蒸发冷凝法制备纳米粉体的研究进展

蒸发冷凝(IGC)法是纳米粉体制备的主要物理方法之一,可成功应用于金属、合金、金属氧化物等多种类型纳米粉体的制备;制备装置容易实现,可采用多种加热方式,如电阻加热法、等离子喷射加热法、感应加热法、电子束加热法、激光加热法等;目前关于制备工艺的研究主要集中在对影响纳米粉体粒径的工艺参数的研究和提高纳米粉体产率的研究上,而粉体粒径的影响因素多、产率难以明显提高也一直是制约该法发展的瓶颈;对采用该法制备的纳米粉体的性能研究表明,蒸发冷凝法制备的纳米粉体具有良好的力学性能、磁性能和光学特性.     

制动系统状态监测与故障诊断研究现状

制动系统作为机械设备的重要安全保障装置,对其进行状态监测和故障诊断对保障安全可靠运行有着重要意义。在对设备状态监测和故障诊断技术的简单介绍基础上,综述了制动系统状态监测技术的研究现状,指出制动摩擦状态直接监测、控制装置监测和提高综合监测性能是制动系统状态监测技术未来研究的重点;总结了模糊理论、人工神经网络、灰色理论、专家系统和故障树等智能故障诊断方法在制动系统故障诊断中的应用现状,指出融合诊断方法、故障机理与模型、摩擦故障诊断与预报是制动系统故障诊断未来的发展趋势。     

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1 500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

无极绳牵引无轨胶轮车大坡度运输系统设计及动力学分析

基于无极绳摩擦驱动原理设计了一套采用钢丝绳辅助牵引的无轨胶轮车大坡度运输系统,可将无轨胶轮车在井下局部区段的爬坡能力提高到14°以上,并可减少防爆柴油机在爬坡路段的使用,增加续航能力,降低尾气排放。首先,根据无极绳牵引原理,完成无轨胶轮车大坡度运输系统构建及关键参数设计选型;然后,提出并设计了车载抱索装置及车辆自动对中平台等关键部件,并建立相应的三维模型;最后,利用ADAMS/Cable模块,分析了无轨胶轮车在抱索、脱索工况下无级绳牵引系统的振动特性。结果表明,无极绳振动的频率、幅度、受力的大小和作用时间的影响较小,受力的作用方向影响相对较大;无极绳牵引系统运行过程平稳,能够满足无轨胶轮车突然抱索、脱索的动态性能要求,从而为无轨胶轮车实现大坡度条件下的高效连续化辅助运输提供了新的解决方案。     

蒸发冷凝法制备纳米粉体反应容器中的温度场研究

采用自行研制的纳米粉体的试验装置,制备了表面包覆的金属(合金)纳米粉体。对真空反应容器中的温度场进行了数值模拟,并从温度场的角度对纳米粉体的制备工艺进行探讨。研究表明,加大电弧加热功率,可加快蒸发速率,但过高的功率将对纳米粉体的生成造成不利影响;采用本文的冷却结构,水冷已有较好的冷却效果,若换用更强的冷却介质如液氮,则需对装置的结构进行更新。     

磨料水射流切割工艺参数的实验研究

磨料水射流切割中影响切割深度的因素很多,各工艺参数的选择和合理搭配对切割结果有很大影响,并且难以用精确的数学模型来描述.以磨料水射流切割混凝土为例,考察了射流压力、进给速度、靶距、磨料流量、磨料粒径和材料性能等工艺参数对最大切割深度的影响.结果表明:(1)切割深度与射流压力呈线性增长关系;(2)在一定范围内切割深度随磨料流量增加而增加,但当磨料流量达到一定值后,切割深度随流量增加反而下降;(3)切割深度随磨料粒径的增加呈先增加后减小的规律,存在一极值点;(4)切割深度随切割速度的增加呈指数衰减;(5)存在一最佳靶距,超过这个界限值时,随着靶距的增大,切割深度急剧减小;(6)混凝土试件抗压强度的抗压强度越大,切割深度越小.     

真空自由燃烧氦电弧温度场的数值模拟研究

对蒸发冷凝法制备纳米粉体装置的加热源——真空自由燃烧氦电弧进行了研究。阐述了电弧的构造及电位分布，介绍了电弧产热的机理。在满足一定基本假设的前提下，文中给出了电弧的控制方程。运用有限元理论，构建了自由燃烧电弧的计算模型，运用ANSYS8．0对电弧的温度场进行了模拟，并应用类比法验证了本文构建的计算模型及模拟结果的正确性。     

刮板输送机关键部件磨损与运行阻力计算问题及对策

首先阐述了刮板输送机中部槽、链轮和刮板链的磨损失效形式与相关机理,并从材料、加工工艺、表面处理和结构优化等角度对各部件的改进优化对策进行总结;然后总结了平直段、弯曲段运行阻力与其他附加阻力的计算方法;最后,对关键部件磨损问题与运行阻力计算问题的研究重点提出了展望。     

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。