锋利型双面槽数控刀片抛光支撑面刀尖磨损研究

通过研究锋利型双面槽数控刀片在抛光时支撑面的尖角磨损现象,分析了抛光刀片的受力并得到其运动模型,得出尖角磨损的一个重要原因是抛光刀片高频率、周期性的相对限位槽运动,设计了两种抛光夹具进行抛光测试验证,探索抛光夹具限位槽间隙、径向位置以及定位销孔间隙对刀片支撑面刀尖磨损的影响规律。实验得出:限位槽间隙对锋利型双面槽刀片支撑面刀尖磨损产生正相关的影响,而当限位槽间隙达到0.6mm后,其正相关的影响减缓;同一限位槽间隙的不同径向位置抛光时对刀尖磨损无明显影响;定位销孔间隙对刀尖磨损有明显的影响,定位销孔间隙越大,刀尖磨损越严重。本研究可指导其他锋利型产品的抛光夹具设计,抛光夹具的限位槽双边间隙设计在0.2~0.4mm为宜,定位销孔略大于支撑盘定位销即可。

刮板输送机中部槽耐磨性能优化与应用研究

为有效提高刮板输送机中部槽的耐磨性能和使用寿命,对中部槽结构进行优化设计。基于非光滑耐磨理论,使用SolidWorks和ANSYS软件建立了刮板输送机中部槽的三维有限元模型,对中部槽在光滑状态/非光滑状态下的接触应力进行模拟研究。结果表明:在中部槽中板表面设置凹槽结构可以显著改善摩擦磨损现象,提高耐磨性能;凹槽最优参数为直径2 mm、深度5 mm、横向及纵向间距50 mm,最大接触应力值为353.631MPa,下降幅度达到23.78%。将新结构中部槽应用于同忻煤矿8311工作面SGB620/80T刮板输送机,新结构中部槽结构及运行稳定,使用寿命提高1倍,对刮板输送机中部槽结构进行凹槽改进设计能有效地提高其耐磨性能,延长使用寿命,经济安全效益显著。

铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能

目的通过分子动力学(MD)模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机(USM)定子材料提供理论指导方法建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是:沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。

沟槽型织构化火箭橇滑块磨损行为的有限元模拟

火箭橇系统的服役工况条件直接导致火箭橇滑块磨损,而滑块的磨损严重威胁着火箭橇系统的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约火箭橇系统发展和应用的主要技术瓶颈。因束缚于极端服役工况条件和高昂的试验成本,以及仅通过二维模型或只考虑局部碰撞变形的模拟仿真,尚且未能克服这一问题。根据Archard磨损理论、非线性自适应几何更新和弹塑性变形等有限元分析方法及表面织构技术,建立由0Cr18Ni9Ti不锈钢滑块和U71Mn钢轨钢滑轨组成的有限元三维磨损模型,并分别对火箭橇滑块光滑表面、沟槽型织构化表面进行磨损仿真,揭示滑块磨损过程中接触面磨损、Von-mises等效应力以及接触压力等接触特征的变化。结果表明:沟槽型织构能够显著影响滑块磨损,织构密度增加促进了接触面均匀磨损,使得应力分布均匀、梯度变化平稳,缓解了应力集中,避免了长时间的剧烈磨损;接触压力也随织构密度的增加而增加,使得接触面与目标面接触紧密、间隙更小,可有效避免磨粒或磨屑引起的三体磨损。有限元模拟表明,通过恰当表面设计获得沟槽型表面织构能够显著影响磨损,也可为实现兼具减摩抗磨性与结构可设计性于一体的火箭橇滑块提供技术参考和理论支撑。

阳极对槽针电镀三价铬镀层性能的影响

针对槽针电镀三价铬时常常存在针钩烧焦、阴极电流效率低的问题,分别采用石墨阳极和钛基尺寸稳定阳极(DSA)对SK5高碳钢槽针电镀三价铬。通过扫描电镜(SEM)分析、显微硬度测量和摩擦磨损试验,对比了采用不同阳极时槽针不同部位Cr镀层的微观形貌,以及槽针表面Cr镀层的显微硬度和耐磨性。结果表明,使用DSA能够提高镀液的深镀能力,使针槽内壁与外壁的Cr镀层形貌相近,都较为致密,针钩处镀层无烧焦现象。与采用石墨阳极时相比,采用DSA时所得Cr镀层的显微硬度更高,耐磨性更佳。

复合材料电极微细电火花加工表面微沟槽结构

表面微沟槽结构广泛应用于国防、电池反应堆、集成电路等领域。由Cu箔、CuSn合金箔和Sn箔三类材料构成的Cu-Sn复合材料微电极,可在工件表面获得具有复杂断面轮廓的微沟槽,故提出了Cu-Sn复合材料微电极的制备工艺并将其应用于表面微沟槽结构的微细电火花加工,建立了复合材料微电极的损耗模型,通过实验分析了复合材料微电极电火花磨削成形的过程。以上述研究为基础,采用厚度0.1 mm的Cu箔、厚度0.1 mm的均质CuSn合金箔和厚度0.3 mm的Sn箔制备复合材料微电极,并在180 V加工电压、26μs脉冲宽度和11μs脉冲间隔的作用下,对复合材料微电极进行电火花磨削成形并将其应用于Ti-6Al-4V的微细电火花加工。结果表明:Ti-6Al-4V表面获得了两种类型的微沟槽阵列结构,从而验证了所提工艺的可行性。

高强钢FL450X铸坯宽面边部纵向沟槽的成因分析

唐钢1700热轧线FL450X连铸板坯生产的过程中,板坯宽面边部经常出现纵向沟槽缺陷,主要集中分布在距铸坯宽面边部25~100 mm的位置,宽度为15~30 mm,深度为2~6 mm,对钢坯及成品的表面质量产生了严重影响。针对该问题,主要对连铸板坯宽面边部纵向沟槽的基本成因进行了分析,通过采取增加结晶器锥度系数以及减少结晶器铜板磨损等一系列可靠的控制措施,解决了现场实际生产中的若干问题。

螺旋槽磨削砂轮磨损轮廓模型与位姿补偿算法

立铣刀螺旋槽具有结构多样、精度高等特点,在切削加工中对刀具的切削和排屑都起到了重要的作用,而在立铣刀螺旋槽磨削过程中,由于砂轮的磨损会导致螺旋槽的磨削精度降低,且砂轮的磨损具有不规则性,很难预测砂轮磨损后形状,因此文章针对在砂轮出现磨损后,提出计算磨损砂轮轮廓的方法以及砂轮实际磨损情况的磨削位姿补偿算法。首先,建立螺旋槽磨削过程中砂轮与刀具棒料的运动学模型,并通过补偿前加工的螺旋槽实测轮廓反算出磨损砂轮轮廓;其次,应用解析法重新构建磨损砂轮磨削的螺旋槽形成计算模型;然后,根据螺旋槽前角、芯厚、槽宽等结构参数定义,建立螺旋槽结构参数关于磨损砂轮位姿函数关系式,并通过优化算法进行砂轮位姿补偿求解;最后,通过仿真与实际加工试验,对比分析磨损砂轮位姿补偿前后加工精度,验证算法的有效性。

刮板输送机槽帮磨损及内侧曲线优化研究

针对当前刮板输送机中部槽槽帮磨损严重问题,利用刮板输送机DEM-MBD耦合模型对其运输过程进行仿真模拟。研究发现,刮板输送机从空载到满载过程中,槽帮内侧压力的集中区域从槽帮下边沿逐渐向上边沿转移,稳定满载时槽帮上边沿压力范围在9842~10890Pa,明显大于下边沿最大压力8742Pa,与槽帮上边沿磨损严重相吻合;且刮板对槽帮作用力集中在槽帮上边沿,作用力大小范围为23950~160350N,均值为85509N,是煤料对槽帮作用力均值的30.76倍,表明槽帮上边沿磨损主要是由刮板与槽帮间的刚体-刚体磨损造成的。对槽帮内侧曲线进行优化,结果表明:稳定满载时槽帮内侧压力及刮板对槽帮作用力分别降低了19.34%和42.51%,为槽帮结构优化提供了依据。

油气混相回流泵送密封结构启动过程摩擦磨损性能试验

针对航空发动机轴承腔油气混相回流泵送密封(OG-RPS)结构启动过程中转速低于开启转速时密封端面易发生摩擦磨损问题,采用Plint摩擦磨损试验机进行了摩擦学性能试验。选择浸锑石墨和浸树脂石墨2种典型软环,18Cr2Ni4WA钢、表面喷涂Al2O3陶瓷和表面喷涂Cr2O3陶瓷3种典型硬环,改变转速和载荷模拟密封启动过程的速度和端面比压变化,监测密封端面摩擦系数和温度,并与机械密封结构试验数据进行对比。结果表明:螺旋槽能有效提升摩擦副润滑特性,减少表面磨损,大幅降低摩擦系数和温升,最高可分别降低73.02%和63.41%;表面喷涂陶瓷能有效提高密封面抗磨损性能,其摩擦面更平滑;对摩擦副组对浸树脂石墨和表面喷涂陶瓷更容易获得超低摩擦系数(COF<0.01)。研究结果可为航空发动机轴承腔OG-RPS密封环设计选材和性能优化提供数据支撑。

基于机器学习的刮板输送机中部槽磨损预测方法

针对传统刮板输送机中部槽磨损预测方法较为复杂、预测准确率低等问题,结合机器学习理论,提出了一种基于PSO-CNN的刮板输送机中部槽磨损预测方法。通过对中部槽样本数据的处理,构建适用于磨损预测的卷积神经网络(CNN)结构,利用粒子群算法(PSO)对CNN的权值进行评估寻优,避免网络陷入局部最优。实验结果表明:PSO-CNN模型在多种评价指标上均有良好的表现,泛化能力强,性能较为突出;PSO-CNN预测值与试验值的变化曲线贴合度较为一致,预测准确率高,满足实际需求。

不同口环密封结构对转子动力学特性的影响

为了研究不同形式密封结构对高速离心泵密封动力学特性的影响,通过数值计算的方法对环形密封、迷宫密封、轴向槽型密封3种不同形式的密封结构在相同边界条件下的泄漏量、刚度阻尼特性和密封内流特性等方面进行了研究。研究结果表明:迷宫密封的密封效果最好,环形密封次之,轴向槽型密封最差;轴向槽型密封的泄漏量比迷宫密封高出34%。然而,轴向槽型密封的主刚度系数和主阻尼系数较迷宫密封高出1倍以上,密封动力学特性最好;且轴向槽型密封可以减弱密封内部环流,减弱进口预旋速度。

基于DeepLabV3s的曳引轮磨损测量研究

在不同的光照环境下,对电梯曳引轮的磨损量进行非接触式测量时存在误差较大这一问题,为此,提出了一种基于改进DeepLabV3的曳引轮磨损自动测量算法。首先,构建了曳引轮绳槽的物理模型,基于采集到的曳引轮绳槽图片,建立了曳引轮绳槽数据集;然后,采用融合SEnet和ECAnet双注意力机制的DeepLabV3s模型,对数据集进行了训练,实现了钢丝绳与曳引轮的分类目标;提出了一种融合曳引轮图像特征的图像处理算法,用相关匹配法识别并截取了目标区域,定位到磨损点,并计算了其磨损量;最后,为了对上述算法的性能进行验证,搭建了测量实验平台,进行了算法的鲁棒性验证和误差分析实验。实验结果表明:采用该算法进行测量所得绝对误差小于0.049 mm,均方根误差小于0.044 mm,且算法运行时间小于2.50 s。研究结果表明:与传统测量方法相比,该自动测量方法具有高精度、自动化、非接触的特点,能适应不同光照环境,快速、准确地测量曳引轮绳槽的磨损量,解决了不同光照环境下的曳引轮磨损非接触式测量问题。

基于状态回声网络的电梯曳引轮轮槽磨损安全性评价

目前针对磨损安全性评价的方法主要按照磨损状态进行人为判断,缺乏定量分析基础。为准确评价电梯曳引轮轮槽磨损安全性,提出了基于状态回声网络的电梯曳引轮轮槽磨损安全性评价方法。首先提取电梯曳引轮轮槽磨损特征,然后将特征作为回声网络的输入,将电梯曳引轮轮槽磨损安全值作为输出,通过回声网络训练和学习,建立电梯曳引轮轮槽磨损安全性评价模型。测试结果表明,该方法的电梯曳引轮轮槽磨损安全性评价误差小,可准确评价电梯曳引轮轮槽磨损安全性。

刮板机中部槽常见磨损严重部位及维修强化设计

随着井下采掘技术的发展,越来越多地质条件较差的矿井也被开发出来,这些矿井开采条件相对复杂,对井下运输设备的可靠性提出了更高的要求。刮板输送机是井下运输设备之一,在刮板机中批量使用中部槽,其使用可靠性及使用寿命对刮板机整机的可靠性和寿命起着决定性的作用。通过对刮板机中部槽常见磨损形式的分析,找到中部槽磨损严重的部位,并阐述了几种修理过程中的局部强化方案,使常见磨损严重部位与整体磨损相匹配,从而提高中部槽的使用可靠性及整体使用寿命,以使其适应当前工况对设备的更高要求。

煤矿用刮板输送机中部槽耐磨优化与应用

中部槽是刮板输送机中非常重要的结构部件,磨损是常见的失效形式。本文概述了非光滑耐磨理论和刮板输送机的工作原理,在此基础上利用SolidWorks和ANSYS软件建立了中部槽的接触分析有限元模型。研究发现,相同工况条件下,中板表面处于光滑状态和非光滑状态下的最大接触应力分别为463.961 MPa和386.47 MPa,说明在中板表面设置凹槽可有效改善其磨损现象。以凹槽直径、深度、间距为优化变量,优化中部槽耐磨现象,发现当直径、深度、横向间距、纵向间距分别为2 mm、5 mm、50 mm、50 mm时,中板表面最大接触应力达到最小状态,与光滑状态比较最大应接触应力降低了23.35%。将新的中部槽应用到刮板输送机中,并进行一年时间的工业应用,发现效果显著,使用寿命预计可延长15%左右,产生了很好的经济效益。

基于传感技术的曳引式电梯轮槽磨损检测方法

曳引式电梯轮槽磨损具有动态发展特征,导致磨损检测的难度较大。为此,提出基于传感技术的曳引式电梯轮槽磨损检测方法。将传感光纤布设成具有特定夹角的光纤组,从光纤应变值中获得磨损的宽度和磨损发展趋势,并构建了包含磨损宽度、方向双参数的轮槽轮廓模型;然后在直角坐标系中,在光纤组应变值对应的直线方程斜率中,引入光纤组应变值的相对离散特征系数,实现对Hough变换的优化。当存在电梯轮槽表面切面到轮槽节圆中心垂直线与曳引式电梯钢丝绳边缘直线拟合时,将对应的光纤应变值映射到极坐标系的正弦曲线,得到该位置与轮槽节圆中心的垂直距离,根据该值与轮槽节圆半径之差即可得到电梯轮槽的磨损量。测试结果表明:该方法可以实现对电梯轮槽磨损数据的准确检测,能够将误差稳定在0.01mm以内。

纳米磁性流体与表面织构对钛合金的协同减摩作用机制

目的 提高钛合金表面的摩擦学性能。方法 采用纳秒激光器在钛合金表面构造沟槽型微织构图案,并以水基纳米磁流体和去离子水为润滑剂,利用UMT-3摩擦磨损试验机探究了织构与纳米磁流体的协同减摩作用机制。结果 分析了不同润滑条件下,沟槽型织构的分布间距对钛合金表面摩擦磨损性能的影响,在织构与纳米磁流体的协同作用下,钛合金表面的摩擦学性能得到改善,织构间距为250μm时的摩擦学性能最好,摩擦因数最大降低约51.5%,磨损率最大降低77.6%。当织构间距过小,织构化表面承载区减少,导致织构磨损较快,而织构间距过大会弱化织构效果。其次,以最优织构间距为基础,进一步探究了不同表面织构形貌和深度对钛合金表面摩擦学性能的影响。最后,研究了最优织构参数下,滑动速度和加载载荷对钛合金减摩性能的影响。结论 在润滑条件下,织构的表面形貌和深度影响钛合金表面的摩擦学性能,织构深度太浅或太深时,其流体动压效应都会减弱,从而导致摩擦因数和磨损量增大;当产生足够大的动压效应时,织构边缘的凸起结构能够对织构起到保护作用,延缓织构磨损。

等离子熔覆技术在刮板输送机中部槽的研究与应用

中部槽是井下煤炭运输的主要载体和关键设备,针对中部槽在井下复杂工况下服役的失效行为,利用等离子熔覆耐磨强化技术在中部槽易失效部位熔覆Fe-Cr-C强化层,对中部槽表面等离子熔覆强化层的耐磨性、表面宏观硬度等性能进行试验分析,结果表明,经等离子熔覆技术强化的中部槽表面熔覆层的强度、硬度及耐磨性提高显著,等离子熔覆强化层的硬度可达HRC61.2,表面硬度提高1.64倍,耐磨性提高9.31倍,中部槽整体使用强化效果突出,井下实际使用寿命延长明显,经济效益和社会效益显著。

起重机滑轮轮槽磨损及其检验检测

众所周知,起重机凭借自身强大的优势,已经在多个领域当中得到了广泛的应用,例如建筑施工企业以及矿产企业等。随着时间的不断推移,我国社会与经济呈现出高速的发展态势,我国起重机行业也得到了人们的重视,并且向着智能化的方向所发展和前景。但不可忽视的是,起重机的工作环境非常复杂,甚至可以用恶劣来形容,所以导致其部件非常容易受到损伤情况,特别是滑轮轮槽磨损问题较为严重和普遍。因此,本文主要对起重机滑轮轮槽磨损及其检验检测进行认真的分析,以作参考。