中部槽-刮板的仿生优化及摩擦磨损性能分析

对某型号刮板输送机的中部槽-刮板模型进行合理简化,结合仿生学非光滑形貌设计理论,利用UG建立了中部槽-刮板原试样、中部槽-凹坑型刮板试样、带凹坑型中板的中部槽-刮板试样的三维实体模型。基于ANSYS软件Surface-Surface自动接触算法,完成了3种试样中刮板与中部槽中板的摩擦接触分析,并对中板表面的接触应力进行对比研究。研究发现:通过对刮板或中板进行仿生凹坑设计,减小了中板表面接触应力的平均值和标准差,改善了中板表面的受力条件,进而减小了中板的疲劳磨损;同时,对刮板或中板进行凹坑型仿生优化还可以减小中板的磨粒磨损、冲击磨损、粘着磨损、热疲劳和热磨损;凹坑型中板的仿生优化效果明显优于凹坑型刮板。     

凸包型仿生耦合金刚石钻头模拟分析

研究发现仿生耦合钻头较普通钻头钻进时效提高很多。仿生耦合钻头一方面能使钻头唇面有较高的比压;另一方面能使钻头具有很好的冷却效果,因此在钻探工程中有很好的应用前景。应用数值模拟软件ansys,模拟分析了凸包型非光滑表面对金刚石钻头性能的影响。对比分析了4种不同非光滑度状况下,钻头在一定的钻压作用下在岩石表面产生滑动摩擦的过程。主要分析了该过程中岩层的等效应力、钻头底唇面的接触摩擦应力和接触压力的变化规律。研究发现,凸包型非光滑表面在一定程度上可以提高钻头的使用寿命和钻进效率。     

球磨机提升条

球磨机是粉磨作业所需的重要设备,为了提高生产效率,延长提升条的使用寿命,需要选择合适的耐磨材料以及设计出合理的耐磨结构。本文根据两种生物耐磨特征,运用三维建模软件建立了光滑、横向条纹、纵向条纹、凸包的仿生结构特征提升条的球磨机模型。通过数值模拟与磨矿实验,统计了磨矿过程中4种不同表面特征提升条的应力分布、累积力、微观磨损形貌等信息,结果表明具有仿生结构的提升条能够有效的缓释提升条在磨矿时的等效应力,降低了提升条的磨损消耗,对比发现横向条纹仿生结构在4种提升条中的耐磨性和磨矿效果最佳。     

基于仿生特征的球磨机提升条表面设计

球磨机是粉磨作业所需的重要设备,为了提高生产效率,延长提升条的使用寿命,需要选择合适的耐磨材料以及设计出合理的耐磨结构。根据两种生物耐磨特征,运用三维建模软件建立了光滑、横向条纹、纵向条纹、凸包的仿生结构特征提升条的球磨机模型。通过数值模拟与磨矿试验,统计了磨矿过程中4种不同表面特征提升条的应力分布、累积力、微观磨损形貌等信息。结果表明,具有仿生结构的提升条能够有效缓释提升条在磨矿时的等效应力,降低提升条的磨损消耗,横向条纹仿生结构在4种提升条中的耐磨性和磨矿效果最佳。     

基于仿生非光滑表面的采煤机滚筒设计

摩擦学行为在煤矿机械中有着重要应用,自然界中一些生物的非光滑体表具有良好的减黏降阻和脱附功能。采煤机滚筒表面经常存在黏煤现象,为了降低采煤机滚筒的黏煤量,提高截割电机工作效率,利用VHX-600超景深三维显微系统研究典型土壤动物蜣螂的非光滑表面形态,发现蜣螂体表的凸包形非光滑体表形态对脱黏附有着重要作用,分析了凸包形非光滑表面脱附的受力状态,建立了凸包形非光滑表面的数学模型,模拟蜣螂体表凸包形非光滑形态设计出具有良好减黏降阻功能的采煤机滚筒。     

提升条表面结构特征对球磨机粉磨效果影响的研究

球磨机工作时,衬板及其提升条受到磨矿介质与物料的跑合冲击作用产生冲击磨损与磨粒磨损,其中提升条的磨损尤为明显。当提升条产生较大程度的磨损时,对介质和物料的提升作用大打折扣,从而使磨机的功耗升高,增加了生产成本。针对4种表面特征(光滑、横向条纹、纵向条纹、凸包)的提升条在磨矿时的粉磨效果进行数值模拟与磨矿试验。对比发现横向条纹耦合仿生结构在4种提升条中的耐磨性和磨矿效果最佳,相比光滑表面特征的提升条,在同等条件下质量损失降低了56%,180μm以下物料产率提升了17.8%。     

具有仿生特征的球磨机提升条耐磨性数值模拟

球磨机是磨矿领域重要的设备之一,为了延长球磨机衬板上提升条的使用寿命,以提升条的磨损失效为研究对象,建立了比例缩小后的球磨机物理模型;在现有衬板结构参数的基础上,依托仿生耦合理论和磨粒磨损相关理论,根据提取到的生物耐磨特征的尺寸参数和比例关系,分别建立了加装不同形态非光滑特征提升条的物理模型和现有的提升条物理模型;利用EDEM离散元分析软件及其自带的BPM粘接模型,在不同的非光滑单元条件下衬板上受到的累积力和累积能量来分析装有不同表面特征的提升条的耐磨性;通过统计加装不同表面特征提升条的球磨机物理模型在仿真中BPM粘接键的断裂数目来评价不同提升条表面结构对矿石破碎效果的影响。仿真中,矿石颗粒的粘结键断裂数目较无非光滑特征的提升条提高了6.4%,其对磨损性能影响较大的切向累积力和累积能量分别较无非光滑特征的提升条减少了59.5%和32%。     

凸包形仿生非光滑表面的脱附性能研究

分析了臭蜣螂体表的凸包形非光滑结构,建立了单一凸包的数学模型并将其进行了简化,建立了凸包形非光滑表面的三维模型。采用正交多项式回归分析的方法进行黏煤量的试验,根据煤炭试样的情况及加工的方便,确定了试验的取值范围,得到了球冠高度、球冠体投影直径和中心距与黏煤量之间的回归方程;通过分析,得到黏煤量与3个试验因素之间的关系,最后对回归方程进行了优化分析,得出了三因素在试验范围内的最优值。     

仿生非光滑耐磨表面形态的激光加工研究

非光滑表面对耐磨性有一定的影响,且不同表面的影响程度也有所不同。为了研究非光滑表面形态的耐磨性规律,首先要从激光处理技术及其加工系统入手,采用相同的转速、脉冲、激光频率及激光电源电流等参数进行加工,以保证加工后的试件强度变化基本相同。然后根据图形,通过控制气流方向、点阵的行间距和列间距,分别对非光滑表面形态进行激光加工。     

具有非光滑表面的仿生减阻材料的研究简介

介绍了几种典型的水生和陆生动物体表非光滑表面的减阻特性、减阻机理及对其进行仿生研究与应用的成果.这种基于非光滑表面的仿生减阻抗粘技术已成为仿生学研究和应用的一个新领域.     

Some benefits of using studded surfaces in high pressure grinding rolls

High pressure grinding rolls (HPGR) with studded or profiled surfaces are being promoted as new advancements to address the wear problem apparent with the grinding of harder materials. This study examines the performance of studded rolls in comparison with smooth rolls in terms of energy consumption, throughput, product size and slip between the compressed particles and particle bed. The experiments were performed on the CSIRO HPGR with studded roll tyres. The results indicate that the use of studs will increase throughput while wear is expected to be reduced, however, it is at the cost of higher energy consumption and grinding forces.     

自冲铆接中微动的研究概况

介绍了自冲铆接技术及自冲铆接,微动的破坏机制,在受到循环载荷的作用下,自冲铆接连接表面易产生微动磨损。可从结构、增加材料接触表面强度、降低摩擦系数和材料匹配等方面提高铆接材料的抗微动损伤能力,降低微动损伤。     

大型采煤机滑靴磨损机理分析

采煤机滑靴是在重载下沿不平整表面的滑动,其磨损难以避免。滑靴运行过程的变速特性使其易于产生黏滑运动以及摩擦表面的温升加剧了摩擦表面的磨损。分析可知,采煤机重量在大于滚筒力垂直分力的情况下,应减小重量以降低磨损。避免采煤机空运行与降低摩擦表面的温度都有利于减缓滑靴的磨损。     

铜锰铝合金在不同腐蚀介质中的摩擦磨损性能

用304不锈钢球和氧化铝球做对偶件,研究了铜锰铝合金在H2SO4、NaCl和NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明,以不锈钢球为对偶件时,在H2SO4溶液中合金产生了严重的黏着磨损,摩擦因数大;在NaCl溶液中合金磨损表面产生氯脆,导致表层材料脆性剥落;在N aO H溶液中合金发生了溶解和氧化反应,磨损机制为腐蚀+磨粒...     

High-density-infrared (HDI) treatment of mineral processing equipment for enhanced wear resistance

Equipment wear and corrosion have significant adverse impact on the operating cost and efficiency of mineral processing plants. In this study, advanced surface enhancement technologies were investigated to improve the wear resistance of metal surface of mineral processing equipment. Enhanced metal surfaces were achieved through surface conversion, enrichment, and coating by use of advanced high-density-infrared (HDI) technology. Attempts were made to determine the effects of process parameters on surface properties and corresponding optimum conditions. The microstructure of the enhanced metal surfaces was characterized by SEM, EDS, and microindentation. Laboratory dry sliding wear testing was carried out to investigate the wear performance and the viable coating candidate was determined.     

低碳高合金钢和高铬铸铁的冲击腐蚀磨损特性

在改进后的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机上，对高铬铸铁和低碳高合金钢的耐冲击腐蚀磨损性能进行比较研究，通过不同条件下材料的失重、冲击磨损面的形貌、材料冲击端表层及亚表层的组织结构变化等来研究2种材料的抗冲击腐蚀磨损性能，着重研究浆料性质、冲击功大小等对2种材料抗冲击腐蚀磨损性能的影响。结果表明：低碳高合金钢的抗冲击腐蚀磨损性能优于高铬铸铁。     

矿区铁路普通固定型单开道岔转辙部位的病害成因及整治

结合矿区铁路道岔使用、养护情况,分析了矿区铁路普通单开道岔在转辙部位所发生的尖轨跳动、尖轨轧伤与非正常磨耗;尖轨拱腰、尖轨横弯、尖轨与基本轨不密贴、尖轨与滑床板不密贴;尖轨扳动不灵活等病害成因,并提出相应的整治措施。     

纳米铜粉粒径对NAO型摩擦材料摩擦磨损性能的影响

考察了纳米铜粉粒径、含量对酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析磨损面形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:与传统微米铜粉相比,纳米铜粉可使材料摩擦因数的稳定性提高一倍。随着铜粉尺寸的减小,摩擦材料的摩擦因数稳定性提高,磨损率也逐渐变小。添加2%铜粉(50 nm)的摩擦材料摩擦因数最稳定且具有较低的磨损率。在高温段(350℃),添加50 nm铜粉的材料磨损率仅为0.199×10-7cm3/(N.m),是添加微米铜粉的70%。SEM分析显示纳米铜粉使摩擦表面更平稳,添加了纳米铜粉的摩擦材料具有更稳定的摩擦因数及较低的磨损率。     

采煤机平滑靴平动固-热-力耦合特性分析

针对采煤机滑靴在推进过程中,平滑靴与刮板输送机中部槽间瞬态温度高导致接触面磨损甚至失效的问题,构建了煤粉界面层影响下动摩擦因数的平滑靴固-热-力耦合数学模型,再以试验获取的滑靴载荷作为输入,利用Comsol Multiphysics分别对干煤粉和含水煤粉界面影响下,采煤机前、后平滑靴与刮板输送机中部槽间的固-热-力耦合特性进行分析。结果表明:接触面间温度与滑靴受力、煤粉的状态有关,干煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为460.04 K和433.73 K,最高温度位置在作用关节中心;含水煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为438.31 K和418.62 K,最高温度位置同样位于作用关节中心。