The law of barrel wear and its application

A power function relation between number of rounds and barrel wear amount is created based on the test data from firing of large-caliber barrels. The function is optimized to fully fit the test data. A new concept of diameter change rate of bore is proposed and the law of barrel wear is put forward by means of comparing the diameter change rates for large-caliber barrels with different calibers. It is shown that the law of barrel wear is successful in barrel life prediction.

金属矿山高浓度充填管道磨损规律与防控技术

金属矿高浓度充填能有效消除尾矿库和采空区危害,但充填管道磨损问题也成为制约充填效率的因素之一。基于对管道磨损类型的划分,从颗粒性质、料浆性质、料浆—管壁接触条件、管材性质和管道所处外部环境5个方面综述了充填管道磨损的影响因素;基于理论分析和现场实测归纳了5种不同形式充填管道的磨损规律,以此总结了充填管道磨损的防控技术。现有研究结果表明,不满管流时,充填管道最主要的磨损形式是冲蚀磨损,料浆流速的影响最显著;满管流时,磨蚀和腐蚀对管道磨损起重要作用,料浆浓度的影响最显著。垂直管道中,料浆—空气交界面处磨损最严重,提高满管率并采用等倍线设计可有效控制其磨损。水平直管和倾斜直管底部磨损最严重,水平弯管的底部和垂直弯管外侧为易磨部位。使用新型管道结构和耐磨管材,提高料浆均质性,优化充填骨料级配,改进充填作业制度,全面监测管网压力,革新管道磨损数据获取手段,采用数值模拟技术深入揭示管道磨损规律等措施,可直接或间接对充填管道磨损防控起到积极作用。研究结果可为矿山充填管道磨损控制提供指导。

基于微观形貌的钢渣集料耐磨性能衰减规律研究

为了研究钢渣集料耐磨性能衰减规律及其机理,使用加速磨光机对2种钢渣集料进行了磨光试验,通过摆式仪测量了不同磨光时间下2种集料的磨光值,分析了其耐磨性能衰减规律;采用激光共聚焦显微镜测量了不同磨光时间下2种钢渣集料表面微观形貌,研究了其微观形貌随磨光时间的变化;利用灰色关联度分析方法,分析了不同磨光时间下钢渣集料微观形貌评价指标与磨光值间的关联度。研究结果表明:随着磨光时间的增加,钢渣集料的磨光值均逐渐下降;钢渣集料的耐磨性与抗滑性取决于其成料方式和加工特性;钢渣集料的磨光值与波峰密度、尖度关联度达到0.75以上,可作为评价钢渣集料耐磨性能的可靠指标,而算数平均高度、最大高度、波峰平均曲率和偏斜度等指标可作为辅助性指标。

基于库仑摩擦定律的机床导轨润滑研究

机械结构磨损的本质就是有相对摩擦,减小摩擦就能降低磨损,而机床减小摩擦的方式便是有足够的润滑。润滑是机床设计和使用中特别重要的一个环节,机床的结构中包含了很多机械传动形式及各式各样的摩擦副,润滑方式的选择是其设计中的要点,也是判断其性能优劣的一个重要指标。导轨是机床实际应用中最容易、最常见的磨损机构。本文以库伦摩擦定律为理论基础,以机床导轨的润滑为例,提出了相应的设计方法和理念,期望本文能够给机床生产厂和机床使用厂家提供设计参考,将更加高效可靠的润滑方式进行推广,推动中国制造更好的向前发展。

基于改进粒子群算法的飞机刹车控制律参数寻优研究

飞机防滑刹车控制律参数的选取不仅直接影响着飞机的刹车性能,还对飞机着陆的安全性起着重要作用,而实际飞机刹车过程异常复杂,其模型通常具有高维非线性的特点,且从工程角度出发,刹车距离的缩短并非单一核心诉求,轮胎磨损同样需要考虑,这就使得刹车控制律参数的选取异常困难。为解决上述问题,在刹车值目标函数的基础上,引入了机轮打滑值评价目标,优化了飞机刹车控制系统的目标函数。在标准粒子群算法的基础上引入了二阶振荡环节,融合了差分变异策略,并对算法的惯性权重和加速度系数进行改进,使得算法的寻优性能得到提升。将该算法应用至飞机刹车系统MATLAB/Simulink模型中进行仿真,证明了所提算法在飞机防滑刹车控制律参数寻优方面的有效性和科学性。

复合工况条件下刮板输送机运料中板磨损行为研究

针对实际工况、环境介质综合影响刮板输送机运料中板磨损行为的复杂问题,开展中板与煤、矸石、水等混合物料的磨损试验,利用统计学原理、交互作用技术和现代摩擦学理论对获得的试验数据进行研究与分析.结果表明:中板磨损量随接触压力、滑动速度的增加而增加;在接触压力、滑动速度一定的情况下,磨损量随水、煤、矸石中的水的比例升高而减少;中板的磨损形式主要为磨粒磨损、黏着磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损,分布在磨损机制分布图的轻度、中度及重度破坏区内.

高强度围岩隧洞TBM刀具磨损规律研究

刀具磨损是影响TBM掘进效率的重要因素,该文以北疆供水二期工程XEVⅢ标段隧洞为依托,开展高强度围岩条件下刀具磨损规律研究。该标段已掘进段围岩强度最大为160MPa,平均为120MPa。根据掘进过程中的刀具磨损统计资料,分析不同刀位的刀具磨损值、围岩强度和掘进参数对刀具磨损的影响以及不同掘进参数对刀具磨损的敏感度,结果表明:中心滚刀和正面滚刀的累计磨损量随安装半径增大呈指数式增长,边缘滚刀累计磨损量受安装角度影响,随安装半径增大先增大后减小;边缘滚刀的单刀磨损量最大,正面滚刀次之,中心滚刀最小;随着围岩强度提高,中心滚刀和正面滚刀每延米磨损量呈指数型增长,边缘滚刀每延米磨损量呈二次函数型增长,所有刀具每延米累计磨损量呈线性增长;围岩强度不变时,随着刀盘转速、刀盘扭矩、推力、贯入度增大,刀具每延米磨损量均呈二次函数型变化,先增大后减小,随着掘进速度增大,刀具每延米磨损量呈二次函数型变化,先减小后增大;刀具磨损对刀盘扭矩和推力最为敏感,为减小磨损,建议施工中将刀盘扭矩控制在1100~1300kN·m或2100~2400kN·m,将推力控制在9000~11000kN或15000~16000kN。

基于CSM模型的盾构机滚刀受力及磨损规律

为揭示盾构机在地层中掘进时滚刀的受力机理及磨损规律,根据科罗拉多矿业学院(CSM)模型得到滚刀受力理论计算公式。基于岩体破坏失效理论建立滚刀线性破岩有限元模型,模拟分析滚刀破岩的动态受力特性;对比不同贯入度下滚刀受力CSM模型计算值与有限元仿真值的差异,验证CSM模型对中风化泥岩地层中滚刀受力计算公式的适用性与准确性。基于CSM模型推导反映滚刀磨损系数随盾构掘进参数变化规律的数学关系,通过计算值与现场实测磨损数据对比,验证其准确性。结果表明:对于成都地区软质中风化泥岩地层,滚刀切削过程中所受到的法向力和切向力呈现波动变化,贯入度越大,滚刀受力值及其波动幅度越大;当滚刀贯入度为15~40 mm时,CSM模型计算得到的滚刀受力理论值与有限元仿真值偏差在15%以内;适当提高贯入度,增大有效扭矩与有效推力的比值,有利于减小单位距离滚刀磨损量。

燃机端面齿微动磨损分析及数值仿真

运用Archard磨损定律以及接触力学理论,研究了燃机端面齿楔形接触面在不同交变载荷力作用下接触面接触压力、接触宽度、间隙量、滑移量等接触特征参数随磨损过程的变化发展规律.结果表明,接触齿面的磨损是由于接触面间反复的相对滑动、磨损导致了接触面几何形貌以及接触压力的改变,这些因素又反过来影响磨损过程.各参数具有时间依赖性,并且之间存在不可分割的关系.将计算结果与试验结果进行比较,证明该计算模型具有有效性和合理性.

基于差分进化的球磨机钢球磨损规律预测方法

分析了钢球在磨机中的磨损机理,研究了冲击、磨剥和腐蚀磨损分量与磨矿工况参数间的关系,引入钢球硬度及耐腐蚀性研究其对钢球磨损规律的影响,建立了钢球磨损规律预测模型。通过5组实验获得不同磨矿工况下的不同粒级钢球磨损数据,采用差分进化算法,辨识预测模型中的未知参数。最后通过两组扩大连续磨矿实验验证预测模型的准确性。验证实验结果表明,所建模型能在一定范围内预测磨机中不同粒径钢球的变化情况,指导磨矿过程的合理补球,维持磨机中钢球装球率稳定。

双进双出磨煤机制粉系统机理建模与仿真

为了提高双进双出磨煤机制粉系统运行的安全性和经济性,分析钢球在双进双出磨煤机中的磨损机理,建立了钢球磨损与磨煤工况间的钢球磨损规律数学预测模型.基于质量和能量平衡,考虑原煤水分及磨煤过程中机械热参与能量平衡,建立了双进双出磨煤机三入三出动态数学模型,并以某600 MW机组配备的MGS-4060-A型双进双出磨煤机为例对模型进行计算与仿真.结果表明:在双进双出磨煤机额定运行工况下,热风量、冷风量和给煤量阶跃扰动时,磨煤机的出口温度、料位和出力的仿真结果均与实际运行结果相符.

SiC_p/A356复合材料微弧氧化陶瓷膜的生长规律与性能

采用微弧氧化法在SiC_p/A356复合材料表面沉积获得连续致密的陶瓷膜,测定了陶瓷膜的生长曲线和显微硬度,利用SEM与XRD分析了陶瓷膜的组织形貌和相组成,考察了金属基复合材料微弧氧化膜的耐磨和防腐性能。结果表明:SiC增强体阻碍了微弧氧化膜的生长,但它并未破坏其完整性;微弧氧化处理初始阶段,陶瓷膜生长方式以向外生长为主,陶瓷膜主要由γ-Al_2O_3相组成;30min后,向外生长逐渐变慢,向内生长开始增强;处理20min之后,陶瓷膜主要由γ-Al_2O_3,α-Al_2O_3相和莫来石相构成;膜层耐磨性良好,耐腐蚀性能得到明显改善。

后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟

基于Particle模型,采用SIMPLEC算法、多重参考坐标系法对后掠式双叶片污水泵固液两相流场进行数值模拟.液相采用标准k-ε双方程湍流模型,固体颗粒采用离散相零方程模型,分析了固相颗粒体积浓度分别为5%,10%,15%,20%,颗粒粒径分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mm时,固相颗粒在泵内的分布情况及其滑移速度的大小,从而进一步研究泵内过流部件的磨损情况,并探讨了颗粒浓度及大小对泵水力性能的影响规律.结果表明,颗粒直径一定时,随固相体积浓度的增大,颗粒运动轨迹偏向叶片吸力面;叶片压力面及吸力面尾部的后盖板处固体颗粒滑移速度增加明显,该处壁面产生磨损,因此设计时后盖板处应加厚;固体颗粒的粒径及固相体积浓度对泵水力外特性有着不同程度的影响,粒径增加,泵扬程、效率均下降;固相体积浓度增加,泵扬程增加、效率下降.样机试验表明:额定工况下效率为80%,扬程为11 m,设计合理,达到国内污水泵设计的领先水平.

富水卵漂石地层盾构滚刀磨损规律及寿命预测分析

为探究成都富水卵漂石地层盾构滚刀磨损规律及寿命特性,以成都地铁17号线凤温区间和明一区间第1次查换刀情况为研究对象,首先对两区间不同开口率刀盘的滚刀磨损形式和磨耗系数进行对比,之后采用基于现场实测数据的滚刀寿命预测模型对查换刀距离进行预测,最后通过第2次换刀对预测效果进行验证。研究结果表明:1)富水卵漂石地层滚刀磨损形式主要表现为尖状磨损和偏磨磨损,偏磨滚刀主要分布于刀盘边缘及中心区域;2)滚刀磨耗系数与安装位置半径关系曲线大致呈U形分布,中心滚刀和边缘滚刀的磨耗系数较大,正面滚刀的磨耗系数较小;3)刀盘开口率是影响滚刀磨耗系数和偏磨概率的重要因素。

大型溢流型球磨机磨矿介质磨损规律研究

对德兴铜矿大山选矿厂5 5m× 8 5m溢流型球磨机磨矿介质磨损规律进行研究 ,查明了平衡状态下磨机内钢球的粒度特性 ,得出了磨矿介质磨损规律数学经验模型 :r=1-(D/D0 ) 4 1 0 。并根据所得的数学经验模型 ,对添加球的合理球径比例进行计算 ,确定了较合理的添加球径比例为80 ∶60 ∶40 =30 %∶40 %∶30 %。

不同配准策略下的轮轨磨耗量研究

测量轮轨型面时,测量坐标系与设计坐标系往往不同,需要将测量数据还原到设计坐标系下对齐,但使用不同的对齐方法,计算结果差异较大。提出6种轮轨型面对齐策略,通过比较给出每种对齐方法的适用范围和优缺点。其中ICP法对齐摒弃传统的点对齐法,以轮轨一段未磨耗区为基准,剔除采样点的随机噪声,明显减少了磨耗量计算误差。并采用边缘对齐法分析LMBG车轮踏面3个镟轮周期的磨耗情况,得出踏面磨耗速率随运营里程的变化关系,研究等效锥度随镟后里程的变化规律。研究发现:当运营里程为30万km时,等效锥度已达到0.35,这就要求车辆在较大的等效锥度范围内动力学性能良好。研究成果可为标准动车组车轮检修提供借鉴。

磨矿条件对钢球磨损的影响及磨损规律研究

以东鞍山赤铁矿矿石作为被磨物料,探索了磨矿条件(质量分数、pH值等)对钢球磨损的影响以及磨损规律。结果表明:钢球磨损量随磨矿质量分数的增大先增大后减小,当磨矿质量分数为40%时,钢球磨损量出现最大值;pH值在5～9.5之间时,磨单位质量矿石的钢球磨损量基本不变,即pH值在该区间变化对钢球磨损影响不大。对东鞍山铁矿床中含碳酸铁的铁矿石(1#矿样)、不含碳酸铁的铁矿石(2#矿样)和高亚铁铁矿石(3#矿样)分别进行磨矿试验研究,结果表明,处理这3种矿样时,钢球磨损量基本不变。

冰凌作用下天然浮石混凝土磨损规律研究

冰磨损是导致水工混凝土损伤的重要因素之一。为探究冰凌作用下天然浮石混凝土的磨损规律,以内蒙古地区的天然浮石为粗骨料,研究浮石骨料体积分数、水胶比、胶凝材料硬度对冰磨损天然浮石混凝土的影响规律,分析了不同因素对天然浮石混凝土磨损量影响的显著性,运用超景深显微镜对冰磨损下天然浮石混凝土的表观形貌进行观测。结果表明:冰磨损天然浮石混凝土磨损量随浮石骨料体积分数和水胶比的增加而增加,随胶凝材料硬度的增加而降低;浮石骨料体积分数和水胶比对天然浮石混凝土磨损量的影响较为显著;在切削磨损和疲劳磨损的共同作用下天然浮石混凝土表层材料脱落,磨损表面孔壁被破坏,孔洞增大。

由炮膛磨损规律确定火炮初速减退量

通过模拟的炮膛磨损规律及其对应的初速减退量和权系数,提出求得实测炮膛磨损规律对应的初速减退量的方法。该方法不需实弹射击或其它试验,并已作为国军标从2004年7月1日起执行。

应用“TTME”法对气缸套磨损规律进行精密测量的研究

为了精确测量气缸套磨损分布,需要使用高准确度测量系统。尽管电容测微仪具有很高的准确度,但测量系统存在有很大的机械误差。采用“两次测量误差消除”(TTME)法,应用计算机软件对测量系统的测量误差进行了修正。从而提高了测量系统的准确度,满足了测量要求。通过对8V150柴油机的气缸套进行实际测量表明,该方法比传统的测量方法准确度提高了近10倍。