胶带机漏斗的优化与改造

针对白马铁矿胶带运输系统中各矿石转载点的原漏斗结构不合理,漏斗磨损较快、漏斗磨穿撒料、预埋混凝土钢制漏斗钢板磨穿及漏斗堵料等情况,充分运用料打料的原理对各漏斗分别进行了优化和改造。在改造中,通过优化漏斗溜槽角度,采取安装挂式衬板、方钢衬板及形成料打料积料槽等方法,较好的解决了漏斗在使用中面临的上述问题。     

圆锥破碎机衬板磨损特征及破碎腔型演变过程分析

为研究不同时刻下圆锥破碎机衬板的磨损特征及破碎腔型的演变过程,基于衬板磨损理论,并结合挤压力破碎模拟实验,建立衬板表面破碎力分布模型。在利用超声波传感器测量定锥衬板磨损量的基础上,结合衬板磨损计算模型递推由定锥磨损量到动锥磨损量的转化关系,并引入衬板磨损量修正系数以提高计算结果的准确性。针对衬板磨损轮廓曲线拟合问题,提出一种动态加权修正方法,通过对比分析现场衬板实际磨损轮廓线,发现动锥衬板及定锥衬板加权修正后的相对误差分别降至1.9%和0.7%。结果表明：所提出的方法能有效利用传感器测量数据计算磨损后的衬板轮廓曲线,并实现对圆锥破碎机磨损腔型结构的预测。     

散料输送系统转运站料流的仿真分析

针对散状物料转运站部件受冲击力大、磨损严重等问题,运用EDEM软件对转运站内物料流动状态进行数值模拟,得到了转载溜槽出口处的物料速度,同时对转运站输送带上的物料质量进行监测.通过对不同转载角度、不同结构形式的转载溜槽时物料的运行状态进行仿真,结果表明,当转载角度不同时,需要选用相应结构形式的转载溜槽才能保证物料转运的平稳性,减小物料对转运站部件的冲击和磨损,为转运站的设计提供了理论依据.     

散体物料转载溜槽仿真

在散体物料转载的过程中经常出现磨损、堵塞、粉尘污染等不利于生产的现象。应用离散元软件对散体颗粒物料转载过程进行仿真分析进而对结构进行优化,弥补了单纯对几何体进行受力分析的不足。运用三维软件建立了转载设备的三维模型,并将模型导入到离散元软件中进行仿真运算。仿真得出了集料板角度与料流速度和溜槽受力的关系;溜槽半径与溜槽受力、受料输送带受力、物料分布情况的关系;溜槽半径与物料流动性的关系,为转载站的设计提供了依据。     

散料滑动磨损模型及溜槽耐磨结构优化设计

基于冲蚀模型和SIEM磨损模型，文中建立针对散料颗粒与溜槽壁面滑动的磨损预测模型，利用滑动磨损试验标定模型参数，通过API接口嵌入EDEM软件，对比仿真与试验结果，验证所提出的磨损模型预测精度。面向溜槽转运散料过程，通过数值模拟预测溜槽磨损分布规律，优化转运溜槽耐磨结构设计。结果表明：导料板和台阶形仿生结构可有效提高溜槽耐磨性能。     

基于近似模型和GMSCVE的溜槽结构设计优化

为减少焦炭长期冲击导致的物料输送溜槽磨损和破坏，提出了基于近似模型的溜槽结构设计优化方法。以溜槽冲击部位结构尺寸为设计变量，以焦炭运输速度为约束条件，构建了最小化冲击力的溜槽结构设计优化模型。为降低优化模型的计算复杂度，采用近似模型拟合冲击力、运输速度与溜槽结构设计变量间的隐式关系，并通过广义均方交叉验证误差准则筛选对隐式关系拟合精度最高的近似模型。通过EDEM仿真分析和实际运行，验证了该方法优化结果的可行性和近似模型的有效性。     

散体物料转载溜槽的研究

针对港口等场所散料转载过程中频繁出现阻塞、粉尘等不利于生产的状况,应用离散单元法对散体物料的转载过程进行仿真分析,在三维软件中建立转载站的几何体模型并导入到EDEM软件中进行仿真,比较不同参数下结构的受力与物料分布情况。仿真得出了最优的集料板角度与最优的溜槽曲率半径。     

基于离散元法的散料转运系统落料管的研究

为了解决散料转运系统受料输送带易跑偏和冲击磨损严重的问题,对不同截面和结构的落料管进行研究。引入离散单元法建立接触模型,运用三维建模软件对转运系统进行结构分析,同时运用离散元仿真软件EDEM对散料的转载过程进行分析,对质量、速度和受力等仿真数据进行监测。结果表明,方形截面圆弧形落料管能够更好地控制料流,对中性好,且落料管出口处垂直于受料输送带方向的速度小,出口处下边缘的受力小,因此对落料管和受料输送带的冲击磨损较小。运用离散元仿真软件可以使散料的整个转运过程可视化,弥补了单纯依靠理论分析的不足,可为落料管的设计提供参考。     

基于离散元法搅拌筒磨损分析与实验研究

为研究搅拌筒工作状态下的磨损规律,以此作为其轻量化开发的依据,采用EDEM软件对搅拌筒进行模拟仿真.通过对不同时间阶段多网格内颗粒的数量统计,进而分析搅拌筒的混合匀质性,模拟结果表明搅拌筒的搅拌质量性能良好.通过对搅拌筒累积接触能量及磨损量的分析,确定了搅拌筒的最大磨损位置位于搅拌筒前锥靠近中筒部位.通过300 h的实...     

高炉布料溜槽抗磨损结构设计及优化

针对高炉布料溜槽的磨损失效,对溜槽进行了抗磨损结构设计和优化。在分析炉料运动和溜槽磨损的基础上,确定采用料磨料式和光面式衬板相结合的溜槽结构,并采用离散单元法分析了不同厚度料垫的炉料缓冲效果,根据高炉装料制度对溜槽耐磨衬板的结构参数进行了优化。结果表明：溜槽磨损属于磨料磨损,在炉料冲击区域设置不小于60mm厚的料垫,能够有效分散炉料对溜槽的冲击,减少磨料磨损,优化后的料磨料式衬板在溜槽底部多储存了32.13%的炉料,溜槽总过料量增加了15.5%。     

带式输送机转载溜槽导流板结构形状的分析

针对带式输送机转载溜槽设计问题,分别对普通冲击板、WEBA型冲击板、曲线型导流板、折线型导流板进行DEM仿真,对料流的速度矢量、冲击力和冲击系数进行了对比,根据仿真结果的观察和冲击力比较得出:WEBA型冲击板由于实现了料打料,降低了对冲击板的磨损,但导料效果不明显;曲线导料槽可以降低物料对衬板的冲击,并具有较好的导流效果;折线型导流板能够起到降低冲击和导流的作用,折线段越多降低冲击、导流效果越明显。研究结果为工程设计中冲击板或导流板结构形式的选择提供参考。     

涡旋压缩机动涡旋盘端面摩擦副多转速下磨损影响分析

针对涡旋压缩机工作过程中动涡旋盘端面在常见工况下因表面磨损过大导致气体泄漏问题,以某型号涡旋压缩机为研究对象,建立动涡旋盘端面摩擦副受力分析模型,分析作业过程中动涡旋盘端面受载荷变化情况;利用有限元数值模拟得到动涡旋盘在典型工况下不同转速时端面摩擦副动态接触应力变化云图,在端面磨损实验机上测得动涡旋盘常用材料QT400磨损系数,通过修正Archard磨损模型并结合有限元磨损仿真计算出在不同转速下QT400的磨损深度值,并根据材料PV值原理设计实验方案分析QT400的磨损机制。结果表明：动涡旋盘转速越快,接触应力值较大的区域磨损深度值越大：材料磨损机制主要为疲劳磨损,随着载荷增大磨损机制不断向黏着磨损转化,并伴随有少量的磨粒磨损,该研究对涡旋压缩机动涡旋盘结构改进具有一定的参考价值。     

基于分形理论的椭圆弧型指尖密封磨损特性分析

指尖密封是一种具有广泛应用前景的新型密封技术,其中磨损特性问题属于该技术领域的研究重点。基于分形理论,考虑指尖密封表面与转子表面间的接触关系,将指尖密封与转子的接触系数引入接触点的面积分布表达式,建立了指尖密封磨损分形模型,并构建了用于表征磨损能量转化和消耗过程的指尖密封能量密度数学模型;提出了椭圆弧型指尖密封的概念与结构,并与圆弧型、渐开线型指尖密封进行性能对比。计算结果表明接触系数始终小于且逼近于1,两个曲面处处接触,相互包容,接触系数有效;磨损分形模型与经典实验数据对比验证,变化趋势及数量级一致,磨损分形模型可行;存在一个可使体积磨损率最小、能量密度最大的分形维数(D=1.3);随着特征尺寸不断减小,体积磨损率逐渐减小,能量密度逐渐增大;椭圆弧型指尖密封相较于圆弧型、渐开线型指尖密封更适用于高径向跳动量、较高压差和较高转速的密封部位。     

地铁刚性弓网系统接触线磨损特性试验研究

为研究地铁刚性接触网系统接触线磨损的规律,以地铁刚性接触网系统常用的浸金属碳滑板/铜银合金接触线作为摩擦副,通过模拟地铁弓网系统运行参数,使用载流摩擦磨损试验机研究有、无电火花放电情况下,浸金属碳滑板与铜银合金接触线直流电滑动过程中磨损量、摩擦因数、载流效率随滑动距离的变化。试验结果表明：电火花放电会使得接触线与浸金属碳滑板磨损量显著上升,出现电火花放电时摩擦因数较小,弓网系统载流效率会明显降低同时出现大幅波动。试验后对碳滑板和接触线表面形貌的观察可知：电火花放电会使得浸金属碳滑板表面烧蚀坑数量和尺寸大小增加,同时会出现滑板材料大面积剥落和表面裂纹增多的问题,接触线表面形貌变得更加粗糙。     

钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料干摩擦特性研究

研究了钢背衬碳纤维织物/环氧复合材料在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考察了MoS2与石墨粉及其配比、衬层厚度、法向载荷对衬层干摩擦性能的影响,用扫描电子显微镜对衬层的磨损表面及对偶件45^#钢环表面进行了观察与分析。结果表明：厚度为1.5mm的试环衬层在摩擦过程中主要表现出粘结磨损特性,而含20%（质量分数）MoS2粉的0.6mm衬层表现出疲劳磨损与磨粒磨损特性。摩擦因数-时间特性曲线表明MoS2粉在降低衬层摩擦因数的同时能够抑制环氧树脂向对偶钢环表面的粘结;石墨对衬层的减摩效果优于MoS2粉,但摩擦温升引起树脂向偶件表面转移增多使得减摩效果大大降低;质量分数为33%的MoS2与石墨粉衬层表现出最佳的摩擦学性能,衬层摩擦因数具有随载荷先减小后上升的趋势。     

低速冲击下的界面响应和磨损行为*

为探究低速冲击下界面响应与磨损行为之间的联系，开展多周次的低速冲击磨损实验；通过分析冲击过程中的接触力峰值、接触时长、接触力冲量、动能耗散等，研究冲击速度对接触界面的力学响应的影响；通过对冲击磨痕的磨损轮廓和形貌、磨损体积的检测分析，以及对磨痕区域元素组分变化的测试，研究冲击速度对接触界面磨损损伤行为的影响。结果表明：冲击速度的增加会导致接触界面在更短的时间内受到更强烈的力学作用；能量吸收率对冲击速度的变化不敏感，但冲击速度的提高会导致单位能量造成的磨损损伤逐渐降低；冲击磨痕可分为以塑性变形和以剥层磨损为主要损伤形式的2种区域；磨损区内经历了严重的摩擦氧化，并随着冲击速度的增加发生冲击副材料转移。因此，冲击速度越高，接触界面间的摩擦越剧烈，形成的表面氧化层避免了冲击副与基底材料的直接接触，延缓了磨损损伤的进一步发展。     

Friction and wear thresholds of alumina-chromium steel pairs sliding at high speeds under dry and wet conditions

Friction and wear of alumina sliding against two chromium steels and against itself under dry and wet conditions are reported. Tests were performed using a pin-on-disc device. Loads and speeds, respectively, ranged from 5 to 300 N and 3 to 10.7 m/s. The evolution of the friction coefficient and wear rates point to the existence of a load threshold correlated with the sudden degradation of the ceramic under both wet and dry conditions. Below the threshold, the ceramic remains undamaged while steels exhibit a moderate wear rate. Worn surfaces show thickening metallic transfer on the ceramic and abrasion grooves on steels. Above the threshold, the ceramic damage is induced by grain boundaries failure which leads to a coarse roughness and the release of abrasive particles. The circulation of the latter increases the steel wear and reduces the metallic transfer thickness on the ceramic. Water in the contact zone significantly lowers the threshold value and the friction coefficient value. The mechanical, thermal and chemical effects of load, speed and water are discussed with regard to damage undergone by the sliding bodies. A particular emphasis is focused on the calculation of average and maximum temperatures occuring in the contact area in relation to ceramic grain boundary damage.     

Chute design of mackerel automatic grader using multibody dynamics

An automatic mackerel grader is a machine that automatically sorts mackerel according to size. The chute spreads the mackerel to allow the latter to enter each roller evenly. Sorting is simulated to confirm that the multibody dynamics model of the automatic grader correctly sorts the mackerel. This process is completed according to the shape of the chute to confirm the effect on performance. A new shape of the chute and the application are proposed and evaluated by a comparison with conventional chute shapes. RecurDyn, a multi-body dynamics program, is used for the sorting simulation. The contact parameters are defined by Hertzian contact theory using the material information of mackerel and C/S steel. A rigid-body mackerel model is used to express the behavior of mackerel. Sorting is simulated for each shape. The sorting accuracy and error of the new shape are compared with those of two existing shapes. The new shape shows a 0.29 mm sorting error and better sorting accuracy than the existing shapes.     

The relationship of tangential stress to wear particle formation mechanisms

Experimental results and observations by scanning electron microscopy have demonstrated that the process of wear particle formation under lubricated sliding conditions is greatly affected by the tangential stress. In these experiments, the normal load was kept constant and the tangential stress was varied by changing the friction coefficient using different friction-reducing additives in the base oil. The predominant wear mechanism is related to the magnitude of friction coefficient attained by the friction modifier. The wear rate and the level of surface damage are greatly reduced if the friction coefficient is lower than a specific threshold value. Under these conditions wear particles are formed from deformation of surface asperities. At higher friction coefficients more wear was observed to occur by the process of plowing and delamination (i.e. subsurface microvoid and crack formation). Under severe wear conditions and lubrication failure, extremely large amounts of wear and severe surface damage result from the adhesive wear mechanism (i.e. material transfer across the contact surface).