圆筒混合机内不同粒径颗粒的轴向分离研究

为了探讨颗粒在圆筒混合机的轴向分离机理,提出了一种由多段摩擦系数不同圆筒组成的新型圆筒混合机结构.以颗粒堆积角为参考,通过仿真与实验测试得到了颗粒的参数,并基于圆筒混合机分离实验验证了仿真模型.以此为基础,开展基于离散元法的不同粒度颗粒在圆筒混合机内分离过程的数值模拟研究,根据颗粒分布、休止角、运动速度、回转半径等分析了不同粒径颗粒在分离过程中的流动形态,并基于分离指数探讨颗粒的分离特性.结果表明:圆筒混合机侧壁摩擦系数不同将导致颗粒休止角不同,从而使不同区间颗粒的运动速度不同,高摩擦系数区域内颗粒运动快,而低摩擦系数区域内颗粒运动较慢;运动速度的不同导致颗粒在新型圆筒混合机内将产生明显的轴向分离现象,小粒径颗粒聚集在低摩擦系数区,而大粒径颗粒聚集在高摩擦系数区.

Analysis of Steel Slag Treatment Process and Comprehensive Utilization

As a by-product of steel enterprises,steel slag has a huge output and is rich in valuable minerals,but its comprehensive utilization rate is very low.The article mainly introduces the hot splashing method,hot sealing method,and drum method for the treatment of steel slag outside the furnace,and compares and analyzes the advantages and disadvantages of the production operation process and steel slag treatment process.At the same time,it also introduces the residual slag+double slag process and gasification dephosphorization slag circulation steelmaking technology for steel slag treatment inside the furnace,providing direction for steel enterprises to clean and comprehensively utilize steel slag.

采煤机滚筒工作性能优化研究

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

基于响应面法的绞车卷筒结构优化设计

为了充分利用卷筒的材料特性,实现绞车卷筒的轻量化,首先利用ANSYS对卷筒进行静态特性分析,然后对卷筒各项参数进行灵敏度分析,最后基于响应面法进行卷筒结构优化,得到最优方案。对优化后的卷筒进行疲劳寿命分析,结果表明,优化后的卷筒满足设计要求,质量减少了15.9%,实现了优化目标。

基于融合特征的CNN-Transformer墙体瓷砖粘贴空鼓检测算法

建筑墙体瓷砖粘贴空鼓的敲击检查方法是目前无损检测中应用最多的检测方法。为实现对复杂敲击位置下的识别和智能化检测,使用敲击法获取空鼓声音信号,提取连续小波变换(CWT)时频图和梅尔倒谱系数(MFCC)等时序特征。设计轻量化注意力CNN-Transformer双分支网络GATRNet,提出一种基于门控机制的特征融合模块,对CWT时频图和融合时序特征分别提取深度特征并进行融合。试验结果表明,所提方法测试精度可达99.10%,特征融合模块能够充分融合多种特征;相较于机器学习和神经网络识别方法,GATRNet在面对复杂敲击位置的声音时,多样性评价指标明显较优异。

基于双向耦合法的采煤机螺旋滚筒振动特性分析

为研究采煤机螺旋滚筒在多种赋存条件下的振动特性,以MG2×55/250–BWD型薄煤层采煤机为工程对象,优化煤岩接触模型,建立与实际赋存条件相似的多种不同截割工况下煤壁离散元模型。结合DEM–MFBD(Discrete Element Method-Multi Flexible Body Dynamics)双向耦合数值模拟方法搭建采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机模型与煤壁离散元模型的双向耦合试验平台,通过仿真试验得到不同煤岩工况下螺旋滚筒的截割过程,并分别对其振动特性的变化规律展开分析。研究结果表明:螺旋滚筒在截割过程中,三向均出现不同程度的振动,其中截割阻力方向振动加速度最大,牵引阻力方向振动加速度次之,侧向力方向振动加速度最小。随着模型中夹矸硬度以及层数比例的增加,截割过程中螺旋滚筒的振动强度不断加剧,最大振动加速度有效值的差值达到4403.149 mm/s^(2)。利用短时傅里叶变换将一维振动信号转化为二维时频谱图像,得到不同煤岩工况下振动信息变化特征在时频域中完成较好保留,其时频谱图像的特征样本效果优于各工况的时域一维信号曲线,主频能量位置、范围大小、特征团形状等信息具有明显区别,即使遇到夹矸层数不同,夹矸坚固性系数也存在差异的复杂工况,其时频谱图像中能量特征的分布形式也具有显著差别。通过振动模态分析发现,随着煤壁中含有夹矸硬度的增加,各部位的变形量均发生变化,其中截齿部位变化最为强烈。基于相似理论搭建采煤机振动信号测试试验平台,对不同煤岩工况条件下螺旋滚筒截割过程进行了测试研究,通过追踪螺旋滚筒的振动状态,发现其振动变化规律与双向耦合数值模拟一致。试验测试得到DEM–MFBD数值模拟方法获取的螺旋滚筒振动加速度有效值与依据相似比反推的试验数据之间的误差小于DEM离散元数值模拟方法与实验数据之间的误差,验证了DEM–MFBD数值模拟方法的准确性。研究结果对于提升螺旋滚筒工作可靠性具有重要意义,同时也为采煤机智能化开采的煤岩截割状态识别系统搭建过程中数据信息的获取提供了一种新的方法。

采煤机螺旋滚筒工作性能优化分析

针对王村煤业使用的MG2×55/250-BW型采煤机因经常发生螺旋滚筒叶片磨损损耗而造成企业停产、生产成本居高不下等问题,采用三维建模分析与离散元数值模拟分析的方法对采煤机滚筒与叶片进行了模拟仿真分析,通过对叶片进行模拟,得出叶片所受的侧向力最小,截割阻力居中,牵引阻力最大,叶片受到的主要磨损为摩擦磨损,叶片齿根、外缘以及尾部位置磨损最为严重。通过对叶片磨损因素分析,得出采煤机滚筒转速的影响程度大于坚固系数,大于采煤机牵引速度,大于滚筒叶片螺旋升角。通过对采煤机工作性能多目标优化分析,得出煤机最优参数牵引速度为4.23 m/min,坚固性系数为3.5,滚筒转速为80.65 r/min,螺旋升角为11.56°。依据不同的煤层夹矸进行了采煤机自适应截割控制系统设计,运用该系统王村煤业装煤率上升了1.8%,螺旋叶片因磨损更换的数量下降了15.7%,年产值上升1380万元,符合相关优化分析要求。

回转窑滚圈椭圆度校核计算中的有限元应用

分析了《化工回转窑设计规定》中滚圈椭圆度校核计算结果偏差较大的原因,建立了包含滚圈、筒体(含垫板)及托轮的双重接触有限元仿真模型,其中考虑了温升对筒体材料力学性能的影响以及冷态下滚圈与筒体之间的间隙。在ANSYS Workbench仿真平台求解滚圈的径向变形量,并结合变形后的轮廓特点,推导出图形学上的滚圈椭圆度算法,最后在LabVIEW编程环境中实现。结果表明:双重接触模型下的滚圈径向最大变形并不发生在象限点,滚圈内壁与筒体间的接触状态增强了整体刚度,为滚圈在工程设计中的优化提供了理论支撑。

海底多金属硫化物采掘机构滚筒切削特性研究

为提高采掘机构滚筒的工作性能,采用离散单元法对不同工况下滚筒的切削过程进行了数值模拟。采用单因素分析法和正交试验法分析了切削厚度、转速、牵引速度对切削阻力、产能及比能耗的影响,以滚筒的切削阻力和比能耗为评价指标,利用矩阵分析法获得了最佳的滚筒工作参数。结果表明,随着切削厚度增加,切削阻力和产能均增大,比能耗减小;随着转速增加,切削阻力和产能均减小,比能耗增大;随着牵引速度增加,切削阻力、产能均增大,比能耗减小。滚筒最佳工作参数为:切削厚度50 mm、转速100 r/min、牵引速度0.06 m/s。

旋转滚筒离散崩塌中被动层颗粒重排机制

旋转滚筒中颗粒物质离散崩塌的触发与传播机制是十分复杂的问题,被动层颗粒在其中起到非常重要的作用。为进一步研究被动层颗粒局部重排触发与传播机制,对旋转滚筒中颗粒的离散崩塌进行离散元模拟,运用改进的颗粒温度计算方法获得更详细的被动层颗粒运动信息。通过被动层颗粒温度空间分布识别出颗粒重排,得到颗粒重排点在崩塌周期中的时间与空间分布,针对具体颗粒重排区域考察颗粒重排的传播速度、颗粒堆积结构以及力学特性。结果表明:颗粒重排广泛存在于整个崩塌周期的被动层中,且在被动层靠上位置发生最为频繁;颗粒重排以弹性波的形式由触发点向四周传播,并且在主力链方向上具有更快的传播速度;颗粒重排的区域在重排后距离库伦失效准则更远,整个区域发生细微的压实。

带式输送机传动滚筒结构优化与仿真研究

为了实现传动滚筒减重目标,达到节约成本、提高传动效率的目的,对带式输送机选型设计后的标准传动滚筒进行了有限元分析;构建了带式输送机传动滚筒的有限元优化流程和有限元模型,结合近似函数建立优化数学模型,最后采用序列二次规划算法对数学模型进行求解。分析结果表明,在满足传动滚筒许用应力和位移的条件下,滚筒减重51.3968 kg,达到预期目标。

好氧堆肥技术与厌氧发酵技术研究进展

对好氧堆肥与厌氧发酵两种模式的废弃物利用方法进行归纳。好氧堆肥模式主要对四种主要类型的好氧堆肥反应器(滚筒式、箱式、筒仓式、塔式)的特点进行分析,发现滚筒式堆肥反应器具有反应速度快、处理量大和能耗低等优点;厌氧发酵模式主要对四种不同工艺(湿式、干式、两相、连续干法)的发酵流程进行分析,发现连续干法厌氧发酵设备具有可控制厌氧发酵过程,能实现较高原料降解率和较高的甲烷产气量。

采煤机截割滚筒焊接方法以及耐磨性研究

由于采煤机截割滚筒焊接过程中容易受到释放应力影响,出现焊道被遮挡及焊缝裂纹扩张问题,造成焊接质量隐患。结合采煤机截割滚筒焊接材料、布置试板焊道、定型参数,设计耐磨层角焊坡口进行焊接试验,将安全焊接为标定评定自动焊接质量。试验结果表明,自动焊接外观成形均匀,焊缝与母材处存在细小竖向裂纹,基板层和耐磨层接头有一定淬硬倾向,接头抗拉强度最高为450MPa,摩擦因数最大为0.3,接触表面粗糙程度控制在理想范围内,取得良好焊接效果。

基于记忆切割法的滚筒式采煤机调高系统自动化性能研究

以基于记忆切割法的滚筒采煤机的调高系统为研究对象,建立了调高系统的数学模型,并通过AMESim软件对滚筒重载时上升和下降的时间及不同行走速度时调高系统目标追踪的阶跃响应进行了研究,结果发现调高系统的自动化性能受滚筒升降的时间影响较小,但随着采煤机速度的增加,目标追踪精度下降,得出自动化性能最优区间为10~13 m/s。

基于离散单元法的采煤机装煤性能研究

为提高薄煤层采煤机装煤效率,进而提高薄煤层煤炭资源的开采效率以及经济效益,以高功率薄煤层采煤机MG2×250/1200-WD为例,利用离散元法研究滚筒的运动参数以及结构参数对薄煤层采煤机装载性能的影响规律。研究结果表明,薄煤层采煤机(滚筒直径小于1300 mm)滚筒采用内旋装载效果较好;通过控制变量法研究滚筒转速以及牵引速度对采煤机装载性能的影响规律,当滚筒转速为45 r/min、叶片升角为13°、牵引速度为5 m/min时,滚筒装载性能最佳。

构皮滩升船机主提升机卷筒结构焊缝疲劳强度分析

构皮滩升船机主提升机卷筒结构规模大、受力及边界条件复杂、运行频繁,且卷筒筒体的应力呈现周期性变化,卷筒焊缝可能产生疲劳破坏,因此焊缝的疲劳强度分析是卷筒结构设计的必要和重要环节。基于卷筒结构与载荷的复杂性,采用有限元分析方法计算卷筒结构的应力变化范围,其建模方法充分考虑了卷筒组与轴承座以及卷筒组各子结构的机械装配特性;采用标准“Eurocode 3”疲劳强度评估方法进行焊缝疲劳强度设计。基于有限元和“Eurocode 3”疲劳强度评估的焊缝疲劳强度设计方法,可为水利枢纽升船机设计提供参考。

矿用带式输送机传动滚筒的有限元分析

传动滚筒是矿用带式输送机的重要部件,传动滚筒的结构分析是其结构设计中的重要一环。采用COSMOS/M2 0有限元分析系统,对传动滚筒进行整体建模并做有限元分析。分析结果表明,该种传动滚筒的结构设计完全满足其强度要求。

转筒式全混合日粮混合机混合均匀度不同检测方法的对比分析

【目的】混合均匀度直接关系到全混合日粮的饲喂效果,目前大多数研究集中于对全混合日粮混合机混合均匀度的影响因素分析,而对各种检测方法之间的对比性和相关性研究较少.【方法】合理地选择混合均匀度的检测方法,同时采用常用的示踪物法与筛分法对自制的转筒式全混合日粮混合机的混合均匀度进行检测,并运用SAS软件对检测结果进行统计学分析.【结果】示踪物法与筛分法相互间t检验结果中均有P>0.05,说明不同方法的检测结果比较吻合并无统计学差异,均可检测转筒式全混合日粮混合机的混合均匀度;各实验室可根据现有条件、实际情况选用适当的检测方法,同时为确保不同检测方法的优势能够得到最大程度的利用、实现工作效果和效率的最大化,可选择采用其中一种方法或多种方法配合使用.【结论】研究结果可为后续行业标准的制定提供参考和依据.

门座起重机直卷筒补偿变幅系统的优化

根据门座起重机直卷筒补偿变幅臂架系统的结构特点和技术要求 ,建立了变幅系统优化数学模型 ,研发出变幅系统参数化优化设计软件 ,并成功应用于实际工程中 ,较好地解决了吊重水平变幅优化问题。

颗粒阻尼技术在制动鼓减振方面的应用研究

颗粒阻尼器具有不改变结构形状、附加质量小等特点,在其他被动阻尼常失效的恶劣环境下仍具有良好的减振效果。然而,传统的颗粒阻尼器设计通常依靠试验的方法。研究了颗粒阻尼技术在汽车制动鼓减振降噪领域的应用,基于离散元和有限元的耦合方法分析颗粒阻尼在汽车制动鼓上的应用,使颗粒阻尼减振器在旋转结构上的研究成为可能。结果表明:颗粒阻尼技术在汽车制动鼓减振降噪领域的应用是可行的,仿真结果与试验结果具有很好的一致性。