柱塞泵配流副滑摩界面摩擦磨损及热力耦合分析

针对轴向柱塞泵配流副滑摩过程中由摩擦温升所引起的摩擦磨损问题,建立配流副轴对称非稳态热传导方程,利用ABAQUS有限元软件进行配流副摩擦磨损及热力耦合特性分析,并利用端面摩擦磨损试验机进行试验验证。结果表明:在滑摩初期,相比于中低压力,高压力工况更易发生磨粒磨损;随着滑摩进行,材料表面粗糙峰被磨平,加之温度上升,材料强度下降,高转速取代高压力成为接触面温度和摩擦系数增大的主要影响因素,此时的磨损机制主要为黏着磨损;在滑摩过程中,外径出现了应力集中现象,且接触压力高于内径;转速及压力对配流副摩擦温升及磨损特性的影响是非线性的,在相同PV值下,转速比压力的影响更为显著。     

基于机器视觉的运动煤颗粒检测和遮挡追踪

针对煤颗粒筛分过程中被遮挡而导致其运动分析实测数据缺失的情况,应用机器视觉的方法实现了对运动煤颗粒检测和遮挡追踪。文章搭建模拟激振实验台,使用高速摄像机采集单个煤颗粒被遮挡情况下的序列图像。在MATLAB中采用引导滤波对序列图像进行去除噪声预处理,使用混合高斯模型法(GMM)有效提取了目标煤颗粒的前景掩码,并利用卡尔曼滤波器(Kalman Filter)对目标煤颗粒进行追踪。实验结果表明,文章使用的方法能有效检测出运动煤颗粒,且对运动煤颗粒被遮挡的情况,仍具有较好的追踪鲁棒性,得到煤颗粒运动过程中的形心位置信息,为煤颗粒运动的理论分析和数值模拟的相关研究提供实验验证的基础。     

低功耗刮板输送机张力无线监测系统设计

针对现有刮板输送机刮板链张力监测系统存在易损坏、数据无法实时传输、精度较差和功耗过大等问题,设计了一套低功耗刮板输送机张力无线监测系统及适用于该系统的无线通信布置方案。该系统封装于刮板和中板内部,不会受到矿石的冲击和矿水的侵蚀,封装的同时加工出可供电磁波通过的信号溢出口,使张力数据通过无线方式传输。封装在下压板内的张力采集装置通过粘贴在刮板链上的应变片获取张力信息,张力信息通过无线方式发送给封装在中板内的数据接收装置,数据接收装置再将数据上传至上位机或LCD显示器,实现张力的实时监测。实验结果表明,该系统通过与改造过的刮板输送机部件配合,可避免矿石、矿水的冲击、侵蚀和井下电磁的干扰,完成在恶劣环境下刮板链张力的实时监测任务,有效解决了现有刮板链张力监测系统在恶劣环境下易失效、张力数据不能实时上传等问题;引入接近开关和休眠机制的张力采集装置的能耗可降至最低,休眠状态下的功耗约为工作状态的1/40,大大延长了系统使用寿命。     

张紧方式对带式输送机启动特性的影响

带式输送机启动过程中，存在输送机动态特性明显、输送带承载段张力峰值波动大、张紧装置提供的张紧力不能保持稳定等问题。利用AMESim软件对不同的张紧方式进行建模，分析了不同张紧方式在“S”形正弦启动方式下，对张紧装置提供的张紧力以及输送带最大张力点的张力峰值波动的影响。仿真结果表明，张紧装置对张紧力的稳定性影响着输送带承载段的张力峰值波动大小，且成正相关性，仿真结果便于使用者根据不同的场合和条件使用不同的张紧方式。     

行星齿轮箱太阳轮轴承外滚道故障特征增强研究EI北大核心CSCD

当行星齿轮箱存在太阳轮与太阳轮轴承复合故障时,太阳轮轴承故障信号微弱,容易被太阳轮故障信号淹没。为了在强大的太阳轮故障信号的背景下高效提取微弱的轴承故障信号,开展了行星齿轮箱太阳轮与太阳轮轴承复合故障动力学响应研究。以单级行星齿轮箱为研究对象,利用ADAMS动力学分析软件,构建包含太阳轮断齿以及太阳轮轴承外圈局部损伤的行星齿轮箱刚-柔耦合动力学模型,该模型保留了轴承滚动体与保持架的6个自由度,并且考虑了齿轮与轴承的耦合作用。基于所建立的刚-柔耦合动力学模型,提出了太阳轮轴承外滚道故障特征增强方法。该方法基于外滚道损伤-滚动体冲击力方向在轴承旋转过程中基本不变的原理,将垂直放置的两个加速度传感器采集的振动信号转换到极坐标系,通过分析坐标点在极坐标系中的分布情况来对复合故障下太阳轮轴承外滚道表面损伤进行诊断。结果表明,使用该方法能够对频谱分析不能诊断的太阳轮轴承外滚道故障进行特征增强。     

考虑三维运动和相对滑动的滚动球轴承局部表面损伤动力学建模研究

滚动体通过局部表面损伤时轴承的运动参数及动力学响应是轴承疲劳损伤分析和故障诊断的有效输入和重要依据。基于GUPTA轴承模型构建具有局部表面损伤的滚动球轴承的完整动力学模型。该模型中每个轴承元件(滚球、内圈及外圈)具有6个自由度,并且考虑了元件之间的相对滑动和润滑牵引特性。在对局部表面损伤进行建模时,完整考虑了损伤出现后由于材料缺失而引入的额外间隙,以及损伤对赫兹接触刚度及接触载荷作用方向的影响。研究滚球在通过局部表面损伤时轴承的加速度与滚球/损伤之间冲击力的对应关系,以及轴承转速和损伤宽度对轴承振动响应的影响规律。仿真结果表明,由于考虑了相对滑动和滚球/损伤之间冲击力的影响,本模型能够对具有局部表面损伤的球轴承进行更为合理的动力学特性分析,可为滚动球轴承的疲劳损伤分析和故障定量诊断提供一定的理论依据。     

弛张筛筛面形貌对湿煤聚团筛分影响的研究

为设计出更高筛分效率的弛张筛,研究了筛面形貌对湿煤聚团筛分的影响.首先对筛面形貌进行参数化建模,然后利用有限元显示动力学分析了单颗粒与不同形貌筛面冲击碰撞下的应力大小,进而对形状参数进行优化.采用近似柔性化方法实现筛板的弛张运动,并在最优形状参数下利用EDEM-RecurDyn联合仿真模拟不同间隔参数筛板对湿煤聚团的筛分过程,分析了不同凸起间隔对筛上物颗粒数量,粘结键数量和筛分时间的影响.结果 表明,改变筛面形貌有助于加大湿煤聚团的破碎程度,提高筛分效果.该结论可为弛张筛的设计及优化提供一定的理论基础.     

基于ZigBee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统设计

针对当前带式输送机托辊卡死故障监测布线、通信困难、故障监测定位不准确等弊端,设计了一种基于Zig Bee无线传感网络的托辊卡死故障监测系统。基于Zig Bee无线传感网络实现了对托辊轴端温度的采集以及组网传输,通过串口上传到labview设计的上位机,可以实现动态实时在线监测。经过现场测试,该系统实现了故障定位准确、自动化监测的目的。     

基于DEM弛张筛面与颗粒群双向耦合的动态特性

颗粒和弛张筛筛面的双向耦合可以为筛机的系统动力学分析提供更加可靠的参考依据,但利用离散元软件EDEM和动力学仿真软件RecurDyn在进行联合仿真时,EDEM不支持柔性体的计算。为了模拟弛张筛面和物料的动态特性,提出了线性分段插值的方法对筛板进行近似柔性化处理。首先计算了近似柔性筛面中点在静止状态和内死点时的挠度和筛孔收缩率,并和悬链线柔性筛面的相对误差进行比较,证明了近似柔性化方法的可行性。然后基于所建立的近似刚柔耦合模型,研究了偏心块质量,筛面倾角和入料粒度组成对筛分效率、生产率和颗粒速度等筛分性能指标的影响。结果表明:筛分效率,生产率和颗粒速度等筛分性能指标与偏心块质量,筛面倾角和入料粒度组成等参量之间均为非线性关系。筛分效率随着偏心块质量、筛面倾角和入料粒度含量的减小而增加;生产率随着偏心块质量的增加而减小,而生产率与筛面倾角、入料粒度含量之间的关系却相反,但难筛颗粒含量为25%时生产率最低,此外,为了考虑筛分效率和生产率同时达到最优,偏心块质量应取为0. 5m0;颗粒运动速度随着偏心块质量和筛面倾角的增加呈递增趋势,但受入料粒度组成的影响较小。研究为进一步揭示潮湿细粒煤的运动规律和弛张筛筛面的动力学分析提供了思路。