基于人工神经网络的磨料水射流精密特种加工

磨料水射流是一种先进的绿色加工工具。为了获得较高的表面精度,必须精确控制水射流加工的各种工艺参数。一种可行的办法是建立水射流加工过程中的主要参数之间的非线性关系,通过加工速度的补偿来间接控制工件表面质量。本文基于人工神经网络理论,建立了水射流加工过程的神经网络模型。在获取大量样本数据的基础上,对网络模型进行训练。经过训练的水射流加工神经网络模型可以准确预测与给定压力、磨料流量、工件厚度、期望的表面粗糙度所对应的切割速度,实验验证获得满意结果。

微磨料水射流技术及其应用

介绍了微磨料水射流技术及其在半导体制造工艺中的应用。在分析研究微磨料水射流技术国内外发展基础上，提出了微磨料水射流的产生方法及关键技术。对增压发生器的压力、喷嘴直径、微磨料粒子的精度、浆液磨料制备方法、浆液磨料的输送及质量流量的控制、工作平台的运动精度等关键技术进行了分析讨论。研究表明，为了产生射束直径100μm以下的微磨料水射流，必须采用湿式磨料，同时完全避免空气进入。采用300nm至8μm氧化铝浆液磨料和Ф40—50μm喷嘴，应用运载方法可以产生束径达Ф40-50μm级的微细加工磨料水射流。在同样水压力下，其切割的能量密度是普通磨料水射流的4～5倍。微磨料水射流在半导体材料加工、微型电子机械系统制造以及光学器件生产上具有广阔应用前景。

刀形截齿截割阻力的理论和试验研究

根据刀形截齿截割破碎煤岩过程的宏观现象，应用拉破坏理论建立了刀形截齿截割破碎煤岩的理论模型，从而导出了截齿截割煤岩时的断裂角和截割阻力的理论表达式。试验结果表明。

基于SIMULINK的水射流动态特性仿真

由于超高压发生器的瞬时压力脉动导致水射流的出口速度不稳定,进而严重影响水射流机床的加工质量。本文以某型水射流切割机床为研究对象,建立其水射流增压系统的数学模型,应用MATLAB中的动态仿真工具软件包SIMU-LINK,对超高压增压系统的压力脉动和高速水射流的出口速度进行仿真研究。通过仿真研究,为改善水射流系统的动态性能提供了依据。

微磨料水射流三维加工的实验研究

对微磨料水射流技术三维加工进行了实验研究。实验采用特殊设计的微磨料水射流切割头,水喷嘴内径为127μm,聚焦管内径为300μm,碳化硅固体磨料粒子平均直径25μm。微磨料水射流切割头利用螺杆泵送原理直接将微细磨料主动送入切割头混合腔,通过水射流对磨料粒子加速、混合并经聚焦管喷出形成微磨料水射流。螺杆由步进电机驱动,通过控制步进电机转速来精确控制磨料流量。将切割头置于高精度四轴联动数控平台的刀架上,实现对工件的加工。研究表明,通过改变磨料流量可较好地控制微磨料水射流的能量密度。对特定材料,首先设定走刀速度,改变磨料流量就能获得不同的切割深度,实现微磨料水射流车削、磨削、铣削、雕刻等三维加工。微磨料水射流在半导体材料加工、微型电子机械制造以及光学器件生产上具有广阔应用前景。

CO 在脉冲电晕场中氧化的实验研究

对ＣＯ在脉冲电晕场中的氧化脱除进行了实验研究。研究表明，采用高压超窄脉冲流柱电晕放电可使ＣＯ的氧化脱除率达８０％以上。

AYX2-1悬移质采样器用旋转开关阀研制

悬移质采样器开关阀的作用是控制进水和排气的通断,它是采样器的关键元件之一,对采样器的性能起决定作用。本文研制出一种新型电动旋转开关阀,它由阀体、阀盖、减速电机、陶瓷阀芯、密封胶垫以及控制电路等组成。陶瓷阀芯由两块静止陶瓷片和夹在中间的转动陶瓷片组成,静止陶瓷片与转动陶瓷片之间采用平面、硬密封结构形式。转动陶瓷片由减速电机驱动转动,通过与静止陶瓷片的对孔实现水路和气路的通断。采用新的阀芯结构和陶瓷材料以后,较好地解决了开关阀卡沙和可靠性问题。该研究成果已成功应用于AYX2-1悬移质采样器。

用采煤机的调高油缸工作压力实现采煤机自动调高

用ＭＣＳ－５１单片微机对采媒机的调高油缸工作压力进行监测和处理，间接识别煤岩分界，通过电液伺服控制系统实现采煤机的自动调高。

高速水射流特种精密加工技术

高速水射流特种加工是利用具有很高动能的高速(超音速)水射流束来冲蚀材料,从而实现材料切削,属于高能束加工范畴,是一种可与激光、等离子体、电子束加工方法媲美的新型切割加工工具。水射流切割无(机械)接触,适应性好、切割表面精度高、切缝窄、材料损耗少、清洁无污染,配合数控执行机构可精确切割加工任意复杂形状工件。另一方面,水射流具有介质成本低,、清洁、环境友好,而且对被加工材料无热损伤(被切割材料温度小于100℃)等优点,在许多材料的切割加工、表面处理中,水射流具有其独特的优越性。高速水射流尤其适用于高硬度、高脆性难加工材料、复合材料、钢筋混凝土、陶瓷、石材等的切割加工。

煤岩切割刀具几何参数的理论分析

通过截齿切割破碎煤岩的受力分析，对刀形截齿排屑性能进行了理论分析。研究表明，前刃面为楔形的刀形截齿，由于斜角的存在，排屑性能大大改善。

调压式悬移质采样器进口流速仿真研究

基于调压式悬移质采样器的工作原理,建立了采样器进口流速和进口流速系数的数学模型和仿真算法,并根据采样器的基本要求定义了进口流速通过率,编程开发了采样器进口流速仿真系统。应用该仿真系统,不仅可以计算采样器的进口流速和校核其通过率,而且可以求解出采样器在天然流速范围内能满足进口流速要求的进水管路结构参数组合,从而为采样器结构设计提供参考依据。该研究成果已成功应用于AYX2-1型调压式悬移质采样器的研制,实践证明该系统具有较高的应用价值。

AYX2型积时式悬沙采样器进水管路优化设计

积时式悬沙采样器进口管路的结构和几何参数是影响采样器管嘴进口流速的关键因素之一。为保证所采水样的真实和准确性,一般要求采样器进口流速接近河流的天然流速。本文通过建立采样器进口流速的数学模型,对采样器进口管路进行了参数优化。研究表明,通过优化结构参数,在水深0- 40m,天然流速0-5m/s的范围内,采样器的进口流速系数K在[0.9,1.1]区间的概率可达98%。

采煤机液压自动调高系统的研究

提出了一种新的滚筒采煤机摇臂高度的自动调整方法。其原理是用采煤机滚筒在截割纯煤层和顶板岩石时的切割力作用于调高油缸而引起的压力变化来识别煤、岩分界、并据此控制相应的液压伺服系统以达到自动调整采煤机滚筒高度的目的。文中建立了自动调高系统的数学模型，并在此基础上进行了实验研究。

端面截割小直径滚筒装煤效率的研究

我国极薄煤层的开采机械化问题,比较突出,主要设备为采煤机。文中对极薄煤层用爬底板端面截割采煤机小直径滚筒的装煤效率,通过参数分析及一系列的实验研究,根据其有关参数对装煤量、装煤效率及比能耗的相应有利关系,提出小直径滚筒设计应该是:适宜的滚筒和筒毂直径;2～3头的光滑叶片且升角在30～35°;转速在120～130r/min的逆向旋转滚筒以及与转速相匹配的1.2～2m/min的牵引速度。

脉冲流柱电晕氧化脱除隧道空气中CO的模拟实验研究

在实验室模拟公路隧道污染空气，在大风速条件下，用超窄脉冲流柱电晕放电技术对污染空气中的ＣＯ进行了氧化脱除的实验研究。实验取得满意效果，ＣＯ氧化脱除率达６０％以上。

H—1型急倾斜采煤机

急倾斜煤层的开采是一个难题,国外倾斜、急倾斜煤层采煤机械化的方向是过渡到综合机械化—综采机组落煤,液压支架支护,顶板管理为全部冒落,局部充填或全部充填。以保证工作面推进速度快,产量高和巷道维护期短。国外急倾斜煤层开采量较多的国家主要有前苏联和法国等。德、印、波、加和西班牙等国也开采急倾斜煤层。均研制有不同的急倾斜采煤机械化设备。本文就我国引进的西班牙马吉纳—威斯特伐利亚有限公司生产的急倾斜煤层采煤机HUNOSAH—1型作一介绍,供同行们参考。

基于人工神经网络的磨料水射流切削工艺建模(英文)

磨料水射流(AWJ)切割工艺已经被遍及世界的许多车间所采用,其优点广为人知。为了进行精密加工,如精密切割、铣削、钻孔和磨削等,必须精确预测AWJ的侵蚀深度。文章基于人工神经网络(ANN)对AWJ切割工艺进行建模。模型采用三层结构,输入变量有水射流压力、水喷嘴直径、磨料粒子粒度(直径)、磨料流量和切割头进给速度。输出量为AWJ的切割深度。样本数据在JJ-I水射流切割机床上实验获取,A3钢样板作为切割试件。采用改进的BP算法和样本数据对建立的人工神经网络进行训练。训练好的网络以一定精度建立了AWJ切割工艺中各参数之间的映射关系。所建模型可以精确预测AWJ的切深。将该模型集成到AWJ切割机床的计算机数控器中,可以实现AWJ精密加工。

无链电牵引采煤机牵引同步运行的模拟实验研究

“极薄煤层采煤机械化”是四川省科委“七五”科技攻关项目。重庆大学于1985年承担了该课题的研究工作。我们在设计极薄煤层爬底板端面截割采煤机时,采用了两台串激直流电动机分别为无链牵引的驱动方式。

隧道电除尘器的应用及其安装计算

介绍了电除尘器在公路长隧道中的应用，对隧道电除尘器在隧道中的安装位置和台数进行了公式推导。

基于FLUENT的磨料水射流喷嘴内流场的可视化研究

根据液固两相流理论对磨料水射流喷嘴内的流场进行了分析,并建立了喷嘴内流速度场的可视化模型,利用FLUENT分析软件求解磨料水射流喷嘴内各节点的速度。根据速度场分布图,讨论了影响磨粒速度的主要因素。研究表明,存在一个最优磨料喷嘴长度,使得磨料速度最大。喷嘴混合腔的长度对磨料粒子的加速有显著影响,为了达到最大磨料速度,磨料混合腔长度可在水射流喷嘴直径30~40倍的区间内选取。磨料粒子最高速度会随磨料混合腔内圆锥角的增加而降低。从降低喷嘴磨损角度看,应减小混合腔内锥角。