基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法

面对全球变暖这一严峻的气候变化挑战,减少机床全生命周期的碳排放成为一项至关重要的任务。从设计源头出发,以降低机床全生命周期的碳排放为目标,研究其碳排放特性及其相关设计要素关联关系是机床低碳设计的基础工作。为有助于在早期设计阶段评估机床全生命周期碳足迹,提出一种面向方案设计阶段的基于设计特征的机床全生命周期碳足迹评估方法。提出机床系统特征(关系特征与运行特征)与单体特征(几何特征、技术处理特征、材料特征)的概念,表征机床零部件间层层约束关系,并建立基于设计特征的机床设计方案表达模型。将机床全生命周期内的碳排放活动归类为面向设计特征的六类特征关联活动,建立设计特征与碳排放活动之间的关联机制。提出基于设计特征的碳足迹量化方法,建立机床全生命周期碳足迹评估模型。以计算和分析某锯切机床的全生命周期的碳足迹为例,验证了所提方法的可行性。

消音缝结构对75Cr1材质圆锯片旋转状态下振动特性的影响

在锯片基体设计消音缝结构是75Cr1材质圆锯片重要的减振降噪方式。为研究消音缝加工位置对旋转状态下75Cr1材质圆锯片振动特性的作用机理,构建了考虑离心应力影响的75Cr1材质圆锯片模态仿真模型,分别探究了在其基体内部和边缘加工消音缝对旋转模态振型以及固有频率的影响。结果表明:加工基体消音缝后,不易产生驻波共振,模态的固有频率发生分离;加工边缘消音缝后,部分模态振型的阶次顺序发生改变,不利于动态稳定性的模态振型阶次后移;基体内部消音缝的模态分离作用较强,边缘消音缝的模态分离作用较弱。本研究结论对制锯企业面向不同工作转速需求的消音缝优化设计具有一定指导意义。

面向方案设计的机械产品制造阶段碳足迹评估

为降低机械产品在制造阶段的碳足迹,提供更精确的碳足迹核算方法,提出了一种基于设计特征的机械产品制造过程碳足迹评估方法。在方案设计阶段,利用特征建模理论定义产品系统特征与单体特征,阐述产品零部件之间的约束关系,形成基于设计特征的产品设计方案表达模型,分析制造过程碳足迹与产品设计特征间的内在联系,构建碳足迹量化模型。为检验所提方法的实用性,计算分析夹层复合型圆锯片在制造阶段的碳足迹。研究结果表明,该方法可帮助设计人员在方案设计阶段洞察产品制造阶段的碳排放关键因素,优化产品设计方案,实现制造减排。

基于CiteSpace的圆锯片研究热点趋势分析

本文分析了圆锯片设计及制造优化中减振降噪水平与动态稳定性的研究热点与前沿理论的演进路径,基于可视化分析软件CiteSpace,以2002—2022年中国知网和Web of Science核心合集数据库为数据来源,分别从年发文量、关键词、发文作者及发文机构,对圆锯片结构设计及生产工艺的一般方法及特点进行初步探讨,根据关键词时间线及突显词对未来发展趋势进行展望。研究结果表明,2002—2022年圆锯片相关研究领域的中英文文献发文量平稳,研究机构间的合作相对分散,研究热点主要集中在圆锯片结构设计优化和生产工艺优化方面。结合关键词演变知识图谱,总结了提升圆锯片减振降噪水平及动态稳定性的方法,指明了该领域未来的研究重点和发展方向。

锯片垛回火过程温度场数值模拟与变形控制

为探究回火温度和时间对锯片基体强度、硬度及变形的影响,利用非稳态导热原理,建立了锯片基体码垛加压回火过程的温度场数值模型,模拟不同回火条件下的温度场分布,并分析其对轴向和径向变形的影响。研究发现,加压回火中锯片基体垛的径向和轴向最大温差分别约为10℃和(18~20)℃,65Mn锯片基体码垛用钢最佳回火工艺为400℃下保温12 h。通过数值模拟与实验数据对比,验证了回火变形规律与温度分布特性的一致性。

辊压适张对75Cr1材质圆锯片模态频率特性的影响

为了改善75Cr1圆锯片的振动特性,运用有限元法对不同辊压工艺参数下的圆锯片进行模态分析,得出圆锯片旋转过程中齿通频率范围内的模态振型以及固有频率。模态试验测试发现辊压后圆锯片各阶固有频率会升高,验证了有限元法的有效性。研究结果表明,在(5954~7578)Hz频率范围内,辊压处理后圆锯片模态振型减少;模态振型出现顺序发生改变,高阶振型向低阶移动,中间阶次振型向高阶移动;固有频率分布规律发生改变,辊压前在齿通频率范围内固有频率分布均匀,辊压后不再均匀,而呈现一种前段密、后段疏的分布特性。

薄型锯片锯切硬脆石材横向振动模型

分析了金刚石圆盘锯锯切石材过程中节径型横向振动的形成原因,发现行波振动中锯齿边缘的波动变形导致了锯切力形成附加轴向力。在与锯片同转速的旋转坐标系下推导了轴向附加力的数学模型,进而建立了石材锯切过程中锯片横向振动模型。基于Newmark方法设计了振动模型的求解算法,并编写了仿真程序。为了验证模型的有效性,进行了石材加工生产现场锯片的横向振动监测实验,对锯片不同位置、不同工艺参数下的横向振动值进行了测量。6组振动模型的计算结果与对照实验结果的误差不超过13%,验证了模型的有效性。

基于机器视觉的锯片基体几何参数测量

针对圆锯片几何参数大多依靠人工,检测效率低下易产生人工误差等问题,本文采用改进的霍夫圆检测算法和联通域法,通过图像采集、预处理、系统标定、边缘检测,对其内径、外径、齿高、齿数进行检测。实验证明:该算法不仅检测误差较小、检测速率高,而且具有可行性。

基于虚拟样机的输送带动力学模型研究

介绍了国内外带式输送机的发展现状,以及国内带式输送机设计制造方面存在的一个问题。引出了利用虚拟样机技术来完成带式输送机传动系统的协同仿真的可行方法,过程涉及2个软件SOLIDWORKS-ADAMS的配合使用,完成了带式输送机传动系统简易虚拟样机模型的建立,并在此基础上进行了系统动力学仿真的示例。

离心式通风机的前导器调风方法分析与研究

矿用通风机的调风方法有多种,重点分析与研究前导器调节风量时离心式通风机的特性曲线和工况点,确定通风机的的高效率运行区域,提高通风机的运行效率,从而达到节能减排的目的。

基于有限差分方法的带式输送机动态特性分析

把带式输送机的输送带看做黏弹性体的连续系统,以输送带的黏弹性模型为研究对象,基于有限差分方法对该模型进行求解算法的确定。通过这种算法可得到任意加速度输入时输送带的弹性位移。以头部驱动、头部张紧布置形式的带式输送机为例,详细阐述了算法的确定过程以及求解过程。

面向清洁生产工艺方案设计的洁净特征建模与评价技术

针对生产工艺方案设计阶段缺少有效的绿色制造理论和清洁生产技术支持的现状,建立了清洁生产方案设计优化决策模型。提出洁净特征的概念,对生产工艺设计阶段的各种环境信息进行聚合和描述,并提出基于洁净特征的生产工艺方案设计的环境信息表达模型。通过映射函数对环境信息进行识别、筛选、提取和聚合,建立了洁净特征表达模型,并将其作为清洁生产综合评价体系的基本单元,根据评价结果对生产工艺设计方案进行有针对性的选择、改造和完善。以花岗石定型板材的生产过程为例,验证了洁净特征的提取、评价和反馈的可行性。

石材行业清洁生产技术概述(七)——石材矿山洁净开采工艺与技术

石材矿山开采方法种类繁多,其生产工艺各不相同。为了使石材矿山生产能够适应国家生态文明建设的需要,选取适合清洁生产理念的开采方法和工艺是重点。本文简述了矿山开采工艺选择的基本原则,分析、对比了传统的开采方法与新兴的机械开采方法工艺特性。得出了推广新型锯切工艺方法是矿山清洁生产必要条件的结论。

石材行业清洁生产技术概述(二)——清洁生产实施体系、规划及石材矿山清洁生产评价模型和方法

分析了石材行业在人们日常生活中的重要作用以及其对我国经济发展的贡献。同时,指出石材行业开展清洁生产战略迫在眉睫。而现有的清洁生产理论在我国石材企业的生产过程中难以直接应用,缺乏能够应用于矿山或车间的切实可行的清洁生产实施体系。为此,在对石材企业生产过程特性研究的基础上,构建了一种面向矿山或车间的清洁生产过程实施体系,包括清洁生产过程的技术基础、研究内容、软件支撑和目标,并重点分析了研究内容模块中生产方案规划、过程控制管理、清洁生产评价技术等关键技术。针对石材开采过程清洁生产综合评价问题,提出了一种基于熵权和AHP的模糊综合评判方法,克服了传统模糊综合评判法在权重确定方面具有一定随意性、主观性的问题。该方法利用层次分析法计算主观权重,利用熵权法计算客观权重,并进行权重拟合,从而得到综合权重,最终得到评价结果。对石材矿山生产的清洁性评价提供了良好的模型和方法。

石材行业清洁生产技术概述(一)——清洁生产技术与清洁生产实施战略

阐述了清洁生产的概念、起源。通过归纳了我国清洁生产的几个发展阶段,总结了清洁生产战略在我国推行的进程。分析了清洁生产审核、评价和清洁生产技术在我国取得的成就和存在的问题。最后,提出了清洁生产在我国的发展方向的建议。

石材行业实现转型升级面临的挑战和应对策略——学习中央《关于加快推进生态文明建设意见》的几点思考

作者对中央《关于加快推进生态文明建设意见》的主要内容进行了总结和分析,归纳了石材行业转型升级的主要任务。从石材行业产业链构成的角度,分析了石材行业转型升级面临的主要问题和挑战。最后基于《关于加快推进生态文明建设意见》,对石材行业转型升级策略进行了研究,提出产业升级的方式和路径。

石材行业清洁生产技术概论(三)——面向石材加工过程清洁生产评价体系的研究

为了实现石材加工的清洁生产综合评价,以国家公布的《石材行业清洁生产技术要求(报批稿)》为依据,建立了完整的石材加工的清洁生产评价指标体系。分析了指标的含义和量化方法。针对指标体系的特殊复杂性,提出了一种兼顾主观经验和客观数据信息挖掘的组合赋权方法。赋权过程中,采用AHP法进行主观赋权,对定性和定量指标分别采用粗糙集理论和熵权法进行客观赋权。利用优化决策理论将主客观权重结合起来。使用模糊评判法对清洁生产等级做出等级评定。

石材行业清洁生产技术概述(四)——石材污水处理技术研究与应用现状

在石材的锯切和抛光过程当中形成大量的石粉与冷却水混合后而产生石材污水。处理方式落后会带来严重的环境污染与生态破坏,处理工艺的落后也增加了石材企业的经济负担。实现石材加工污水的净化与循环已成为国内外石材行业中的热点课题。现在对石材污水处理技术研究中,处理总体工艺设计、沉淀工艺设计、絮凝剂工艺研究等方面都有一定的进展。

石材行业清洁生产技术概述(六)——新型石材污水处理工艺设计及实验研究

为了使石材加工过程中产生的石粉快速沉淀,往往需要向车间刚刚排放出来的污水中添加絮凝剂。本文通过对石材污水絮凝工艺设计及实验研究,得出了污水浓度、粘度、使用的絮凝剂对石屑颗粒成长速度的影响性,得出了无机和有机絮凝剂最佳的匹配剂量。

石材行业清洁生产技术概述(五)——经济型石材污水处理工艺总体规划

本文针对中小型石材厂家对于石材污水的处理工艺过于简单,提出了一种新型经济型石材企业污水处理工艺的总体规划。这种总体工艺规划既能达到净化与循环利用的目的,而且处理费用不高,可被广大中小型石材厂家接受。