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盘刀截割破岩磨损分析

盘刀截割破岩磨损分析

作者：王超越辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

传统的掘进机破岩掘进时存在着地质适应性差、截齿磨损严重以及破岩效率低等问题,为了解决这一问题,在悬臂式掘进机的基础上提出了一种盘刀。盘刀是掘进机在破岩掘进过程中的截割部,它的磨损状况是影响掘进机掘进效率的重要因素之一,它... 详细信息

传统的掘进机破岩掘进时存在着地质适应性差、截齿磨损严重以及破岩效率低等问题,为了解决这一问题,在悬臂式掘进机的基础上提出了一种盘刀。盘刀是掘进机在破岩掘进过程中的截割部,它的磨损状况是影响掘进机掘进效率的重要因素之一,它的使用周期长短直接影响着工程中施工的成本。由此,对破岩掘进盘刀的制备与磨损规律的研究具有重要意义。其主要工作与内容如下:(1)在对盘刀的磨损理论基础分析时,首先确定了盘刀的结构,对其破岩机理进行了分析,建立了盘刀在破岩掘进过程中的受力关系;分析了盘刀在工作中的影响因素,建立了盘刀的磨损模型。(2)在分析不同盘刀材料性能的基础上,采用不同合金粉末对H13钢进行激光熔覆,分别对不同熔覆后的材料试样进行磨粒磨损试验,分析不同合金粉末熔覆后试样的磨损质量、表面形貌与磨损特性之间的关系,得到不同合金粉末熔覆后的最优方案。(3)为了进一步的进行盘刀磨损的一系列研究,基于离散元理论及分析方法,采用EDEM中的Hertz-Mindlin with Archard Wear模型进行模拟盘刀和岩石的截割过程,通过Solid Works建模软件和EDEM离散元软件进行仿真分析,分别建立不同摆臂速度、主轴转速以及进刀量与盘刀之间的磨损关系。(4)经盘刀掘进仿真模型计算分析得:当摆臂速度和主轴转速一定时,随着进刀量的增加,盘刀的磨损随之增加,这是由于当进刀量增加时,盘刀与岩石的接触面积增加,进而导致磨损量的增加;当摆臂速度和进刀量一定时,随着主轴转速的增加,磨损量也随之增加;当主轴转速和进刀量一定时,摆臂速度的增加,岩石受到的截割力越大,因而磨损量也随之增加。(5)通过自适应智能截割系统,运用Design-Expert 11软件进行试验设计和分析,试验结果表明:主轴转速对盘刀磨损量影响较为显著,其次是进刀量和摆臂速度。在试验参数范围内,改变主轴转速对破岩率的影响不显著,其主要影响因素是摆臂速度和进刀量。利用Design-Expert 11统计学分析软件得到了二阶磨损量模型,并对响应面模型和方程进行显著性检验,检验结果均为显著,并得到了最优回归方程。经验证得到的最佳工艺参数组合为:摆臂速度16mm/s,主轴转速35r/min,进刀量12.863mm。该论文有图51幅,表18个,参考文献69篇。

关键词：盘刀磨粒磨损离散元法磨损预测模型多目标优化

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盘刀切削式小行星表面星壤吹取采样装置

盘刀切削式小行星表面星壤吹取采样装置

作者：胡炯锋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

探测小行星并采集其样品,具有重大的科研和经济意义,已成为深空探测领域的研究热点之一。为完成小行星样品的采集,高效、可靠的小行星采样装置是整个采样任务的关键。目前,国内外一些高校和科研机构提出了多种形式的采样装置并研制出原... 详细信息

探测小行星并采集其样品,具有重大的科研和经济意义,已成为深空探测领域的研究热点之一。为完成小行星样品的采集,高效、可靠的小行星采样装置是整个采样任务的关键。目前,国内外一些高校和科研机构提出了多种形式的采样装置并研制出原理样机,美国和日本则已发射探测器前往小行星进行采样,但是这些采样方案均存在不足之处或适用范围较小。本文基于小行星表面环境及星壤条件,以探测器实现在小行星上的锚固为前提,提出一种高效且可适应多种采样条件的盘刀切削式小行星表面星壤吹取采样装置,并完成该装置原理样机的研制与实验。以小行星表面岩石的切削破碎和碎石的扬起为目标,基于岩石剪切破碎模型和刀具切削试验,计算刀具的切削力、设计盘刀的基本构型和盘刀动力头的机械结构。此外,为使装置可适应一定倾斜度和崎岖度的地形,在采样末端设计万向节与弹簧片。设计了转位机构,实现装置多点采样的功能。设计了进给单元,为装置的采样和盘刀的切削提供进给力。气吹送样是样品转移的关键,气压大小与气流方向决定颗粒样品能否顺利地被收集。基于气吹送样试验,获得气体压力、喷嘴直径等设计参数。利用流体仿真软件,分析了上下两层喷嘴的开口角度对导流罩内部和出口处气流的速度、方向和能量的影响;利用离散元与流体仿真软件耦合仿真的方法,研究气流对颗粒运动的影响。根据对导流罩内部和出口处气流的仿真结果,设计了两层喷嘴的结构,对气动单元各部件进行设计选型。研制了采样装置的原理样机与实验台,使用低密度的材料作为采样对象模拟弱引力环境,研究喷嘴角度对装置采样效果的影响,验证了仿真分析的正确性。分别改变采样对象的粒径、材料,模拟起伏不平的地形,在实验台竖直和水平的条件下进行采样,取得了较好的采样效果,验证了装置的采样能力。

关键词：小行星探测采样装置盘刀气吹实验研究

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盘刀式切碎器设计的数学解析法

农业机械学报 1981年第2期 43-51页

作者：庞声海西北农学院

盘刀式切碎器广泛地应用在青饲草收获机和青饲草切碎机上。设计常用图解法。用本文给出的数学解析法设计,可更合理地选择切碎器的几何参数,改善切碎器的工作性能。本文并以ZC-6型和9ZF-1.0型青饲草切碎机为例分析,给出了切碎器改进设计... 详细信息

盘刀式切碎器广泛地应用在青饲草收获机和青饲草切碎机上。设计常用图解法。用本文给出的数学解析法设计,可更合理地选择切碎器的几何参数,改善切碎器的工作性能。本文并以ZC-6型和9ZF-1.0型青饲草切碎机为例分析,给出了切碎器改进设计的具体方法,经计算可节省功耗12～33％。

关键词：切碎器几何参数饲草收获机切碎机盘刀数学解析法

9ZF-1.0型盘刀式切碎器功率消耗的组成及分配

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农机化研究 1987年第2期 18-23页

作者：赵守疆李成华韩国政沈阳农业大学

在对9ZF-1.0型盘刀式切碎器切碎玉米秸秆(水分含量50％)的试验基础上,本文分析了其功率消耗的组成;求出了各部分功率消耗在不同转速情况下所占的比例;并统计出了各部分功率消耗的回归方程。试验结果表明:切碎器各部分所消耗的功率随着... 详细信息

在对9ZF-1.0型盘刀式切碎器切碎玉米秸秆(水分含量50％)的试验基础上,本文分析了其功率消耗的组成;求出了各部分功率消耗在不同转速情况下所占的比例;并统计出了各部分功率消耗的回归方程。试验结果表明:切碎器各部分所消耗的功率随着切碎器的转速变化而改变;在以比消耗能为评价指标的前提下,切碎器的转速不宜过高或过低,而应使比消耗能最低为目标,从而使切碎器工作时的经济效益达到最佳。试验分析结果,9ZF-1.0型切碎器在切割玉米秸秆(水分含量50％)时的最佳转速范围为560-640r/min。

关键词：切碎器玉米秸秆喂入量水分含量功率消耗盘刀 ZF

全断面岩石隧道掘进机盘刀破岩机理分析(上)

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电站施工机械 1981年第3期 1-9页

作者：金国栋黄士芳虞和霁程凯陈玉田史维祥东北工学院岩石破碎研究室

引言机械式刀具的破岩方法仍然是当前地下开挖中的重要手段。生产的发展必然要求对破岩刀具进行不断革新,其中不可忽视的是理论在破岩研究中的作用。目前在各种机械式破岩方法中,全断面岩石隧道掘进机可算是大型的破岩设备了,它对我们... 详细信息

引言机械式刀具的破岩方法仍然是当前地下开挖中的重要手段。生产的发展必然要求对破岩刀具进行不断革新,其中不可忽视的是理论在破岩研究中的作用。目前在各种机械式破岩方法中,全断面岩石隧道掘进机可算是大型的破岩设备了,它对我们破岩理论的实验与研究提供了有利的条件。对楔形刀具破岩过程及其理论最先是由西蒙(Simon)和其他作者(1954年)提出的,后又由哈特曼(Hartmon 1959年)作了图示说明。其后各家对破岩机理的多种解释中,其实质是对岩石破碎时所处应力状态不同解释的分野。如以保罗(Poul)和西凯

关键词：盘刀脆性岩石刀具核区全断面岩石隧道掘进机破岩机理

全断面岩石隧道掘进机盘刀破岩机理分析(下)

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电站施工机械 1981年第4期 21-27页

作者：金国栋东北工学院

三、裂纹的产生与扩展上面所述的成为应力集中的粉核区,它在岩石破碎中的作用就是在产生与扩散的过程中,同时也产生与扩展了刀具下面的裂纹。从而促使岩石破碎。 1.裂纹的产生岩石在刀具的压入下直接产生的裂纹可以分为两种,即赫兹裂纹... 详细信息

三、裂纹的产生与扩展上面所述的成为应力集中的粉核区,它在岩石破碎中的作用就是在产生与扩散的过程中,同时也产生与扩展了刀具下面的裂纹。从而促使岩石破碎。 1.裂纹的产生岩石在刀具的压入下直接产生的裂纹可以分为两种,即赫兹裂纹和初始裂纹或张裂纹。赫兹裂纹(为Hertz采用球体压入玻璃

关键词：盘刀核区刀具压入初始裂纹脆性岩石起裂破岩机理

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悬挂式玉米秸秆揉碎机盘刀的设计

当代农机 2008年第2期 72-74页

作者：黄若忱山西省农业机械化科学研究院

对玉米茎秆切割受力、滑切、盘刀运动进行了分析,确定了悬挂式玉米秸秆揉碎机盘刀的设计参数。

关键词：盘刀运动分析设计参数

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滚压盘刀采煤机采煤

矿业译丛 1990年第2期 38-43页

作者： Klich,A 杨长明

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一种新型玉米秸秆粉碎还田机的研制与试验

一种新型玉米秸秆粉碎还田机的研制与试验

作者：杜朝伟昆明理工大学

学位级别：硕士

秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施,在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。秸秆还田能增加土壤有机质,改良土壤结构,使土壤疏松,孔隙度增加,容量减轻,促进微生物活力和作物根系的发育。现有的... 详细信息

秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施,在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。秸秆还田能增加土壤有机质,改良土壤结构,使土壤疏松,孔隙度增加,容量减轻,促进微生物活力和作物根系的发育。现有的秸秆还田机械在工作中经常带土粉碎,锤爪、刀片磨损严重,导致功耗增大,粉碎质量下降。因此,淮北学田农机厂充分利用已有的技术和人力,对目前市场上已有的大量秸秆还田机的切碎装置的工作原理进行分析,研制出一种更加优质高效和满足市场需要的新型的玉米秸秆粉碎还田机。对现有的玉米秸秆还田机的工作方式进行分析,对锤爪式、Y型甩刀式和直刀式几种类型的还田机的优缺点进行分析对比,确定新型秸秆粉碎还田机的设计方案。盘式玉米秸秆粉碎还田机整机包括切碎装置、喂料装置、输送装置、传动装置和机架等。工作时,先由滚刀将玉米茎秆从根部割断,玉米茎秆经捡拾器喂入圆盘刀。主、从圆周盘刀反向旋转,将喂入的秸秆剪切、粉碎后均匀抛撒到地表,一次可粉碎3行玉米。由于秸秆离地切碎,圆盘起到了支撑作用,所以圆盘磨损较轻,机器功耗也有所降低。对喂入装置的结构进行改进,改进后的喂入装置有上、下两个喂入辊,每个喂入辊上共有64全齿爪,两个喂入辊同时相对运动,将秸秆向后输送,还要保证秸秆无滑动和被压紧,此外,还要使刀片保持光滑和去除毛刺,其目的是防止在喂入过程中秸秆缠绕刀辊。对还田机的几大关键重要零部件如飞刀、捡拾器、圆盘刀等进行设计、计算和仿真。在淮北学田农机厂进行样机图样的绘制和样机的试制,并在试验场地进行样机的田间试验,作业质量和效果良好。改进后的整机外形尺寸(长×宽×高)1650mm×2513mm×1080mm;作业幅宽：220cm;作业速度为3～5 km/h,生产率为0.4～1 hm2/h,作业垄数：3。田间试验结果表明：新型的玉米秸秆还田机对玉米秸秆具有很好的切碎效果,剪切长度合格率>90%,秸秆平均切碎长度为5.2 cm,玉米留茬高度≤80 mm,秸秆粉碎还田机的剪切长度的均匀系数为80.72%,作业性能稳定,碎茬抛撒均匀且覆盖率高。作业后土碎地平,满足农艺要求,可直接进行后续播种作业。

关键词：玉米秸秆还田机盘刀样机试制