圆筒混合机内不同粒径颗粒的轴向分离研究

为了探讨颗粒在圆筒混合机的轴向分离机理,提出了一种由多段摩擦系数不同圆筒组成的新型圆筒混合机结构.以颗粒堆积角为参考,通过仿真与实验测试得到了颗粒的参数,并基于圆筒混合机分离实验验证了仿真模型.以此为基础,开展基于离散元法的不同粒度颗粒在圆筒混合机内分离过程的数值模拟研究,根据颗粒分布、休止角、运动速度、回转半径等分析了不同粒径颗粒在分离过程中的流动形态,并基于分离指数探讨颗粒的分离特性.结果表明:圆筒混合机侧壁摩擦系数不同将导致颗粒休止角不同,从而使不同区间颗粒的运动速度不同,高摩擦系数区域内颗粒运动快,而低摩擦系数区域内颗粒运动较慢;运动速度的不同导致颗粒在新型圆筒混合机内将产生明显的轴向分离现象,小粒径颗粒聚集在低摩擦系数区,而大粒径颗粒聚集在高摩擦系数区.

滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统设计与试验

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅拌工艺优化。结果显示,通风系统中的最大应力出现在通风管上,为13.064 MPa,最大形变量为0.038126 mm,搅拌装置中最大应力出现在抄板上,为190.31 MPa,最大形变量为0.34417 mm,符合设计要求。在此基础上,以食物垃圾和梧桐叶为原料,进行为期14 d的堆肥试验,监测堆肥过程中关键参数变化并测定发酵产物相关指标,完成通风搅拌系统性能验证试验。试验结果表明:使用该通风搅拌系统的滚筒式堆肥反应器,其内部堆体温度在3 d时达到53.34℃,堆肥过程中堆体最高温度可达69.56℃,堆体高温期(大于50℃)可持续6 d以上;试验结束后其产物含水率降至27.21%、pH值升至8.4、种子发芽指数最高可达131.4%,符合有机肥料测定标准(NY/T 525—2021),滚筒反应器运行成本仅65.51元/t。

改进YOLOv5s的采煤机滚筒与支架护帮板干涉状态智能识别

针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视频图像进行清晰化处理,提高综采工作面监控视频图像质量;对YOLOv5s模型进行改进,通过将YOLOv5s主干网络中的普通卷积Conv替换为分类效果更佳的Ghost卷积,减少了模型的参数数量,提高了模型识别速度,同时引入坐标注意力机制,提高了模型对护帮板和滚筒特征提取能力,从而提高模型识别精确率。运用软非极大值抑制算法(Soft-NMS)的锚框筛选方法,减少因护帮板重叠而发生漏检问题。针对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态判定问题,提出液压支架护帮板与采煤机滚筒锚框重合度的判定方法。运用本文改进YOLOv5s模型与YOLOv5s、YOLOv3-tiny模型进行对比分析,结果表明:本文方法与原模型相比的识别精确率提高了约8.1%,GFLOPs降低1.86倍;mAP@.5达到97.2%、平均识别速度为检测时间为5.9 ms。运用本文方法对煤矿实际综采工作面采煤机滚筒与液压支架护帮板视频图像进行干涉状态识别试验验证,结果表明:对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态识别准确率为96%。

基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测

采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题,提出了一种基于改进门控循环神经网络(GRU)的采煤机滚筒调高量预测方法。鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性,采用定长滑动时间窗法对获取的采煤机滚筒高度数据进行预处理,将输入数据划分为连续、大小可调的子序列,同时处理横向、纵向的特征信息。为提高模型预测效率,满足循环截割的实时性要求,提出了一种用因果卷积改进的门控循环神经网络(CC-GRU),对输入数据进行双重特征提取和双重数据过滤。CC-GRU利用因果卷积提前聚焦序列纵向的局部时间特征,以减少计算成本,提高运算速度;利用门控机制对卷积得到的特征进行序列化建模,以捕捉元素之间的长期依赖关系。实验结果表明,采用CC-GRU模型对采煤机滚筒调高量进行预测,平均绝对误差(MAE)为43.80 mm,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.90%,均方根误差(RMSE)为50.35 mm,决定系数为0.65,预测时间仅为0.17 s;相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、GRU、时域卷积网络(TCN),CC-GRU模型的预测速度较快且预测精度较高,能够更准确地对采煤机调高轨迹进行实时预测,为工作面煤层模型的建立和采煤机调高轨迹的预测提供了依据。

农用挖掘机卷筒虚拟装配规划设计与研究--基于CAM技术

首先,采用CAD软件对农用挖掘机卷筒结构进行了设计;然后,对结构的受力情况进行了分析;最后,基于CAM和VR技术实现了对农用挖掘机卷筒装配规划的设计与应用。仿真实验验证了此方法具有可行性,可对装配过程实现优化,大大提高设计效率。

皖北民间“非遗”舞蹈的社会生态建构——以安徽蚌埠冯嘴子村花鼓灯传承为例

自宋代以后,聚居在淮河中游的村落,流行一种集灯歌、小戏、群舞、锣鼓于一体的“原生形态”汉民族歌舞——花鼓灯。因其有着世界上最丰富系统的舞蹈语言体系和别具一格的民族民间文化跻身于非遗国家级名录,并作为唯一的汉民族民间舞种被列入国家民族民间文化保护工程。能歌善舞的沿淮人通过多元场域展演并宣示着“咒语多变成颂歌”的传衍历程,对当地社会文化的景观格局产生重要影响,为花鼓灯传承建构了良好的社会生态。蚌埠冯嘴子村花鼓灯传承的案例表明“生存优势”是影响文化遗产生存、竞争与演替的重要考虑因素,是衡量文化生存潜能的重要标志。

侗族鼓楼数字化保护研究

侗族鼓楼是国家级非物质文化遗产之一,其建筑技术和建筑文化的传承和发展非常重要。本文通过分析侗族鼓楼的传承现状,利用无人机贴近摄影测量技术对鼓楼建筑进行测绘,完成三维精细化模型建模,形成数字化技术储存鼓楼建筑的信息数据以及各类型的成果文档,为侗族鼓楼建筑的保护、修复和传承提供新的思路。

150MW等级双超汽轮机高压缸前轴封结构优化

150MW等级双超机组为超高温进汽方式,高压缸前轴封漏汽温度较高,若轴封结构设计不当,会导致轴封蒸汽外漏、轴承油中带水、端部汽缸变形、汽封动静碰磨或转子弯曲等安全事故,而且较大的高品质蒸汽泄漏也会影响机组的经济性。通过优化高压缸前轴封结构,对数十种漏汽组合模型进行了计算分析,推荐合理运行方式,解决了端汽封漏汽温度高带来的影响,达到了预期效果,提高了经济性,在同类机组中具有较高的应用推广价值。

采煤机滚筒工作性能优化研究

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

鞣制过程中皮革在转鼓内的形变特征及受力分析

研究了鞣制过程不同转速下皮革在转鼓中的形变和受力过程。首先将转鼓内皮革的复杂形变过程简化为圆到椭圆的周期性形变过程,建立了形变计算模型。随后通过可视化实验定量分析了转鼓内皮革的形变及受力情况,证明该模型具有合理性。此外,在鞣制初期使用高转速(如15 r/min),在末期使用低转速(如5 r/min),可使皮革保持较大的形变程度和推力,从而利于化学品的传质,提升鞣制效果,助力皮革行业节能增效。

基于双向耦合法的采煤机螺旋滚筒振动特性分析

为研究采煤机螺旋滚筒在多种赋存条件下的振动特性,以MG2×55/250–BWD型薄煤层采煤机为工程对象,优化煤岩接触模型,建立与实际赋存条件相似的多种不同截割工况下煤壁离散元模型。结合DEM–MFBD(Discrete Element Method-Multi Flexible Body Dynamics)双向耦合数值模拟方法搭建采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机模型与煤壁离散元模型的双向耦合试验平台,通过仿真试验得到不同煤岩工况下螺旋滚筒的截割过程,并分别对其振动特性的变化规律展开分析。研究结果表明:螺旋滚筒在截割过程中,三向均出现不同程度的振动,其中截割阻力方向振动加速度最大,牵引阻力方向振动加速度次之,侧向力方向振动加速度最小。随着模型中夹矸硬度以及层数比例的增加,截割过程中螺旋滚筒的振动强度不断加剧,最大振动加速度有效值的差值达到4403.149 mm/s^(2)。利用短时傅里叶变换将一维振动信号转化为二维时频谱图像,得到不同煤岩工况下振动信息变化特征在时频域中完成较好保留,其时频谱图像的特征样本效果优于各工况的时域一维信号曲线,主频能量位置、范围大小、特征团形状等信息具有明显区别,即使遇到夹矸层数不同,夹矸坚固性系数也存在差异的复杂工况,其时频谱图像中能量特征的分布形式也具有显著差别。通过振动模态分析发现,随着煤壁中含有夹矸硬度的增加,各部位的变形量均发生变化,其中截齿部位变化最为强烈。基于相似理论搭建采煤机振动信号测试试验平台,对不同煤岩工况条件下螺旋滚筒截割过程进行了测试研究,通过追踪螺旋滚筒的振动状态,发现其振动变化规律与双向耦合数值模拟一致。试验测试得到DEM–MFBD数值模拟方法获取的螺旋滚筒振动加速度有效值与依据相似比反推的试验数据之间的误差小于DEM离散元数值模拟方法与实验数据之间的误差,验证了DEM–MFBD数值模拟方法的准确性。研究结果对于提升螺旋滚筒工作可靠性具有重要意义,同时也为采煤机智能化开采的煤岩截割状态识别系统搭建过程中数据信息的获取提供了一种新的方法。

外置鼓铣刨机的结构特点与设计方法

外置鼓铣刨机一般是在常规0.5米铣刨机基础上进行开发或改装而成,在保留常规铣刨功能同时,增加外置铣刨鼓,实现铣沟槽功能。外置鼓铣刨机与常规0.5米铣刨机相比,主要区别在于对工作装置增加了外置铣槽轮配置,通过更换工作装置,来实现一机多用的目的。本文从结构特点与设计角度出发,阐述了外置鼓铣刨机的总体结构以及设计方法和注意事项,为该类结构设计提供一定的参考和依据。

振动轮两侧加速度差异及连续压实指标优化研究

连续压实控制技术主要通过振动轮单侧振动响应描述土体压实状态,已在工程中得到广泛应用。然而,研究发现压实过程中存在振动轮两侧加速度响应不一致的现象,这可能导致现有测试方法在相同位置出现不同的刚度测试结果,因此研究振动轮两侧振动差异性对提高连续压实测试精度具有重要意义。结合现场试验,采集压路机振动轮两侧的加速度信号,重点分析了不同压实遍数、振动频率下两侧加速度峰值、倍频幅值的变化与分布规律;以双侧响应为基础提出平均指标,通过相关性分析对指标适用性进行验证。研究结果表明:随着压实遍数的增加,两侧加速度峰值差异逐渐减小,经4遍压实后差异由24.4%降至13.3%;振动轮结构偏心会造成振动轮两侧加速度频谱中基频幅值差异的产生,被压土体两侧刚度不均会造成2倍频、3倍频幅值差异的产生;双侧平均指标μAICV与动态变形模量的相关性为0.75,表明双侧平均指标μAICV可用于路基压实质量控制,相比单侧连续压实控制指标,可有效提高现场质量控制精度。

打印机滚筒导板多点浇口注塑模设计

针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型。模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3~4级。不同于常规三板模具,在该模具中采取了以下设计措施来保证塑件的成型要求:一是通过主导柱、副导柱、模仁定位锥台等的设置,保证了塑件基本成型尺寸的成型精度;二是通过增加镶件排气措施、优化注射成型工艺参数等措施,有效降低和控制了塑件成型后的变形量,保证了塑件的成型形状精度,所增设的成型镶件有益于模腔排气,镶件间隙小于0.02 mm,镶件设计时须设计孔边扩距为1 mm,以降低镶件配模难度,避免镶件间隙飞边发生;三是为提高流道废料和塑件的冷却效率,脱料板中开设有2条?10 mm冷却水路,模腔成型件中开设有10条?10 mm冷却水路。模具中还设置了2个斜导柱滑块侧抽芯机构用于塑件两侧端面的脱模,塑件的最终脱模由多根顶针均衡顶出脱模。

采煤机螺旋滚筒辅助设计软件开发及综合性能分析

为解决采煤机螺旋滚筒截割性能与装煤性能欠佳等实际问题,基于MATLAB GUI与Excel软件开发采煤机螺旋滚筒辅助设计及性能分析系统。该系统利用MATLAB GUI平台实现滚筒辅助设计及性能分析,输入的参数以及计算后的数据可实现GUI与Excel双向保存,为设计数据的二次利用与开发提供了便利的条件。以大采高采煤机为例,分析采煤机的综合性能,通过最优设计参数生成大采高采煤机螺旋滚筒最佳模型,螺旋滚筒在整个试验过程中安全可靠,为采煤机的高效设计提供了有效途径。

铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析

针对某50/10t铸造桥式起重机卷筒轴断裂失效分析案例,结合断口形貌分析、材料金相组织分析、加工过程分析,全面排查了卷筒轴断裂失效的原因,搭建了铸造桥式起重机的动力学分析模型,计算了传动链中卷筒及钢丝绳的动态载荷,并分析了动载作用下卷筒的结构强度及卷筒轴的疲劳寿命。结果表明,该起卷筒轴断裂失效事故中,卷筒轴的结构硬度、材料组织良好,卷筒轴过渡圆角处会产生明显应力集中,周期性动载产生的交变应力会导致桥式起重机卷筒轴疲劳寿命大大减小,属于高名义应力的旋转弯曲疲劳断裂。

基于响应面法的绞车卷筒结构优化设计

为了充分利用卷筒的材料特性,实现绞车卷筒的轻量化,首先利用ANSYS对卷筒进行静态特性分析,然后对卷筒各项参数进行灵敏度分析,最后基于响应面法进行卷筒结构优化,得到最优方案。对优化后的卷筒进行疲劳寿命分析,结果表明,优化后的卷筒满足设计要求,质量减少了15.9%,实现了优化目标。

制革中悬挂式转鼓作用特征

皮革机械是皮革工业进步的重要支撑。转鼓的发明是制革湿操作迈入节水高效的重要标志。由此,转鼓也成为完成制革化学过程的最关键设备。由于圆形悬挂式转鼓具有固定的运行轨迹,皮/坯革不同的加工效果需要通过调整转鼓内部的结构及操作参数。文章探索性分析了转鼓对皮/坯革的共性作用特征,描述了制革工序中转鼓内构造与操作参数之间的一些关联,包括由此形成的揉搓、挤压、拉伸等机械作用对皮/坯革内物质溶出与外加材料渗入的影响。

锤式轴型饲草粉碎机构设计与试验

针对我国牛羊养殖业对高效饲草粉碎机需求增加的现状,设计一种锤式轴型饲草粉碎机构,主要由锤片、安装盘、轴式粉碎转子和筛网组成。选用直刀型锤片设计粉碎机构,建立粉碎作业的理论模型,对刀片、粉碎转速和供料旋转速度进行设计与计算。采用Adams与Simulink联合仿真对轴式粉碎转子启动过程进行分析,得到粉碎转子加速时间为0.35 s,锤片所受最大载荷为4 478.5 N,锤片最大变形量为36.1μm,锤片应力集中在销轴孔处,应力最大为64.3 MPa。采用ANSYS对锤片结构进行静力学分析,并对锤片强度进行校核,满足强度要求。采用ANSYS Workbench对设计的粉碎转子进行模态分析,分析表明粉碎转子在锤片处最容易发生位移变形,粉碎转子的前4阶固有频率远大于激励频率,发生共振概率极小。对样机的粉碎性能进行试验,平均粉碎效率达到25 m^(3)/h以上,达到预期设计目标。

基于RecurDyn的变直径脱粒滚筒空心液压缸的设计

基于液压驱动式变直径脱粒滚筒结构原理,设计了一种可实现往复直线运动的空心液压缸,主要由外缸体、活塞杆、内缸体、上下端盖及各种密封件组成。基于RecurDyn,确定了空心液压缸的行程为28mm和负载为2.5t;通过理论计算,确定了外缸体、活塞杆和内缸体的外径分别为115、80、60mm,内径分别为140、90、80mm;最后,通过性能试验验证了其设计的合理性,可确保变直径滚筒的直径在空心液压缸驱动调节机构下可无级调节。