盘刀式铡草机切割性能仿真分析与试验研究

针对盘刀式铡草机存在生产率低、功耗高的问题,对铡草机切割器的切割性能进行仿真与试验研究。以铡草机的主轴转速、动定刀间隙、秸秆含水率及动刀圆弧度作为试验因素,切割功耗为评价指标进行切割性能研究。利用ANSYS LS-DYNA仿真软件对铡草机切割玉米秸秆过程进行动态仿真试验分析,并结合物理试验验证模型的准确性。通过单因素仿真试验得出含水率、动定刀间隙和主轴转速为影响铡草机切割功耗的主要因素。在此基础上,通过Box-Behnken试验得出各因素对切割功耗影响的主次顺序为含水率>动定刀间隙>主轴转速。对回归方程寻优求解得到玉米秸秆切割过程中功耗最低的较优参数组合,即主轴转速600r/min、动定刀间隙1.5 mm、含水率53.5%。研究结果可为研究铡草机的整机功耗提供数据支持,进而为实现铡草机性能改进提供依据。

棉花秸秆双支撑切割性能试验

针对现有往复式切割器切割收获棉花秸秆过程中存在切割质量差与切割刀片易损坏等问题,该文利用自制的棉花秸秆切割试验台和高速摄影系统,以棉秆单位直径最大切割力和单位面积切割功为目标值,对平均切割速度、切割倾角和切割速比等影响因素进行了棉秆往复式双支撑切割条件下的单因素试验、中心组合试验和验证试验。利用响应面法对中心组合试验数据进行了处理,建立了目标值与各影响因素之间的回归模型,优化了往复式双支撑切割器切割棉花秸秆时的工作参数。试验结果表明,平均切割速度和切割倾角对棉花秸秆单位直径最大切割力和单位面积切割功的影响显著（P〈0.01）,切割速比影响不显著（P〉0.05）,但切割速比对棉秆切割截面的质量具有重要影响;当切割速比为1.25和1.5时棉秆一次切断率为85%,比切割速比为1、1.75和2时高出10%~15%,割茬高度比切割速比为1、1.75和2时低10~30 mm;利用往复式双支撑切割器切割棉花秸秆时的工作参数的最佳组合是：平均切割速度为0.9 m/s、切割倾角为12.7°、切割速比在1.25~1.5之间,该条件下的棉秆切割性能目标值的平均实测值与预测值的误差均小于7%,表明棉花秸秆往复式双支撑切割器工作参数的优化结果可靠。该研究为高效、低耗的棉花秸秆切割收获机械装备及其切割器的研制和使用提供参考。

甘蔗收获机切割性能的模糊综合评价与优化

由于甘蔗收获机整机性能的切割质量受到多因素的综合影响,综合应用了正交试验与模糊综合评价方法,对反映甘蔗根部切割质量的破头率进行了研究。首先通过正交试验研究不同参数组合对不同考察指标的影响,然后根据模糊评价方法对破头率进行了综合评价,并依据评价值结合正交试验进行极差分析确定了最优参数组合,从而将多指标试验转换为单指标试验。研究结果表明,采用模糊综合评价方法可取得较好的应用效果。

棉秆切割性能的试验研究

依据自制的秸秆切割性能试验台,对棉秆的切割性能进行了试验研究.通过对直刃刀、锤片型刀片、以及锯片型刀片3种刀具进行试验,得出最适宜切割棉秆的刀片为锤片型刀片,最佳切割转速为1 000～1 300r·min-1.

高热剂对燃烧型切割弹切割性能影响的研究

针对特殊环境的切割要求,提出并研究试验了一种采用烟火药作为能源的燃烧型切割弹。燃烧型切割弹中切割剂由高热剂、造渣剂、合金剂、造气剂等组成,其中高热剂对切割弹性能影响尤为重要。通过无机热力学分析和计算,确定了高热剂成分并分析了不同高热剂配系对切割性能的影响。高热剂选用CuO+Al系和Fe2O3+Al系的混合物,当CuO+Al系占高热剂质量分数在13.6%～22.8%之间时,切割弹切割40 mm×70 mm×10 mm的Q235钢板的喷射时间、打孔深度、口径和锥度效果最好。

甘蔗收获机切割性能的综合评价方法

由于甘蔗收获机的切割性能受到多指标的影响,提出了结合模糊综合评价与神经网络的方法对切割性能进行综合评价.采用模糊综合评价方法对受多指标影响的甘蔗根部破头率进行了综合评价,并用神经网络进行有关模糊综合评价知识的学习,以克服模糊综合评价方法烦琐的计算过程并减少由于学习样本的误差对网络预测性能的影响,从而提高评价模型求解问题的效率及自学习能力.

小型甘蔗收获机切割性能影响试验研究

切割系统位于物流通道的前方,是小型甘蔗收获机的重要部件,直接影响到整个收获环节。为了提高小型甘蔗收获机的甘蔗切割质量,利用综合评价方法,在自制的切割试验平台上进行单因素试验研究。试验结果表明,刀盘转速与进给速度对甘蔗切割质量有显著影响,甘蔗根数对切割质量无显著影响。将试验结果的根部断面裂纹数、最大裂纹长度、最大裂纹厚度及截面台阶数指标综合成单一指标并且对综合评价指标进行分析,得出刀盘转速为800r/min,进给速度为0.4m/s,砍蔗质量最好。该文为小型甘蔗收获机的机械设计提供参考。

基于拟水平正交实验法的磨料水射流切割性能研究

磨料水射流切割作为一种新型的冷切割技术,凭借较强的切割能力和良好的切割质量,越来越多的应用到工程领域中。为了探究不同切割参数对磨料水射流切割性能的影响,采用拟水平法设计实验方案,进行钢板切割实验。实验结果表明:射流的切割能力与泵压和切割转速成正相关,喷嘴直径和切割靶距存在一个最佳范围,堆积作用和淹没状态都对切割性能有不同程度的影响。

金刚石的磨损形态对工具切割性能的影响

通过对不同金刚石锯片的切割性能测试和磨损表面形貌观察，分析了工具中金刚石颗粒的磨损形态与工具胎体的磨损性能之间的关系及其对工具切割性能的影响，指出工具中磨平或抛光的金刚石对工具的切割性能不利，而新出刃和微破碎金刚石颗粒的增多，有利于提高工具的切割性能。

高铁基金刚石工具胎体烧结工艺及切割性能

通过调整高铁基胎体的成分,并测试分析烧结节块的力学性能和断口组织,研究并优化其成分设计和烧结工艺。结果表明:设计成分为Fe质量分数75%、扩散CuSn10质量分数15%、Cu+Ni质量分数10%的高铁基胎体综合性能较好,其烧结温度范围为910～940℃,硬度HRB 90以上,抗弯强度1 200 MPa以上,断口组织呈较明显的韧窝状。胎体在此条件下合金化程度较好,且较宽的工艺范围也适合工业化生产。用该高铁基胎体制备一种低成本激光焊接通用金刚石锯片LW350,并同市售相同规格的代表性同类锯片进行水泥混凝土切割对比试验,结果表明:采用该胎体制备的激光焊接通用锯片可显著降低成本;锯片的锋利度降低约15%,寿命提高约20%。

磨料浆体射流技术及其切割性能试验研究

提出了在低压下应用磨料浆体射流技术的切割系统,该系统采用了新型的添加剂材料配制浆料,经试验分析,可取代高聚物类添加剂。系统采用一种特殊的高压料罐来传递压力,使浆料与高压传递介质互不掺混,各自独立循环使用。试验研究了低压磨料浆体射流切割不同材料时切割速度与切割深度的关系,对比了不同直径喷嘴的切割能力。对切割比能耗进行了计算与分析,结果显示在同等切割能力下,该种切割技术比能耗小,切割成本低,切割质量好,且使用小直径喷嘴,优势更为明显。

包覆纱芯丝构成对其织物耐切割性能的影响

探讨包覆纱的芯丝构成对其织物耐切割性能的影响。制备不锈钢丝为芯丝、外包超高分子量聚乙烯纤维及涤纶的包覆纱;分析了包覆纱及其各组分力学性能;测试了包覆纱所制织物的耐切割性能;研究了芯丝构成对其力学性能及其所制织物耐切割性能的影响。结果表明:随着双不锈钢丝芯丝横截面积的增加,包覆纱的断裂强力及所制织物的耐切割力均是先增大后减小,包覆纱强力与所制织物切割力呈线性正相关。认为:在本次研究范围内,芯纱组合为0.040 mm+0.045 mm直径的不锈钢丝时耐切割性能较优。

水射流喷嘴内表面形状对切割性能的影响研究

磨料水射流在喷嘴中运动并得到加速,喷嘴内表面形状对射流影响显著。通过仿真与试验比较圆柱形、圆锥形、锥直形和流线形4种喷嘴的切割性能,结果表明:圆柱形喷嘴射流加速过程短,衰减快,切割效果差;圆锥形喷嘴射流加速过程长,衰减过程缓慢,有较长的射流核心段,具有一定的应用价值;锥直形、流线形两种喷嘴的加速过程与衰减过程无显著差异,射流核心段较长,实际切割能力并没有显著差别;在锥直形喷嘴中,出口圆柱段喷嘴长径比为3～4较合适。

交变磁处理对金刚石锯片切割性能的影响

选用不同的工艺参数在交变磁场中对金刚石锯片通磁处理,通过对磁处理试件和未磁处理试件的对比切割试验,研究了交变磁处理对金刚石锯片切割性能的影响。研究结果表明:交变磁处理提高了胎体对金刚石的机械把持力,数据统计显示,磁处理锯片金刚石颗粒的脱落率低,参与切割的金刚石数目多,金刚石的有效利用率得到提高;从切割效果来看,交变磁场能够有效提高金刚石锯片的切割性能,但磁处理温度条件对锯片的切割性能有一定的影响;试验优选的磁处理工艺条件为:300℃、50 Hz、1T、60 min,在该工艺条件下,锯片的使用寿命提高46.3%,切割速度提高13.1%;断口组织形貌分析显示,交变磁处理后试件胎体的组织晶粒细小,晶粒细化是金刚石锯片切割性能提高的根本原因。

改进胎面胶配方提高工程机械轮胎抗切割性能

对工程机械轮胎胎面胶配方进行改进。结果表明,在工程机械轮胎胎面胶中适当增大SBR、炭黑和白炭黑用量,减小NR和偶联剂Si69用量,可以明显提高硫化胶的邵尔A型硬度、定伸应力、耐磨性能及抗切割性能,从而延长轮胎的使用寿命。

喷嘴直径对水射流切割性能影响的实验研究

水射流磨料喷嘴是磨料颗粒加速的关键部位，喷嘴直径对射流有重要影响。通过实验研究了喷嘴直径与射流切割性能的关系。研究结果表明：（1）试件的切口深度和切口宽度随喷嘴直径的减小基本上呈线性减小；（2）同一压力下，减小喷嘴直径会降低射流的切割比能耗；（3）试件在射流移动方向的直线度及切口角的大小均与喷嘴直径无关。在相同压力下，喷嘴直径减少使射流穿透能力降低，从而使切割质量下降；（4）从能耗、节约被加工材料、切割效率和设备投资等多方面因素考虑，对于普通材料切割的喷嘴直径较佳选择为Ф0．6—1．0min，由于喷嘴直径小于Ф0．2mm时射流切割能力显著降低，因此不宜进行Ф0．2mm以下的磨料射流切割。

磨料浆体射流切割机床及切割性能研究

将磨料浆体射流技术应用于切割领域,研制出相应的切割机床,避开了国外该项技术中的高压动密封问题,并对该机床的切割性能进行了正交试验,同时,将磨料浆体射流机床与前混合磨料水射流机床的切割性能进行了比较研究。研究表明,影响磨料浆体射流切割性能的主要因素依次是切割速度、切割压力和靶距;在相同切割条件下,磨料浆体射流机床与前混合磨料水射流机床的切割力大致相同,但磨料浆体射流机床的切割质量明显好于后者,切割能耗大大低于后者。

同等功率下不同直径喷嘴射流切割性能的分析

利用自行研制的前混合式磨料射流切割机,对多种直径喷嘴射流在非淹没环境下切割铝板的性能进行了对比试验研究,探讨了射流直径对切缝宽度、切深和切割比能耗的影响。实验发现:在射流功率相等的条件下, 0.60mm圆射流代替 1.84mm圆射流进行前混合式磨料射流切割实验,可有效地提高切割深度,大大降低切缝宽度和切割比能耗。

输送水时离心油泵不同出口角叶轮切割性能实验

选取常用的65Y60型离心油泵为研究对象,对叶片出口角分别为15°、25°、45°和60°的4个叶轮进行切割试验,研究了泵性能随叶片出口角和叶轮直径的变化规律。研究表明,扬程曲线和轴功率曲线随叶轮直径的减小而下移。当叶轮直径切割到205mm时,泵效率出现不降反而升高现象;以后,随直径的减小而迅速下降。最优工况流量、扬程和轴功率随叶轮直径的减小而下降。叶片出口角对滑移系数、水力效率和机械效率的影响较大,对容积效率的影响较小。叶轮直径对水力效率和机械效率的影响较大,对滑移系数和容积效率的影响较小。切割指数同时受叶轮直径和叶片出口角的影响。对小出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而下降;对大出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而升高。效率切割指数随叶轮直径的减小而升高,并趋向某个值。由实验结果得到的4个切割指数都与现有的理论值不同。

NR/SBR并用胶撕裂性能和动态切割性能的研究

分析天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)并用比对胶料撕裂强度(裤形试样)和动态切割性能的影响。结果表明,随着SBR用量增大,试样的撕裂过程由多节撕裂过渡到平稳撕裂,撕裂强度峰值下降,谷值上升。NR为连续相时,胶料易产生长距离撕裂且舌端不容易断裂,动态切割量大;SBR为连续相时,胶料割口扩展速度低且舌端容易断裂,动态切割量小。撕裂强度谷值高的胶料动态切割量小。