyright©博看网. All Rights Reserved.弯曲或振动条件下,可以有效地减少应力集中㊂接头内部端面设计有一个最大为7.6mm (0.3i n)的管端间隙,避免管子在装配时和接头底部或者另一根管子端面直接接触,允许接头安装位置在管子上有少量轴向位移余量,提高了安装的灵活性[5]㊂这个间隙的设计也同样体现在轴向挤压式和记忆合金式永久接头上㊂径向挤压式永久接头广泛应用于各类飞机的液压㊁气动㊁环控和燃油等系统中,其设计压力可达20.7~27.6M P a (3000~4000p s i)[6],设计标准主要依据S A E 的A S 4459㊁B o e i n g 公司的27D 0001/27M 101/B P S F 142,公制标准采用I S O 7169㊂目前径向挤压式永久接头的主要供应商都集中在美国,包括P e r m a s w a ge ㊁A i r d r o m e ㊁E a t o n 等公司㊂2.2 轴向挤压式轴向挤压式永久管接头由接头体和挤压环组成,接头体端部内设计有齿槽结构,如图2所示[7]㊂使用挤压工具将挤压环沿着接头体轴向推进,挤压环挤压接头和管子,使接头体的齿槽结构嵌入到管子,形成机械连接和金属密封㊂安装时,管子的插入深度和挤压环的推入距离都需要根据事先在管子上的标记来判断[8]㊂(a)接头原理图(b)接头实物图图2 轴向挤压式管接头为减小接头质量,可以将挤压环分成内环和外环,内环为原金属材料,外环使用高强度低密度的复合材料,如碳纤维强化环氧树脂[9]㊂为使挤压环更易轴向推动,常在挤压环内表面和接头体外表面涂抹润滑剂以减小两者的摩擦力,更大程度减小挤压环和接头体接触面刮擦的概率,从而避免因刮擦造成的挤压环卡死甚至损坏挤压环或接头体[10]㊂为拓展轴向挤压式管接头在快速维修场合的应用,如快速修补有缺陷或者破损的管子,E a t o n 公司设计了一种仅用两把扳手就能快速简单完成安装的轴向挤压式管接头H ‐F i t t i n g [11]㊂轴向挤压接头可以应用于10.3~34.5M P a(1500~5000p s i )的系统[12],满足S A E A S 5958标准要求㊂应用机型有B o e i n g 的F/A ‐18E /F 和MV ‐22,B o m b a r d i e r 的L e a r je t 45公务机㊂轴向挤压接头的供应商和径向挤压接头类似,主要是P e r m a s w a ge 和E a t o n 公司㊂2.3 记忆合金式记忆合金管接头是利用形状记忆合金(镍钛合金)所制成的高性能航空管接头㊂加工记忆合金管接头时,在马氏体条件下将预加工好的管套(内径略小于管路外径)用相应形状的扩径芯棒使之内径稍稍大于管路的外径,并一直储存在液氮(-196℃)中㊂安装时,从液氮中取出管套,套在安装位置,当管套温度逐渐升高时,管套收缩产生的回复力箍紧管子,同时管套的内脊嵌入管子,使得该连接具有很高的连接强度和很好的密封性能,如图3所示㊂图3 记忆合金式管接头在不降低密封性能及强度的情况下,使用记忆合金接头,省去了管路端面加工设备㊁挤压设备及力矩扳手等工具,大大简化了管接头安装的工作量㊂但是记忆合金管套在安装前,必须储存在液氮中,这限制了其应用范围[13]㊂记忆合金接头可以应用于13.8~34.5M P a(2000~5000ps i )各级压力系统中,满足S A E 的A S 85421/A S 85720/A S 18280/A S 4459标准,美军标M I L ‐F ‐18280和M I L ‐F ‐85421,以及N o r t h r o p 的37A 050㊂记忆合金管接头已经广泛应用于A i r b u s 的A 320/A 340/A 350㊁B o e i n g 的B 747/B 787/C 17和N o r t h r o p 的B ‐2等机型中,目前市场上主要由A e r o f i t 和A i r d r o m e 公司提供㊂据报道,该永久密封形式已经保持39年无泄漏的记录[14]㊂2.4 熔焊式熔焊式管接头是指采用熔焊方式的永久式管接头㊂熔焊方法主要有电弧焊㊁等离子弧焊和激光焊等㊂熔焊式接头可分为直接对焊式㊁T 形环式和承插式等,航空领域较多采用T 形环式熔焊,而套筒连接则是T 形环的扩展形式,如图4所示㊂此类熔焊接头端设计成T 形轮廓,以便与管接头或管路端面在熔焊前配合,T 形环同时还可以用作熔焊时的填料㊂熔焊式管接头具有质量㊃4622㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.轻㊁体积小㊁管路封套面最短和连接强度高等特点㊂(a )T形环连接(b)套筒连接图4 熔焊式接头熔焊接头焊缝的质量直接关系到接头的机械强度和耐压密封性能,但是焊缝质量难以通过目视观察或者使用简单量具检测,必须采用X 射线或超声波检测整条焊缝内部质量[15‐16],给熔焊接头的现场安装应用带来了极大困难,从而限制了其在现代飞机上的使用㊂目前,航空用熔焊接头已广泛使用轨道式自动熔焊设备,这使得精确控制焊接轨迹成为可能,大大提高了焊接效率和焊接可靠性㊂熔焊接头的设计符合S A E 的A S 1576或A S 4510标准,B o e i n g 的27M 107和B P S ‐F ‐125,L o c k h e e d 的5P T V 5401,以及N o r t h r o p 的37A 050,能满足20.7~34.5M P a (3000~5000p s i )压力等级的要求[15‐16]㊂由于熔焊接头的低成本和高可靠性,被广泛应用于早期的军用和民用飞机㊂2.5 钎焊式钎焊接头连接形式是在接头管套和管子间添加钎料,通过加热熔化,依靠毛细作用或者附加声波振动,均匀地扩散并填充到接头管套与硬管之间,经低温冷却而形成的连接㊂由于是毛细作用,接头管套与管子之间的径向间隙一般要求在0.05~0.1mm 之间,间隙过小会加大制造装配工艺难度,间隙过大会使钎料分布不均匀[17]㊂钎焊分硬钎焊和软钎焊,主要以温度和钎料区分㊂硬钎焊加热温度高于450℃,使用铝基㊁银基和铜基等高熔点钎料,软钎焊加热温度低于450℃,使用锡基㊁铅基和锌基等低熔点钎料㊂硬钎焊的使用温度高㊁机械强度高,所以航空用钎焊式管接头一般采用硬钎焊形式㊂钎焊接头典型结构如图5所示㊂管套型钎焊接头的接头体内部加工有预置焊料的凹槽(用于直接连接两根管子),而接头型钎焊接头的底部与管端面接触的位置预置钎料环(用于连接管子和转接头),钎料环在通过高频感应加热熔化后均匀地填充在管路和接头管套间的缝隙,形成永久连接㊂(a)管套型(b)接头型图5 钎焊接头相比熔焊接头,钎焊接头的强度较低,耐热能力较差,对管路与接头的同轴度要求很高,钎焊后也需要用X 射线检测或超声波检测来观察焊料的铺展率㊂但是,钎焊对母材的理化性能影响小,焊接后应力和应变较小,可焊接性能差别较大的异种金属,能同时完成多条焊缝,密封性好,被广泛应用于各类型军用和民用飞机㊂钎焊式管接头需满足S A E A R P 573和M I L ‐B ‐7883㊁B o e i n g 的S 7928939和27D 0002的要求,其使用压力可达20.7M P a (3000ps i )[17‐18]㊂2.6 性能对比五种永久式管接头的性能对比如表2所示㊂径向挤压式㊁轴向挤压式和记忆合金式管接头,均依靠管路和接头体间的相互挤压作用力实现高强度机械连接㊂其中,轴向挤压式和记忆合金式管接头均有刃齿结构,安装后刃齿嵌入管壁,可以形成有效的线面金属接触密封,而径向挤压式管接头安装后是面面金属接触,密封不可靠,需要附加密封圈来实现可靠密封㊂同时,刃齿结构也使轴向挤压式和记忆合金式管接头的拉脱强度要高于径向挤压式管接头的拉脱强度㊂由于轴表2 永久式管接头性能对比性能径向挤压轴向挤压记忆合金熔焊钎焊耐压++++++++拉脱强度-+++++质量+---++-安装过程+++++---检测过程++++++---- 注: ++”代表性能很好, +”代表性能好, -”代表性能差, --”代表性能很差,下表同㊂㊃5622㊃航空液压管接头综述欧阳小平 方 旭 朱 莹等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.向挤压式和记忆合金式管接头具有高效密封和高拉脱强度的特点,故其适用压力也高于径向挤压式管接头㊂熔焊式和钎焊式管接头通过热加工实现接头的安装,焊缝质量难以直观控制,必须使用X 射线或超声波检测,令安装工艺复杂化,通常需要在部装厂完成,这限制了熔焊式和钎焊式管接头的使用㊂即便如此,钎焊所采用的感应加热方法比熔焊更易保证焊接质量,也更简便㊂径向挤压式㊁轴向挤压式和记忆合金式管接头则可以简单地通过在管路外壁上作标记来判断接头是否安装到位,便于在总装厂现场安装㊂记忆合金式管接头需要在液氮中储存,使其便捷性又低于径向挤压式和轴向挤压式管接头㊂在接头零件数和质量方面,熔焊式管接头的优势最明显,所占空间也最小㊂轴向挤压式接头共有三个零件组成,增大了接头的质量和空间㊂3 可分离式管接头可分离式管接头是最常用的管接头,即接头连接常用螺纹紧固形式,可以反复拆装㊂可分离式管接头主要有扩口式㊁无扩口式和唇密封式三种㊂3.1 扩口式扩口式接头是液压系统里使用最广泛的接头之一,最常用的是37°扩口,其他还有45°㊁60°和双锥度扩口等㊂预先将管端冷挤压成喇叭口,配合使用相应的螺母和管套,使管子扩口锥面与接头锥面相互紧贴,形成金属接触面面密封,如图6a 所示㊂使用管套压紧管子能避免振动时应力集中在管子扩口交界处,分散扩口处的剪切应力,增大连接强度㊂扩口接头安装简单,容易对中,但安装时必须保证适当润滑㊂对于材料比较软且外径较小的管子,如铝合金管,可以将管子扩成双层扩口[19]㊂双层扩口能提高连接的强度,同时双层扩口表面更光洁,同轴度更高,所以密封效果要比单层扩口好㊂由于管端扩口法较难加工壁厚很大或者硬度很高的管子,可以采用机加工的37°内锥头[20],通过焊接或挤压等方式永久连接在管端上,从而取消了管套且管子不需要扩口㊂对于机加工的内锥头,如果直接设计成37°内锥面,加工误差会导致其与外锥面无法形成可靠的面密封,为了解决这个问题,将内锥头设计成双锥度形式,如图6b所示[21]㊂双锥度面的锥度分别为38°~39°和25°,这两个锥面的交线与扩口接头37°外锥面接触,在外锥面中线附近形成一条可靠的线密封,可以防止实际密封位置偏离锥面中间位置而处于外锥面过高或者过低的边缘位置,以致密封不可靠㊂(a)常规型(b)双锥度头图6 扩口式管接头扩口式管接头早在20世纪40年代就被应用于飞机液压系统,是航空工业中应用最早的刚性导管连接件,适应各种流体介质㊂但其耐压能力有限,最高设计压力为20.7M P a(3000p s i)[22],满足S A E的A S4841,美军标的M I L‐F‐5509㊂3.2 无扩口式无扩口式管接头不需要对管子扩口,最大的结构特点是接头端的24°内锥面㊂无扩口式连接主要有两种形式:图7a是管套形式,由无扩口接头㊁无扩口管套和螺母三部分组成[23];图7b是球头形式,由无扩口接头㊁无扩口球形端头和螺母三部分组成[24]㊂(a)管套形式(b)球头形式图7 无扩口式管接头无扩口式连接主要依靠24°内锥面与球形或近似球形曲面直接接触形成线密封,密封线位置处于零件的较厚部位,避免重复拆装后形成较大塑性变形使密封不可靠㊂管套前端面与管路端面之间留有一段直管,便于保证接头与管路的同轴关系,避免弯矩直接作用于管套上;直管段不能过长,需保证管端面与接头底部台阶有一定的间隙,避免两者直接接触而导致密封处接触不良㊂而一般工业用咬入式卡套接头需管端面直接顶住接头底部台阶以使卡套刃部受力嵌入管子㊂无扩口式接头耐压能力比传统扩口式接头的耐压能力高,常用于20.7~34.5M P a(3000~ 5000p s i)的系统[25‐26],设计标准主要依据S A E的A S18280和A S4444,美军标的M I L‐F‐18280,B o e i n g的B P S‐F‐125㊂此类接头具有较高的可靠性,能承受一定的振动和压力脉动㊂根据航空标准(A S18280)要求,接头在最大或最小扭矩情况下能重复拆装8次且不能有泄漏,所以适用于低㊃6622㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.频率重复拆装使用的场合[25]㊂3.3 唇密封式唇密封式管接头的密封原理与U 形唇形密封圈类似,密封结构主要包括密封唇和U 形截面结构,如图8所示[27‐28]㊂唇形密封接头与管路的连接一般采用永久式,如焊接㊁挤压等方式㊂唇形密封接头连接处会形成两处可靠的密封,一处是密封唇端部与接头端面接触的位置,密封唇类似于弹性悬臂梁,使其具有自紧特性,而U 形截面又使其具有自封特性;另一处密封唇底部与接头端面接触的位置,依靠螺母与接头对这个位置的压紧力实现密封㊂(a)拧紧前(b)拧紧后图8 唇密封式管接头安装唇形密封接头时,随着螺母扭矩增大,在密封唇端部首先形成第一处密封,然后在密封唇底部再形成第二处密封㊂第二处密封结构没有弹性,能防止因为螺母扭矩过大而造成第一处密封失效,在重复拆装使用的场合效果明显㊂航空管路连接处通常会受到较强振动和弯曲,第二处密封结构能很好地防止振动和弯曲传递到密封唇端部的第一处密封位置,保证密封的稳定可靠[29]㊂为了达到所需的弹性密封力,密封唇端通常使用高刚度弹性材料㊂唇形密封接头端面和螺纹接合面需要用干膜润滑剂抛光,即使经常拆装也不会破坏密封面㊂在对清洁度要求较高的地方,可以不用干膜润滑剂来抛光接头端面,而是直接处理成粗糙度为8μm 的金属面[30]㊂唇形密封接头具有极高的密封性能,其系统设计压力适用于20.7~55.2M P a (3000~8000p s i )[30‐31],满足美军标M I L ‐F ‐85421和M I L ‐F ‐85720㊁B o e i n g 的27M 102和27M 107㊁N o r t h r o p 的37A 050和R o c k w e l l 的T F D ‐82‐272㊂唇密封式管接头连接形式具有极高的可靠性,能承受剧烈振动和高压力脉动㊂根据A S 85421要求,接头在最大或最小扭矩的情况下能重复拆装25次且不能有泄漏,所以适用于低频率重复拆装使用的场合[30‐31]㊂目前,S A E 标准只对唇形密封接头公头端有详细尺寸要求,对密封唇只提出了基本技术要求,尺寸由各供应商自己设计决定㊂唇形密封接头主要由P a r k e r ㊁E a t o n ㊁A i r d r o m e ㊁A e r o f i t 和P e r -m a s w a ge 等公司提供㊂3.4 性能对比三种可分离式管接头性能对比如表3所示㊂扩口式管接头依靠管路内壁扩口面与接头外锥面形成面面接触密封,耐压能力较低;无扩口式管接头依靠管套球面与接头内锥面形成线-面接触密封,耐压程度较高;唇密封式管接头依靠密封唇与接头锥面形成两处线-面接触密封,且密封唇具有自紧效果,耐压能力最好㊂无扩口式和唇密封式连接依靠挤压或焊接等形式永久连接在管路上,拉脱强度显著高于依靠扩口套和接头将扩口端夹住的扩口式连接方式㊂表3 可分离式管接头性能对比性能扩口式无扩口式唇密封式耐压-+++拉脱强度-++++质量-++预装过程+--插入尺寸+-++可分离式管接头安装前都需要预装,扩口式管接头需要预先扩口,无扩口式管接头需要预先安装管套,唇密封式管接头需要预先连接唇形端头㊂三种预装方式中,扩口式的实现最简单,其次是无扩口式和唇密封式㊂在接头零件数和质量方面,三种接头的直通形式均为5个零件,包括2个螺母㊁1个接头体和2个管套,质量区别不大㊂但是,无扩口式和唇密封式可将接头体预装在管路上,比传统方式可减少近半个接头体㊁1个管套和1个螺母㊂对于现场安装,插入尺寸是衡量接头装配维护性能的一个指标㊂插入尺寸过长,拆装接头需要很大轴向位移,需要较大的空间才能拆装此处接头,如图9所示㊂可以看出,唇形密封接头的插入深度小,接头拆装基本不存在空间不够的问题,而无扩口式接头的插入深度大,需要在接头处留有足够的空间才能拆装接头㊂(a)扩口式(b )无扩口式(c)唇密封式图9 插入尺寸示意图4 柱端式管接头柱端式管接头常用来连接管路与内螺纹端面油口,主要有六种形式:直螺纹软密封式㊁直螺纹硬密封式㊁延长双密封式㊁螺栓式㊁锥管螺纹式和锁环式㊂㊃7622㊃航空液压管接头综述欧阳小平 方 旭 朱 莹等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.4.1 直螺纹软密封式直螺纹连接配合软密封如O 形圈,是最常用的柱端接头形式,如图10所示[32]㊂直螺纹起联接紧固的作用,受挤压变形的O 形圈起密封作用㊂直螺纹软密封式柱端管接头又可分为两大类:不可调向型与可调向型㊂不可调向型一般有堵头和直通接头,如图10a 所示,这类接头安装时直接拧入油口,不存在接头转向对齐问题㊂可调向型一般有弯头㊁三通接头和四通接头等,如图10b 所示,这类接头通常需要精确定位几个端头的方向㊂(a)不可调向型 (b)可调向型图10 直螺纹软密封式柱端接头直螺纹软密封式柱端接头,其柱端设计标准主要有M S 33649和A S 5202,对应端口设计主要有A S 1859㊁A S 930和A S 756㊂除了以上专有的柱端形式外,常用的扩口接头和无扩口接头的标准端头形式也符合柱端形式的设计,可以直接作为柱端接头使用㊂4.2 直螺纹硬密封式直螺纹硬密封式柱端接头的六角螺母密封端面设计有凸缘结构,在接头装配时,凸缘嵌入到端口密封面形成金属直接接触密封,如图11所示[33]㊂这种接头形式不需要橡胶密封圈等复合材料零件,避免了密封圈等对油液的耐腐蚀性和自身使用温度的限制,适用于绝大部分流体介质,能适应很宽的温度范围㊂图11 直螺纹硬密封式柱端接头4.3 延长双密封式延长双密封式柱端接头是在传统直螺纹柱端接头基础上改进而来,延长了柱端端头,在突出端设计了密封结构,如图12所示[34]㊂延长双密封式柱端接头有两道密封,互为备份,提高了柱端接头的密封耐压性能和可靠性,常用于航空泵进出口与管路的连接㊂图12 延长双密封式柱端接头4.4 螺栓式螺栓式可调向柱端接头主要由螺栓接头㊁调向接头和密封垫圈组成,如图13所示[35]㊂与图图13 螺栓式可调向柱端接头10b 直螺纹的可调向型柱端接头相比,两者对应的柱端端口一致,但是螺栓式可调向柱端接头尺寸更小㊁质量更轻㊂螺栓式可调向柱端接头还可以设计成多段并联形式,延长螺栓接头长度并多开一个孔,将两个调向接头串在螺栓上,形成两个并联的流道,这种形式的特点是两个调向接头的方向都可以在平面上任意调整㊂螺栓式可调向柱端接头需要两处密封,增大了接头泄漏的风险,通常用在压力为20.7M P a (3000p s i)及以下的系统[34],设计要求要满足S A E 的A S 4875㊂常用的螺栓式可调向柱端接头形式标准主要有N A S 551与N A S 552,N A S 1236与N A S 1237,A N 775与A N 776㊂4.5 锥管螺纹式锥管螺纹式柱端接头的连接采用航空用锥管螺纹(A N P T ),具有结构简单㊁装配方便的特点㊂在不大于51mm (2i n )时,A N P T 螺纹与N P T 螺纹的尺寸完全相同;大于51mm (2i n )时,A N P T螺纹的装配余量为3个螺距,而N P T 螺纹为2个螺距㊂N P T F 螺纹为干密封式锥管螺纹,其连接密封的原理是,在没有润滑剂或密封填料情况下㊃8622㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. 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哺乳动物基因表达Tol2载体是什么?
哺乳动物基因表达Tol2载体是什么?Tol2载体系统能高效地将外源DNA插入宿主细胞基因组中。
该系统技术简单,利用质粒转染(非病毒转导)将目的基因永久整合到宿主基因组中。
该系统来源于Tol2转座子,它最初是从硬骨鱼青鳉鱼(Oryzias latipes)中分离出来的。
基于序列同源性分析,发现T ol2转座子与整个脊椎动物基因组中发现的非自主元件的hAT家族密切相关。
Tol2系统包含两个载体,一个载体被称为辅助质粒,负责编码转座酶;另一个载体被称为转座子质粒,包含两个反向末端重复序列(ITRs)以及两者之间的转座区域,需要被转座到宿主基因组中的目的基因就克隆在这个区域。
当辅助质粒和转座子质粒共转染靶细胞时,辅助质粒产生的转座酶将会识别转座子的两个ITR,然后将被转座区和两个ITR元件插入到宿主基因组中。
T ol2转座子在宿主细胞中的插入位点没有明显碱基偏好性,这不同于具有特定靶标位点的转座子系统。
如,piggyBac转座插入通常发生在包含TTAA序列的宿主染色体位点。
Tol2是II类转座子,通过“剪切—粘贴”的机制移动,从一个地方转座到另一个地方,而不留下序列本身(恰好相反,I类转座子是通过“复制—粘贴”的方式移动)。
Tol2通过“剪切-粘贴”机制以单拷贝进行整合,在每一个插入位点都会产生一个8 bp的重复序列。
有两种途径可将转座酶导入靶细胞。
第一种是将辅助质粒瞬时转染到细胞中,使转座酶的瞬时表达。
第二种是利用辅助质粒体外转录出Tol2 mRNA,然后注射到靶细胞中。
无论哪种情况,转座酶都只能短时间表达。
随着辅助质粒的丢失或转座酶mRNA的降解,转座子会永久整合到宿主基因组中。
如果将T ol2转座酶重新导入细胞中,整合的转座子会再次通过“剪切—粘贴”的机制移动。
Tol2转座子系统在转基因动物中的应用
Tol2转座子系统在转基因动物中的应用汤泽源;薛良义【摘要】Tol2是在青鳉鱼基因组中发现的一种具有自主性的转座子元件.它编码转座酶,催化Tol2转座子结构中5’端200 bp和3’端150 bp序列发生转座反应.Tol2的多种特性,如可携带大片段外源DNA、单拷贝整合效率高、转座子活性强等,使得以Tol2特座子系统为载体的转基因技术在多种生物中得到应用.综述了Tol2转座子系统的结构、特性以及近年来在多种动物转基因中的应用.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】6页(P43-48)【关键词】Tol2;转座子;转基因;应用【作者】汤泽源;薛良义【作者单位】宁波大学生命科学与生物工程学院,宁波315211;宁波大学生命科学与生物工程学院,宁波315211【正文语种】中文Koga等[1] 在1996年首次从青鳉鱼基因组中发现了大约有10-30个拷贝的Tol2转座子元件,它位于编码酪氨酸酶基因的第5个外显子中,Tol2序列在该位点的插入引起了该基因的突变,从而引起宿主的白化病和红眼症[2] 。
它是一类具有自主活性的转座子序列,也是一种高效基因转移工具。
Tol2转座子系统的优良特性使其已在多种转基因动物的研究中得到广泛应用。
Tol2转座子的序列与hAT转座子家族相似,包括hobo、Ac和Tam3等,但hAT转座子家族中的众多转座子元件都不具有天然转座子活性,也都不是自主性转座子,而Tol2转座子却具有天然活性,是自主性转座子[3] 。
Tol2转座子全长约4.7 kb,其中含有编码转座酶的基因,该基因由4个外显子构成,编码649个氨基酸(图1)[4] 。
为了鉴定该转座酶是否具有催化转座反应的能力,Kawakami等[5] 删除了 Tol2转座子中编码转座酶的区域但保留了转座酶识别和结合的区域,使其变成非自主性的转座子,并将非自主性的Tol2转座子与转座酶mRNA一起注射到斑马鱼的受精卵中进行瞬时切除试验,结果证实该转座酶具有催化非自主性的Tol2转座子进行切除反应,即转座反应的第一步。
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Tol2 转座子转座效率随着转座酶活性的提高而提高,并可能不存 在类似 SB 转座子系统 (Sleeping Beauty transposon system) 的过表 达抑制效应 (Kawakami and Noda 2004)
转座机制
在序列下方的红线表示插入位点,
(Ni, Wangensteen et al. 2016)
由于转座可以非常有效地发生在斑马鱼 (等物种) 胚系中,Tol2 转座子系统 已成功应用于转基因和基因诱捕 (Kawakami et al. 2000)。
应用——转基因斑马鱼的构建
50%~70%
3%~100% (Kawaka实验
通过 PCR 从模板 pTol2miniKan(-)amp中扩出平末端的 miniTol2-KanR 片段。 PCR 产物用 DpnI 酶处理,消化模板,后纯化。用刚制备的质粒和PCR产物进 行反应
20 μL 反应体系:
0.5 pMol 质粒 pGL, 相应的 PCR 产物,27 pMol His-Tol2 (~2 μg) 在 MOPS buffer (25 mM MOPS, pH 7.0; 1 mM MnCl2; 50 mM NaCl; 5 % glycerol; 2 mM DTT; 100 ng/ul BSA)中混匀 . 30 ℃,孵育 2 h。
Tol2 转座子整合位点偏好性
Tol2 在体内对靶基因的 AT 富集区有一定的偏好性 此外,Tol2 整合位点主要在转录起始位点, CpG 岛 和 DNA酶I 超敏感位点
(DNaseI hypersensitive sites) 附近(Huang, Guo et al. 2010) 体外整合实验证明,插入片段在靶质粒上不是随机分布的,而是聚集在
图 3.—Tol2 的左右臂序列.
亚末端重复序列( AAGTA 出现 24 次、 GAGTA 出 现 9 次)
约 12 bp末端反向重复序 列,是转座酶识别的关 键序列。
(Urasaki, Morvan et al. 2006)
图 4. 正常的及替换突变的Tol2 骨架结构及其转座效率。
末端的长方形代表TIRs,箭头 及其方向分别代表SR及其方向, 中间的方块代表SR以外的序列, 黑色方块和三角形代表突变。
非自主性转座子:玉米的 Ds(Dissociation) 转座子系统,该系统转座酶基因 突变或缺失,但保留了必要的转座臂,在有活性的转座酶的存在下能够进 行转座
Barbara McClintock
Tol2 转座子被发现于青鳉的基因组,属于 hAT 家族,被鉴定为自主性转座 子。
Tol2 转座子约 4.7 kb,主要由一个(含有4个外显子)编码转座酶的基因 和一对同向转座臂组成 (图 1) (Kawakami 2007)。
exon1
intron
intron intron
exon2
exon3
exon4
Coding region UTR
图 1.— Tol2 转座子和最小转座子载体
图 2.—Tol2 最小结构及其转 座效率
1、当左臂 ≥ 200 bp ,右臂 ≥ 150 bp 时转座效率最高。
2、左右臂不能互换。
(Urasaki, Morvan et al. 2006)
Kawakami, K. (2007). "Tol2: a versatile gene transfer vector in vertebrates." Genome Biol 8 Suppl 1: S7.
谢谢
(Urasaki, Morvan et al. 2006)
图 5.转座酶 mRNA 和含有 Tol2 转座臂结构的质粒DNA 被共注射到一细胞期受精卵,养至 成鱼F0,杂交获得F1。 A. 左端和右端之间存在一个最小间隔区,否则也不能发生转座;当转座子结构长达11.7 kb
时未降低转座效率
B. Southern blot hybridization 检测拷贝整合 C. 1、2 从转基因鱼中扩出的插入片段;3、4 从质粒中扩出的插入片段 D. 整合位点两端附近的测序结果 8 bp TSD (target site duplication)
Tol2 转座子系统及其应用
汇报人:XXX 00000000000000
目录
CONTENTS
1 转座子简介 2 转座机制 3 Tol2 转座子整合位点偏好性 4 应用——转基因斑马鱼的构建 5 参考文献
转座子简介
转座子:能够从基因组的一个位点转移到另一位点并且整合在该位点的遗 传因子。
自主性转座子:玉米的 Ac(activator) 转座子系统,能编码一个有转座功能的 转座酶并且能自主转座。
Huang, X., H. Guo, S. Tammana, Y. C. Jung, E. Mellgren, P. Bassi, Q. Cao, Z. J. Tu, Y. C. Kim, S. C. Ekker, X. Wu, S. M. Wang and X. Zhou (2010). "Gene transfer efficiency and genome-wide integration profiling of Sleeping Beauty, Tol2, and piggyBac transposons in human primary T cells." Mol Ther 18(10): 1803-1813.
参考文献
Urasaki, A., G. Morvan and K. Kawakami (2006). "Functional dissection of the Tol2 transposable element identified the minimal cis-sequence and a highly repetitive sequence in the subterminal region essential for transposition." Genetics 174(2): 639-649.
Ni, J., K. J. Wangensteen, D. Nelsen, D. Balciunas, K. J. Skuster, M. D. Urban and S. C. Ekker (2016). "Active recombinant Tol2 transposase for gene transfer and gene discovery applications." Mob DNA 7: 6.