水射流辅助岩石切削过程的刀具热应力分析

建立了刀片在水射流辅助切削岩石过程中的热传导模型,并在对岩石切削过程进行热功转换分析的基础上,给出了热流密度、界面温度等边界条件的确定方法,从而建立了水射流条件下刀片的温度场模型。对刀片由于温度变化产生的热应力进行了系统分析,并给出了热应力的计算模型,并且结合计算分析了射流压力等参数对各种热应力的影响。研究表明：热应力是导致岩石切削刀具失效的主要影响因素。热应力受刀具与岩石材料热物性质、刀片尺寸、切削力、切削速度、射流压力等因素影响。水射流的存在可以大幅降低刀具的热应力,热应力的大小与射流压力p的四次方根的倒数成正比。选择合适参数可将热应力控制在临界范围内,避免刀具早期失效,延长其使用寿命。     

水射流辅助刀具切割岩石数值模拟研究

针对当前有限元方法（FEM）和离散元方法（DEM）模拟岩石的缺点,基于光滑粒子流方法（SPH）模拟岩石,利用SPH-FEM耦合法建立了水射流辅助刀具切割岩石动力学模型,对比了水射流与无水射流情况下的刀具切割岩石的破损坑形成、裂纹萌生、切割阻力及岩石内能。研究结果表明,水射流作用下的岩石破碎坑能够诱导裂纹的萌生与演化,裂纹与射流形成的破碎坑贯穿,形成的裂纹较长,同时也降低刀具的切割阻力,减少岩石内能。     

水射流辅助刀具破碎岩石机理及射流位置的研究

虽然许多人对水射流辅助机械刀具破岩作过研究,并宣称已取得一些成果．但至今为止,很少见到投入生产使用的大面积破岩的水射流机械．有些研究人员虽然作过半工业或工业试验。但最后却停止了研究,一个重要原因是水射流相对于刀具的位置确定不恰当、当水射流垂直布置在刀具周围时．水射流必须起着为刀具在岩石上开槽及进入岩石裂隙冲走岩石碎块的作用。     

磨料水射流在切割牙轮钻头中的应用

使用一段时间后的牙轮钻头必有损伤。为了准确地分析与掌握牙轮钻头工作时的受力状况，必须观察其内部损伤部位和范围，这就需要对牙轮钻头的牙轮和牙掌进行切割剖析。用磨料水射流切割牙轮钻头不失为一种理想的切割方法，它与传统切割方法相比，具有工效高、切口质量好等特点。本文论述了这一新技术中使用的设备、切割原理、试验情况，并对其切割效果与传统切割方法进行了对比分析。     

φ27旋转式岩石钻头的研制

介绍了２７旋转式岩石钻头的研究、试制和试验情况。     

高压水射流切割技术和磨料水射流切割技术的机理分析与研究

分析了水射流切割技术和磨料水射流切割技术的切割过程 ,列出了切割时的切割参数 ,定性分析了磨料水射流的切割机理和磨料水射流切割的主要相关规律。     

三牙轮钻头的失效分析

结合三牙轮钻头破岩机理，作了钻头的失效分析。认为：止推面失效机理为冲击疲劳，轴承部位失效则是热疲劳，造成的主要原因是该部位强度和硬度较低。对合金齿脱落、断裂和磨损3种失效形式的分析认为，冲击剥落、磨粒磨损、冲击疲劳和冲击热疲劳等交叠作用是导致合金齿失效的原因。     

基于ANSYS的硬质合金钻头切削变形的研究

通过ANSYS软件对硬质合金钻头在切削过程中的变形进行分析,分析过程中模拟钻头切削环境求出切削过程中钻头最大变形,并对试验值与理论计算值进行对比,确定硬质合金钻头最优的几何角度。根据分析结果试制了硬质合金钻头,进行切削性能试验,为钻头参数化设计提供理论依据。     

高压水射流割缝钻头的研制与增透效果工程验证

为提高水力割缝增加煤层透气性的工作效率,设计研发了高压水射流割缝钻头。采用数值模拟探究了淹没条件与非淹没条件下的叶轮喷嘴导向角度与射流流场扩散角的演化关系以及喷头在旋转与非旋转条件下的射流流速分布特征,最终采用气体示踪法对新型钻头的割缝效果进行检验。结果表明：叶轮导向角大于45°后,非淹没射流扩散角的增大速率更快,表现出了明显的紊流特征。综合能量损失率、射流扩散角的影响,最终选取45°的叶轮导向角作为设计角度。喷头的旋转对于轴向与切向的射流速度具有促进作用,尤其对于切向射流速度提升效果更强,在钻头侧面安装多喷头相比于在钻头前方安装喷头可有效提升扩孔效率。瓦斯抽采影响半径达到4.5 m与9 m的时间与普通割缝钻头相比分别加快了6 d与17 d.     

水射流切削碎岩技术

水射流虽是很细的喷流，但是，单位面积上的加工能量却是极大的，在水射流中加入相应的磨料，形成水喷砂流，则喷砂切削碎岩的实用性就更强了。     

硬质合金水煤浆喷嘴损坏机理的研究

用YG8、YT15 和YW1 3种硬质合金材料制备水煤浆喷嘴, 研究它们在水煤浆雾化燃烧过程中的磨损特性及损坏机理。结果表明:喷嘴材料的硬度对水煤浆喷嘴的磨损起重要作用。在相同条件下, 硬度较高的YW1 喷嘴的磨损率较低, 硬度较低的YG8喷嘴磨损率较高。喷嘴不同部位表现出不同的损坏机理, 其中入口部位主要表现为晶粒脱落和脆性断裂, 中间和出口部位主要表现为研磨损伤。     

磨料水射流切割特性分析及模型建立

结合磨料水射流工艺特点,分析了切割质量的各种情况,并采用通用旋转组合实验设计方案,对切割性能影响较大的工艺参数建立了半经验模型,以满足工程需要,为磨料水射流切割工艺参数选择、切割质量以及提高切割效率奠定了基础。     

降低硬质合金顶锤消耗的途径

硬质合金顶锤是构成人造金刚石合成高压腔体的关键部件,也是主要的消耗部件,其费用消耗约占人造金刚石生产中生产成本的１／３。因此,提高顶锤使用寿命,降低硬质合金的消耗,一直是超硬材料行业的研究课题。在金刚石行业的成本竞争中,硬质合金顶锤的消耗水平占据重要地位。就目前的情况来看,生产１ｋｇ金刚石,若硬质合金顶锤消耗大于５ｋｇ,则肯定亏损;若为４～５ｋｇ,则可勉强维持;若在４ｋｇ以下,则会有盈利［１］。本文综合国内有关厂家制造和使用硬质合金顶锤的经验,探讨降低顶锤消耗的途径。１　原材料质量的控制１１　…     

冲击式凿岩机的设计构想

目前煤矿岩巷主要采用硬岩掘进机及炮掘工艺进行施工,硬岩掘进机对巷道断面尺寸及岩石硬度有一定要求。炮掘工艺又相对较为落后、具有危险性高,进尺慢等缺点,工人劳动强度大。为实现在小断面岩巷机械化施工,可以利用冲击破岩机理,设计开发一种液压冲击式凿岩机,实现岩巷小断面巷道的高效施工。     

TR1000型凿岩机伸缩臂的有限元分析

以ANSYS8．0有限元分析软件为工具，对TR1000型凿岩机伸缩臂结构进行有限元分析，运用节点自由度耦合技术来模拟各节臂的连接。所得结果与实测值较接近，可为伸缩臂的设计提供有价值的参考。     

前混合磨料射流水下切割混凝土的试验研究

试验制备了混凝土试件,利用前混合磨料射流切割装置,试验研究了影响前混合磨料射流水下切割诸参数（压力、靶距、磨料浓度和横移速度）与切割深度的关系。试验结果表明：前混合磨料射流水下切割混凝土与水下切割钢板规律基本一致。     

高水基液压凿岩机性能分析

针对高水基液压凿岩机的冲击过程,建立了高水基液压凿岩机实体模型,通过ANSYS对缸套进行了静力学分析,并利用ADAMS对凿岩机进行了动态性能分析,所得结论对于高水基液压凿岩机的合理设计、整机设计的稳定性等具有重要的指导意义。     

液压凿岩机的发展与应用

论述了国外液压凿岩机的发展与应用情况,列举了一些机型的应用实例,简要论述了我国液压凿岩机的发展状况,对液压凿岩机的发展提出了几点看法。     

磨料水射流切割混凝土工艺规律分析

磨料水射流切割断面的质量通常用射流的最大切割深度与切割工件厚度的比值来表征。本文以磨料水射流切割混凝土为例,首先从理论上建立最大切割深度的计算表达式,然后通过实验分析了射流压力、进给速度、靶距、磨料流量、磨料粒径等工艺参数对最大切割深度的影响。