錾削实训教练(一) 锤头与锤把专谈

錾削是操作技能训练的重中之重,是操作技能训练的启蒙阶段,又是操作技能训练的基础。它的好坏将直接影响锉削锯割及整个技能训练的成败。正因为这样。

液压破碎锤活塞横裂机理分析与工艺优化

针对破碎锤中的活塞横裂现象,分析了活塞产生横裂的机理,并提出了一种新的活塞热处理制造工艺。采用硬度计和金相组织显微镜对活塞材料进行分析,得出发生活塞横裂故障部位的材料成分和金相组织符合设计要求,而硬度和硬化层深度低于设计要求。利用ANSYS求解活塞“卡死”情况下的最大应力为1229.8 MPa,超出材料的屈服极限850 MPa,最大应力的位置在活塞横裂处;利用Fluent求解活塞所受的径向不平衡力,在活塞的回油槽中受到的最大径向力为3408 N,最小径向力为10 N,在活塞的进油槽中,最大径向力为15675 N,最小径向力为73 N。结果表明,活塞在径向不平衡力作用下形成的“卡死”现象是活塞发生横裂的主要原因。提出延长活塞的渗碳时间、增加活塞在热处理过程中的校直次数等热处理新工艺,经耐久实验验证,所提工艺可以有效解决活塞横裂问题。

采用万向开关的马歇特锤击零时刻确定方法

针对电子时间引信马歇特锤击测试过程中信号检测时采用加速度传感器频繁故障问题,提出采用万向开关确定马歇特锤击零时刻。根据马歇特锤击试验条件选定了万向开关关键参数,并设计低通RC滤波电路,采用将万向开关固定于马歇特锤击头部位,锤击时通过模拟信号滤波电路模块对万向开关闭合信号进行滤波,并采用示波器或中断采集电路进行监测,实现锤击过载零时刻确定,为测试信号提供零时基准。实验测试结果表明,该方法能够有效测量电子时间引信起爆输出计时精度,其采用的硬件简单,工程可行性强,可靠性高,可完全替代加速度计产生零时刻的方案。

钻井利器的故事之“液动潜孔锤”

在各种钻探方法中,液动冲击回转钻进具有效率高、质量好、回次长、事故少、成本低等优点,而液动潜孔锤又是液动冲击回转钻进的技术核心。本文梳理了各种液动潜孔锤的结构特点及其与绳索取心钻具、孔底动力钻具相结合衍生的各种钻具,简要介绍了这一技术的典型应用案例,总结归纳了其下一步发展方向和技术难点,以期普及液动锤的应用,促进液动冲击回转钻进技术的进步。

35kV输电线路玻璃绝缘子串中残锤的危害分析

针对35 kV输电线路玻璃绝缘子零值自爆后的残锤,分析残锤的外绝缘、内绝缘特性,并结合两个实例分析在大风大雨作用下35 kV输电线路玻璃绝缘子串中残锤的危害,还针对残锤的危害提出了反措。结果表明:雨水可通过残锤的外绝缘渗浸内绝缘;运行中若未能及时发现和更换残锤,大风大雨将有可能引发存在残锤的35 kV输电线路玻璃绝缘子串发生单相接地闪络故障。其中,在残锤的内绝缘没有被雨水渗浸前,其内绝缘水平高于外绝缘水平,闪络电弧从残锤的外绝缘直接拉弧导通,将有可能导致单相接地闪络故障延时跳闸的35 kV输电线路发生烧断导线故障;在残锤的内绝缘被雨水渗浸后,其内绝缘水平低于外绝缘水平,闪络电弧从被雨水渗浸的残锤内绝缘导通,将有可能发生35 kV输电线路掉串故障。

不同钢纤维掺量全轻混凝土梁落锤冲击试验研究

由于全轻混凝土结构抗剪承载力较低,因此有必要探究钢纤维的加入对全轻混凝土梁动力性能的影响。设计钢纤维体积掺量为0%、1%、2%共3根适筋梁,对其跨中区域进行落锤冲击试验,并利用LS-dyna有限元软件进行数值模拟,对比分析各试件破坏形态、冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线。试验结果表明:在相同冲击荷载作用下随着钢纤维体积掺量的增加抑制裂缝产生和发展的现象越显著,并且裂缝相对更加集中于梁跨中区域,支座处裂缝相对减少。钢纤维的加入不影响试件冲击力最大值,但随着钢纤维体积掺量的增加,各试件冲击力第二峰值与最大值之比增加14%和26%,跨中位移最大值与残余位移分别降低3、8mm与3、7mm。经研究得出钢纤维的加入显著提高全轻混凝土梁抗冲击性能。

诃子制铁棒锤乙酸乙酯部位化学成分研究

目的:研究诃子制铁棒锤乙酸乙酯部位化学成分。方法:采用硅胶柱层析、MCI柱层析、Sephadex LH-20柱层析和半制备高效液相色谱等方法对诃子制铁棒锤进行系统分离研究,并应用现代波谱技术结合文献对所得化合物进行结构鉴定。结果:从中分离得到7个化合物,分别鉴定为3,5-Di-O-galloylshikimic acid(1)、3,4,8,9,10-Pentahydroxy-dibenzo[b,d]pyran-6-one(2)、3,4,5-Tri-O-galloylshikimic acid(3)、没食子酸(4)、没食子酸-5-羟甲基糠醛酯(5)、没食子酸甲酯(6)、鞣花酸(7)。结论:所得化合物可能是药效成分,旨在为诃子制铁棒锤药效物质基础研究提供了参考。

锤式破碎机冲击速率对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率的影响

锤式破碎机冲击速率直接影响着岩石破碎效果,为研究锤头冲击速率对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率的影响,结合物理试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏观−细观力学响应关系,采用颗粒流程序分析了锤式破碎机不同冲击速率下青砂岩的应力链特点、损伤劣化特征、声发射及裂纹变化,并研究了断裂能利用效率。结果表明:①青砂岩在破碎过程中,破坏微单元内部以拉力链为主,破坏边缘以压力链为主,在未破坏微单元内部压力链与拉力链相互交叉成网状,拉力链引起裂纹扩展,最终破坏是压力链和拉力链共同作用的结果。②青砂岩破坏形态分为局部破坏、扩展破坏及加剧破坏阶段,破坏微单元数量分为快速增加、逐渐变缓及稳定阶段。冲击速率越大,破坏微单元数量稳定值增加幅度越大,且破坏微单元数量与冲击速率近似服从直线分布。③随着冲击速率的增加,青砂岩裂纹累计数量分为快速增加与稳定阶段。裂纹萌生阶段,以剪切裂纹为主,初始输入能量主要用于剪切裂纹的生成,而后拉伸裂纹所占的比例逐渐增加,且最终以拉伸裂纹为主。④青砂岩在破坏过程中,断裂能分为快速增加、逐渐变缓及稳定阶段。断裂能利用效率分为快速增加、缓慢增加及缓慢下降阶段,最大值为10.851%,并建立了断裂能利用效率与冲击速率的定量化关系。研究结果不仅从细观角度对青砂岩破碎效果及断裂能利用效率进行了初步探索,也可为锤式破碎机破碎过程中工艺参数的合理选择提供参考。

输电线路防震锤更换带电作业机器人的研究

本文围绕输电线路防震锤更换存在的问题,研究和设计了一种机器人技术在带电作业中的应用方案。通过引入机器人技术,解决了传统人工更换方式存在的安全隐患和低效率问题。首先,介绍了机器人技术的研发目标、原理和关键技术;其次,详细阐述了机器人设计和控制系统、感知技术与路径规划以及安全保护措施等关键技术的研究过程;最后,展望了机器人技术在输电线路维护中的广泛应用前景。

重型燃机叶片周向圆弧锤足型榫头加工及检测技术

重型燃机叶片周向圆弧锤足型榫头具有盆背径向大平面、大直径复杂转接圆弧曲面、复杂设计基准和关联尺寸等特点,该类型叶片榫头面临铣削加工难度大以及三坐标检测重复性差等问题。本研究采用创新工艺方法突破技术瓶颈的限制,开发周向圆弧锤足型榫头卧式加工中心集成铣削及其三坐标检测技术,满足了周向圆弧锤足型榫头叶片的表面质量、尺寸精度、加工效率及外观要求。

一种用于误差通道预辨识的气动冲击锤特性分析

针对船舶机械设备主动减振系统的误差通道预辨识问题,研制了一种气动冲击锤作为激励力源。为了解气锤的特性,对其开展仿真和试验研究。首先通过建立气锤气体做功过程的热-机耦合模型和锤头冲击过程的动力学模型,得到锤头冲击速度、冲击力及冲击时间之间的数学物理关系,对比分析活塞组件工作过程的仿真和试验测试结果;然后探讨复位弹簧刚度、活塞与气缸壁之间的黏性阻尼、气缸内的死区容积等结构动力学参数对锤头冲击速度的影响。最后对气锤冲击力的仿真和测试结果进行对比分析,并应用气锤对弹性结构进行传递函数测试,与传统力锤激励的测试结果进行比较,验证气锤对结构动力学特性参数测试的可行性和有效性。

基于落锤-弹簧碰撞系统的燃气爆炸载荷模拟加载方法研究

为避免燃气爆炸实验带来的危险,可通过载荷模拟装置产生燃气爆炸载荷替代传统燃气爆炸实验。本文设计开发了一种基于落锤-弹簧碰撞系统的燃气爆炸载荷模拟装置及加载方法,通过一维弹性碰撞理论建立起了系统响应过程的运动方程,并推导得到了载荷与时间之间的函数关系;根据压力时间函数特征以正弦函数和指数函数乘积形式对燃气爆炸实测压力时程曲线进行拟合,建立了模拟燃气爆炸载荷落锤-弹簧碰撞系统参数快速计算方法;该装置及实验方法表明调整阻尼器的阻尼系数、弹簧的刚度和落锤的质量,可获得与燃气爆炸载荷特征相符的压力加载作用时长和载荷峰值。落锤-弹簧碰撞系统可以对燃气爆炸载荷进行多工况多场景的有效模拟。

考虑夯锤姿态特性的夯沉量单目视觉测量方法研究

夯沉量是反映强夯地基加固质量的关键指标,人工测量方法不仅投入高、效率低下,且施工安全无法保障。为此,基于单目摄影测量提出一种强夯夯沉量非接触测量方法,实现了强夯夯沉量的高效测算。深入分析并科学定义了适用于单目视觉监测的夯沉量定义;基于夯锤标识的旋转不变性,提取表征夯锤姿态的特征点几何信息,结合视觉成像基本原理,构建了测算夯锤三维姿态的数值方程,求解得到夯锤特征点的三维坐标;在施工现场对所提方法进行工程实测,并通过多余观测对解算结果进行优化尝试。试验及工程应用结果表明,本方法具有精度高、速度快、稳健性强等特点,可有效应用于强夯施工质量监测关键指标参数夯沉量的自动解算,为当前强夯夯沉量自动化监测技术的进步提供了一个新的方向和手段。

双S弯进气道锤激波动态特性研究

发动机喘振产生的瞬时高压引起的进气道内锤激波载荷是飞机进气道结构强度设计的关键因素之一。通过对飞行器进行内外流一体化非定常三维数值计算,分析双S弯进气道内锤激波三维流场非定常特性的演化过程,研究了不同马赫数,不同超压比对双S弯进气道锤激波载荷的影响。研究表明:锤激波经过进气道弯道时,弯道外侧流场压力远大于内侧;锤激波离开进气道入口后,进气道内流场经过数个周期逐渐恢复至初始状态;相同进气道反压时,来流马赫数越小,锤激波在进气道内部传播速度越快,且进气道内部压力系数峰值越大;相同来流马赫数下,随着超压比的增大,锤激波在进气道内部传播速度加快,进气道内部压力系数峰值增大。

活塞式蓄能器在超大型液压打桩锤上的应用研究

活塞式蓄能器作为液压打桩锤补偿峰值流量的辅助动力源,对液压打桩锤的动态特性有重要影响。为了优化液压打桩锤的动态特性,对双作用液压打桩锤的工作原理进行了分析,阐述了蓄能器类型的选择依据,对蓄能器容积、充气压力参数计算进行了理论分析。针对液压打桩锤打击过程中流量、压力动态变化大及流量、压力非线性耦合的特性,基于AMESim软件平台建立液压打桩锤仿真模型,以4400 kJ超大型液压打桩锤的相关数据为基础,确定仿真参数,研究蓄能器充气压力分别为18、 14 MPa条件下,对锤芯位移、速度、加速度等动态特性的影响。仿真结果表明,蓄能器充气压力18 MPa,打击过程中液压缸无杆腔峰值流量不足,最大打击速度5.5 m/s,最大打击加速度14.1 m/s^(2);而蓄能器充气压力降低到14 MPa,无杆腔没有出现供油不足现象,最大打击速度6 m/s,最大打击加速度14.2 m/s^(2),实现了打击速度快、系统稳定性好的控制效果。

锤击打桩桩周岩土体力学特性试验研究

为研究打桩前后桩周黏性土和泥岩力学性质的变化,在打桩前后分别进行标准贯入试验,分析了桩周黏性土与泥岩经打桩扰动后的力学特性,探讨了桩周岩土体力学性质变化的影响因素,提出了减小扰动、保证桩周岩土体力学性质的工程措施。研究表明:锤击打桩导致桩周泥岩力学性质降低,桩周泥岩产生损伤;黏性土随打桩产生的超静孔隙水压力逐渐消散,其力学性质28d后基本恢复,但不同黏性土的消散速率不同,力学性质恢复存在差异;泥岩打桩损伤后很难恢复,打桩前后同深度处以标贯锤击数表征的力学性质最大差异超过2倍;若存在软弱夹层,会加剧打桩对泥岩的影响;地下水、软弱夹层、打桩扰动是影响桩周泥岩力学性质的关键因素。

柱锤冲扩桩技术在杂填土路基处理中的应用

随着城市化发展,生产建设过程中产生的大量建筑垃圾堆积形成的杂填土层不仅造成了严重的环境污染,也因其可压缩性高、成分复杂和结构松软严重影响公路工程建设。合理地利用这些建筑垃圾并且增强杂填土层的承载性是目前城市发展和工程建设的重要课题。依托山西省阳城县滨河东路延长线坡底段综合工程项目,对K0+000-K0+650路段路基下的深厚杂填土层展开研究,通过室内实验获取场地各岩土层物理力学性质,在此基础上针对不同的路基加固方案根据其在本工程中的适用性进行比选,结果显示柱锤冲扩桩作为一种在土桩挤密法和强夯技术基础上发展来的加固技术在本工程中的适用性较高。进一步对柱锤冲扩桩法的设计方案和施工工艺进行说明,最后通过单桩静荷载试验和复合地基静荷载试验验证路基加固效果,结果表明采用柱锤冲扩桩法加固后的路基,其承载力得到提高且满足设计要求。本次研究为杂填土路基的处理设计和施工提供了科学依据,同时也对柱锤冲扩桩法在杂填土路基中的应用效果进行了验证。

大直径PHC管桩锤击贯入特性现场试验研究

为研究大直径PHC管桩锤击贯入荷载传递机理,依托于某高速桥梁桩基工程,对外径0.8m、长度43m的开口PHC管桩进行锤击沉桩试验,分析沉桩过程中桩顶荷载、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩身轴力与桩基贯入深度变化规律。研究表明随着贯入深度的增加,相同深度下的桩身轴力逐渐增大;在同一贯入深度下,桩身轴力沿深度自上而下非线性递减。在同一土层内随着贯入深度的增大,贯入阻力逐渐增大,桩端阻力受土层变化的影响更为显著。桩侧摩阻力的变化受土体软硬程度与锤击次数的影响,连续打桩时锤击次数不断增大,桩侧摩阻力出现了显著的疲劳衰退现象,桩端土体强度明显降低。

高频破碎锤清礁的凿入规律研究

高频破碎锤是一种符合生态航道整治要求的新型除礁技术。为探究高频破碎锤清礁的凿入规律,通过高频破碎锤凿击模型试验,以凿入深度为衡量破岩效率的主要参数,研究钎杆凿入深度随时间变化的规律,分析不同岩体强度和不同工作档位对凿入深度的影响,在此基础上拟合不同工况下凿入深度分别与凿击时间和岩体强度的经验公式。研究结果表明:凿入深度随凿击时间呈非线性正增长关系,增长幅度随时间增大而减小;凿入深度随岩体强度增大而减小;凿入效率随工作档位变大而提高,其中3档为最佳工作档位。

基于ANSYS的锤式破碎机关键参数及仿真应用研究

针对实际应用中锤式破碎机存在部件磨损大、结构体积大、生产效率低、资源浪费多的缺点,基于ANSYS仿真软件对锤式破碎机进行仿真分析,设置合理参数,优化设计方案,通过在实际的应用,结果表明:基于ANSYS的锤式破碎机粉碎的出料粒径小于30mm,处理量在500t/h的排料量可以增强破碎效果,并可以通过增加倒圆角或改变锤头形状来减少机器磨耗。