螺旋卸船机颗粒回流分析

为了研究螺旋卸船机在不同倾角下输送物料时颗粒在螺旋槽中的回流问题,文中通过离散元对物料输送过程进行模拟,分析颗粒的运动状态、波动程度和回流情况以及不同几何参数和物理参数对颗粒回流的影响。结果表明:螺旋转速对物料在螺旋槽中的波动程度与螺旋卸船机的倾角相关,螺旋转速的选取应与倾斜角度相匹配以达到降低回流率的目的;增加进料量和减小螺距均可减小颗粒的回流率但不会降低发生回流现象的频率;无论改变螺旋转速、进料量还是螺距,颗粒在稳定输送时间内回流率对主流量影响较小,故回流现象不会影响卸船机的输送效率。

螺旋型自由液面多射流静电纺丝机理及工艺分析

为了提高纳米纤维的产量,提出了一种螺旋型自由液面多射流静电纺丝技术,对螺旋丝杆的形状、不同间距、电压和产量进行了研究。利用有限元的方法模拟了电极几何形状和不同丝杆间距对电场分布的影响和试验验证。结果表明:相同电压下螺旋电极电场强度高于圆柱棒状电极,当螺旋电极间距为210 mm时,纤维之间的干扰现象基本消失,提高了纳米纤维的产量,验证了螺旋电极静电纺丝的可行性。相同参数下使用螺旋电极制备的聚丙烯腈(PAN)纤维膜平均直径可达到170.4 nm,产量高达6.37 g/h,而聚酰胺酸(PAA)纤维膜平均直径可达到200.5 nm,产量也可达到6.02 g/h。该螺旋丝杆无针静电纺丝装置为实现均匀纳米纤维的大规模生产提供了一种新的方法。

粮仓螺旋机器人螺杆推力模型构建与实验验证

目的:构建更加精确的粮仓螺杆推力模型。方法:利用数理模型进行建模,结合Janssen储粮压力理论和Janosi剪切—位移方程,建立剪切应力模型,并由剪切应力模型推导出螺杆的推力模型。通过设计并搭建试验装置,采用不同转速和压力组合进行全因素试验,将测得的试验数据与理论值进行对比。结果:推力模型理论值与试验值接近,曲线变化趋势相同,轴向推力模型平均相对误差为14%,阻力转矩模型平均相对误差为24%。结论:结合Janssen储粮压力理论和Janosi剪切—位移方程提出的不同深度下螺杆推力模型具有较高的可靠性。

腰椎骨折患者螺旋CT设计钉道行腰椎椎弓根置钉的准确性及安全性分析

目的探讨基于螺旋CT影像中钉道位置判断腰椎骨折患者椎弓根置钉的参数变化、准确性及安全性。方法选取2020年1月—2022年1月120例采用螺旋CT设计钉道行腰椎椎弓根置钉的腰椎骨折患者作为观察组,另选取采用传统Weinstein法进行腰椎椎弓根置钉的腰椎骨折患者120例作为对照组。分析观察组螺旋CT测定腰椎椎弓根钉道参数,并对比2组腰椎椎弓根置钉准确率、安全率、完成钉道准备时间及置钉出血量。结果观察组L 1~5节段椎弓根轴线与棘突轴线成角、椎弓根宽度逐渐增大(P<0.05);L 1~4节段入钉点至椎体前缘距离无明显变化,到L 5节段明显减小(P<0.05)。同一椎体左右两侧椎弓根轴线与棘突轴线成角、椎弓根宽度、入钉点至椎体前缘距离比较差异无统计学意义(P>0.05)。男性L 1~5节段椎弓根轴线与棘突轴线成角、椎弓根宽度、入钉点至椎体前缘距离均大于女性(P<0.05,P<0.01)。双侧最小椎弓根宽度为(8.13±0.59)mm,为安全进钉区域,可安全容纳3.5 mm螺钉。术后3 d,复查螺旋CT了解腰椎椎弓根置钉情况,观察组共置入椎弓根螺钉235枚,对照组共置入椎弓根螺钉229枚。观察组置钉准确率为91.49%(215/235)、安全率为99.15%(233/235)均高于对照组置钉准确率72.05%(165/229)、安全率90.39%(207/229)(P<0.05);观察组完成钉道准备时间短于对照组,置钉出血量少于对照组(P<0.01)。结论基于螺旋CT影像中L 1~5节段椎弓根轴线与棘突轴线成角、椎弓根宽度、入钉点至椎体前缘距离各腰椎节段间及不同性别间存在差异,可为腰椎椎弓根置钉提供解剖依据,能缩短完成钉道准备时间,减少置钉出血量,提高置钉准确性及安全性。

生物质螺旋给料机的结构优化设计

对单轴生物质螺旋给料机的主要结构螺旋主轴、叶片螺距、调风装置等进行了优化设计,并使用ANSYS Workbench有限元分析软件对优化前、后的螺旋主轴进行了静力学分析。结构优化后的生物质螺旋给料机具有运行稳定、耐高温、给料均匀等优点,能够满足长期连续使用的要求。

王坡煤矿碎软煤层气动定向高效成孔工艺研究

针对王坡煤矿碎软煤层区域瓦斯治理的需求,对现有气动定向钻进工艺及装备进行优化升级。通过对气动螺杆钻具升级改造,将额定扭矩提升至450 N·m以上;研制的89 mm低风阻螺旋通缆钻杆配套有线通缆测量系统,施工孔深提升至300 m以上;基于“波浪式”精准探测煤层顶底板钻孔轨迹工艺,从侧钻开分支原理出发,改进钻具造斜强度实现快速开分支;系统性分析气动定向工艺在不同地层钻进时轨迹变化特点,形成精准轨迹控制技术,大幅提升施工效率。现场试验期间,共计完成34个主孔,49个分支孔,总进尺17 287 m,平均成孔深度350 m,平均日进尺103 m/d,最高154 m/d,钻孔平均瓦斯抽采体积分数60%以上,百米钻孔抽采纯量是邻近区域普通钻孔2.7倍。

卧式圆瓶贴标机进料装置的设计与研究

针对目前在自动化加工站立不稳的圆瓶类产品的生产线中卧式圆瓶不干胶贴标机缺少能与前段工序进行稳定转送的进料装置问题,设计了一种变螺距螺杆的进料装置,该装置可将圆瓶由立姿转变至卧姿的运动状态且平稳输送至贴标机传送链。首先,根据实际供送状况选择四段组合式螺杆螺旋线开展设计计算;然后,对螺杆螺旋槽曲面的形成原理进行研究,设计圆瓶在进料装置的座体内行进的螺旋滑道,实现稳定转送进料装置的功能;最后,在SolidWorks三维软件中创建模型,完成该装置的样机制作并进行相对误差的检测,发现该装置出口速度与目标速度平均相对误差小于5%,且与贴标机传送链输送速度基本一致,该进料装置能满足实际生产的使用要求。

术前MSCT测量腰椎及椎弓根相关参数在螺钉内固定术中的应用价值

目的 探讨术前多层螺旋CT(MSCT)测量腰椎及椎弓根相关参数的可行性及对螺钉内固定术的影响。方法 选择2019年1月-2020年12月在我院行螺钉内固定术治疗的90例患者,随机分为对照组和观察组,每组各45例。观察组患者采用64层螺旋CT进行腰椎椎弓根平面图像扫描重建,测量L1~L5椎弓根最狭窄处宽度(PedW)、椎弓根高度(PedH)、预置入的椎弓根骨性通道全长(TL)、水平面椎弓根螺钉置入角度(TSA)、椎弓根轴线与人体水平面夹角(SSA)等相关参数;对照组未行MSCT扫描,比较2组患者的手术情况。结果 观察组患者椎弓根长度参数PedW从L1~L5呈现逐渐增大趋势,PedH在腰椎各节段变化较小,为14.83~16.01 mm;TL在L3椎体长度最大,在L3~L5逐渐减小;观察组患者的椎弓根角度参数TSA在L1~L5逐渐增大,SSA呈现较大个体差异,考虑患者长的被动体位,导致腰椎扭曲,旋转,改变正常形态所致;观察组患者的每钉置钉时间、术中出血量及X线透视次数均明显少于对照组(P<0.05),但观察组患者的重1复置钉率虽然低于对照组,但是两组比较差异并无统计学意义(P>0.05)。结论 术前MSCT测量腰椎及椎弓根相关参数能够帮助医师更好了解患者椎弓根形态,为手术提供更为准确的参考数据,有利于减少手术失误,减轻手术创伤,提高手术效果。

基于CT三维可视化腰椎椎弓根置钉钉道仿真影像学研究

目的通过CT三维可视化重建及计算机仿真交互技术,模拟计算获取腰椎椎弓根置钉术前置钉影像参数。方法选择2020年6月—2022年12月腰椎骨折125例的薄层CT扫描数据,利用计算机软件进行三维模型重建,采用数字模拟技术模拟椎弓根螺钉置钉钉道,测量椎弓根参数,术后观察螺钉位置情况。结果125例椎弓根高度(PH)、椎弓根宽度(PW)、椎弓根轴长、椎弓根松质骨高度(CCH)、椎弓根松质骨宽度(CCW)、椎弓根水平面夹角(PTA)、椎弓根矢状面夹角(PSA)左侧、右侧比较差异无统计学意义(P>0.05)。不同椎体同侧PTA、PSA比较差异有统计学意义(P<0.05)。125例术后影像结果均显示螺钉置入位置良好,均未出现严重并发症。结论CT三维可视化重建及计算机仿真交互技术能够准确模拟计算螺钉最佳进钉点、置钉角度、钉道等术前影像参数,利用术前影像模型数据指导临床术中螺钉置入路径和方式,可以有效预防手术并发症发生。

螺旋推进器叶型数值模拟研究

全地形两栖螺旋管道机器人采用螺旋式推进结构,适用于在水面、淤泥、沼泽等多种复杂环境工作,被广泛应用于城市排水管道系统中。为探究螺旋推进器叶型在地面与敞水中的最佳动力性能参数,通过公式计算出螺旋推进器在地面运动最佳螺旋升角范围,并对该范围内不同叶型螺旋推进器进行敞水数值模拟,分析了螺旋推进器不同叶型在敞水中的推力以及速度特性。结果表明:螺旋推进器叶型在地面最佳角度范围内,随着叶片螺旋升角逐渐增大,螺旋推进器获得的推力逐渐变大,叶片螺旋升角在29°~31°范围内螺旋推进器速度存在极大值,此区间内螺旋推进器对周围流体环境影响最大。研究结果对全地形两栖螺旋管道机器人叶型设计具有一定的参考价值。

微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管充液压制成形方法研究

为了解决常规螺杆钻具寿命短与微小尺寸螺杆钻具等壁厚定子难加工的问题,本文采用充液压制成形工艺加工微小尺寸等壁厚螺旋管,基于304不锈钢拉伸实验,建立了充液压制成形等壁厚螺旋管有限元模型,用数值模拟方法研究管件外径、壁厚、液压力大小、液压力加载路径、压制速度、摩擦系数对螺旋管质量的影响。结果表明,管件外径为51.8 mm,壁厚为5.3 mm时,螺旋管质量较好,最大液压力为650 MPa,液压力加载路径为路径5,模具挤压速度为0.429 m/s,摩擦因数不超过0.125时,螺旋管加工质量较好,导程误差近似为0,壁厚误差小于8%,平均厚度为5 mm,螺旋管中部壁厚误差小于3%。研究结果可为生产实际中微小尺寸等壁厚不锈钢螺旋管的成形工艺提供参考。

畜禽垃圾螺旋挤压脱水过程数值模拟研究

为探究畜禽垃圾在螺旋挤压脱水过程中压力与液相体积分数的变化情况,根据畜禽垃圾的处理需求,课题组设计了连续螺旋和间断螺旋2种结构的挤压螺杆。通过计算流体力学的方法,对不同工况下的畜禽垃圾的挤压过程进行数值计算,研究了影响挤压脱水效果的主要因素;并通过试验验证了数值计算的可靠性。结果表明:间断螺旋对挤压过程有良好的促进作用,畜禽垃圾螺旋挤压脱水主要影响因素影响程度由大到小次序为螺杆转速、入料液相体积分数和入料粒径。该研究可为后续螺旋挤压机挤压螺杆的结构优化提供参考。

螺旋卸船机垂直螺旋叶片修复工艺研究与应用

针对散粮卸船作业中螺旋卸船机垂直螺旋叶片磨损较快、更换成本较高的问题,本文根据螺旋叶片工作原理,结合实践经验,提出螺旋叶片的修复方法并将其应用于实际生产中。结果表明,该修复方法简单易行,延长了设备使用寿命,节约了采购成本,对相关螺旋设备设计和改造具有一定的指导意义。

一种单头双螺杆的啮合特征

根据啮合理论推导了ＨＳＢ４００／２型单头双螺杆式油气混输泵的平面和空间共轭齿形型线方程及啮合线方程。给出了各段原始齿形型线和空间螺旋曲面方程。单头双螺杆泵与双头双螺杆泵密封腔的密封原理相同。两螺杆的齿形型线不同，但啮合线封闭，接触线连续。

多层螺旋CT三维重建技术在胸腰椎骨折经椎弓根螺钉内固定术中的应用价值

目的：探讨多层螺旋CT（MSCT）三维重建技术在胸腰椎骨折患者经椎弓根螺钉内固定术中的应用价值。方法：2007年1月2008年12月,78例胸腰椎骨折患者在我院行椎弓根螺钉内固定术,其中38例使用传统置钉法（Weinstein法或AO法）进行椎弓根螺钉置入（A组）,40例采用MSCT三维重建设计钉道的置钉方法进行螺钉置入（B组）,术后两组均复查胸腰椎正、侧位X线片和CT了解置入螺钉位置情况,应用Lonstein等的方法评判置钉准确率。结果：78例患者共置入椎弓根螺钉436枚,A组38例共置入212枚,12例32枚螺钉穿破椎弓根皮质,其中穿破椎弓根内外皮质21枚,穿破椎弓根上下皮质11枚,置钉准确率84.91%;B组40例共置入224枚,5例6枚螺钉穿破椎弓根皮质,其中穿破椎弓根内外皮质4枚,穿破椎弓根上下皮质2枚,置钉准确率97.33%。两组置钉准确率有统计学差异（P〈0.05）。结论：胸腰椎骨折患者行椎弓根螺钉内固定时应用MSCT三维重建设计钉道的置钉方法较传统置钉方法成功率高。

螺带-螺杆式搅拌器三维流场数值模拟

应用计算流体力学数值模拟方法,研究了螺带-螺杆组合式搅拌器对高黏度非牛顿流体的搅拌流场特性。结合实例,考察了宏观流场、速度场、剪切速率和表观黏度的分布,分析了流变指数对搅拌特性的影响,并计算了不同工况下的搅拌功率。结果表明:螺带-螺杆组合搅拌器针对高黏度流体,具有良好的全局搅拌特性,在本文的模拟条件下,组合桨的Metzner常数ks约为13.8,而流变指数变化对ks的影响不大,为螺带-螺杆搅拌桨在高黏度非牛顿流体搅拌中的应用提供有益指导和参考。

双头双螺杆齿形型线啮合原理

采用长幅摆线作为双头螺杆原始齿形型线，根据啮合理论推导了长幅摆线型双头双螺杆的平面和空间共轭齿形型线和啮合线方程，建立了双螺杆啮合副坐标系，并给出了各段长幅摆线空间螺旋曲面的方程。分析了双头双螺杆泵密封腔的密封原理。所设计的齿形符合齿形啮合理论，两螺杆啮合线封闭，接触线连续，能够形成密封的工作基元。双头螺杆泵比单头螺杆泵工作腔室多，泄漏少，泵的排量大，效率高。

基于无瞬心包络法的偏心螺杆成型铣刀研究

根据偏心螺杆的形状和特征参数,建立了偏心螺杆的螺旋曲面方程;基于无瞬心包络法,从成型铣刀与偏心螺杆的相对运动关系出发,依据成型铣刀与螺杆的啮合条件,建立其接触线方程.由接触线围绕铣刀轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀刀刃的廓形方程.进一步分析了成型铣刀用钝重磨后引起加工误差的原因,以阿基米德螺线为基础建立铣刀的齿背曲线方程,得到具有恒定后角的铣刀廓形方程.仿真结果表明,成型铣刀的廓形与偏心螺杆螺旋曲面吻合良好,设计的成型铣刀廓形方程符合加工要求.

螺旋式导针法准确判断胸椎椎弓根螺钉植入

目的 :建立判定胸椎椎弓根螺钉植入孔道是否准确的新方法。方法 :在 9个干燥人胸椎标本的椎弓根做通过椎弓根中央破坏椎弓根壁的孔道 ,然后用螺旋式导针插入孔道 ,由 3名高年资和3名低年资骨科医生结合椎体正、侧位 X光片判定定位针是侵犯椎弓根还是位于椎弓根内。结果 :螺旋式导针法对于判定椎弓根螺钉孔道位置正确与否有很高的敏感性、特异性和阳性预测值。结论 :螺旋式导针法是判断椎弓根螺钉植入孔道位置是否准确的有效方法。

反向式行星滚柱丝杠机构运动原理及仿真分析

对反向式行星滚柱丝杠机构工作原理和传动几何关系进行分析研究,基于运动关系方程式,推导出螺母、滚柱、丝杠三者间的旋向及头数关系,并给出基本参数选择依据。在此基础上,建立行星滚柱丝杠机构三维实体模型,利用多体动力学仿真软件ADAMS,对其进行动力学仿真分析,将仿真结果与理论推导结果进行对比,验证了仿真方法的正确性,并进一步分析了行星滚柱丝杠机构在不同外部载荷作用下螺母与滚柱、滚柱与丝杠之间接触力的变化情况。