超声表面深滚压改善增材制造316L不锈钢微观组织和耐磨性

1

作者 张涛 韩静 +2 位作者 曹超 黄笛 赵继云 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期121-129,共9页

增材制造316L不锈钢及其零部件具有高效、自由成型、优异力学和腐蚀性能等优势,为矿山机械及工程装备关键零部件、液压元件等结构—功能一体化制造奠定了基础。然而,增材制造316L不锈钢耐磨性不足,极大限制了其广泛应用。尝试采用超声... 增材制造316L不锈钢及其零部件具有高效、自由成型、优异力学和腐蚀性能等优势,为矿山机械及工程装备关键零部件、液压元件等结构—功能一体化制造奠定了基础。然而,增材制造316L不锈钢耐磨性不足,极大限制了其广泛应用。尝试采用超声表面深滚压(USSR)方法改善选区激光熔化(SLM)制造316L不锈钢的微观组织,进而提高其耐磨性。微观组织表征表明,USSR方法在SLM制造316L不锈钢表层形成梯度异质结构,表层晶粒细化至87 nm。室温磨损试验表明,相较于SLM试样,USSR试样在干摩擦和乳化液润滑条件下磨损体积分别降低了46.93%和49.58%。耐磨性提高主要来源于梯度异质结构带来的高硬度和变形抗力。研究结果为改善增材制造316L不锈钢及其零部件的耐磨性提供了新的途径。 展开更多

关键词 增材制造 选区激光熔化(SLM) 316L不锈钢 梯度 磨损

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基于煤矸振动特性的放顶煤支架传感器优化布置策略研究 被引量：2

2

作者 王瑶 杨善国 +3 位作者 吴明珂 孟彬 杨政 刘后广 《机械强度》 北大核心 2025年第1期68-75,共8页

针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略。首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台... 针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略。首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台相应初选测点的落煤和落矸振动信号,进行特征提取;然后,对所提取特征进行t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)降维可视化,筛选出5个对落煤和落矸信号区分敏感的特征,并以此作为目标特征;最后,经核密度估计法估算目标特征的概率密度函数,利用K-L(Kullback-Leibler)散度评估各测点组合信号与完整信号的近似性和煤矸特征的差异性,构建煤矸振动信号评价指标,结合Fisher信息矩阵准则,形成综合评价指标,确定尾梁的传感器布置最优方案。结果表明,该方法在满足模态可观测性的基础上不仅减少了传感器数量,还使得所测振动信号具有更好的煤矸差异性和信息完整性。 展开更多

关键词 放顶煤 振动信号 传感器优化布置 液压支架尾梁 有效独立法 K-L散度

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钢丝绳横向振动倾斜矩形拟合图像识别研究

3

作者 任一男 彭玉兴 +1 位作者 常向东 卢昊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期6-10,共5页

为了改善传统钢丝绳横向振动图像识别算法的检测效果,提高检测准确率与实时性,降低拍摄中残影现象和背景干扰带来的误差,提出一种基于倾斜矩形拟合的钢丝绳横向振动图像识别算法,并结合Visual Studio编程平台与OpenCV软件库使用C++语言... 为了改善传统钢丝绳横向振动图像识别算法的检测效果,提高检测准确率与实时性,降低拍摄中残影现象和背景干扰带来的误差,提出一种基于倾斜矩形拟合的钢丝绳横向振动图像识别算法,并结合Visual Studio编程平台与OpenCV软件库使用C++语言进行算法设计。经过对比验证,在较低的输入图像分辨率(640×480)和帧率(30fps)下,本算法能准确识别钢丝绳横向振动幅值与振动频率,提高了钢丝绳横向振动的检测精度:振幅误差小于0.8%、频率检测误差小于0.15%,降低了由昂贵的高速相机带来的检测成本。 展开更多

关键词 钢丝绳振动 图像识别 特征提取 轮廓拟合

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矿山煤岩破碎方法研究进展及展望 被引量：26

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作者 刘送永 李洪盛 +3 位作者 江红祥 张强 崔玉明 刘晓辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1047-1069,共23页

针对采掘装备在煤巷、岩巷工作中截割机构磨损严重、作业效率低等问题,开展了矿山煤岩破碎方法的分析、总结和探索研究。根据煤岩普氏系数将煤岩类型分为煤、半煤岩、硬岩及高硬岩,并针对目前采掘装备在煤巷和半煤岩巷中存在的问题,阐... 针对采掘装备在煤巷、岩巷工作中截割机构磨损严重、作业效率低等问题,开展了矿山煤岩破碎方法的分析、总结和探索研究。根据煤岩普氏系数将煤岩类型分为煤、半煤岩、硬岩及高硬岩,并针对目前采掘装备在煤巷和半煤岩巷中存在的问题,阐述目前铣削破岩、冲击破岩、滚压破岩及滚拉破岩等机械破岩技术与纯水射流、脉冲射流、空化射流及磨料射流等水射流破岩技术的工作原理及前沿研究现状。首先,针对煤炭开采中因夹矸、硬包裹体煤层硬度大导致采煤机截割机构磨损严重、机械化开采效率低的问题,进行了截齿破碎煤岩机理及性能、截齿磨损机理、滚筒结构创新设计等方面的阐述,指出目前煤层及夹矸煤层应突破煤岩破碎与高效截割机构设计等新技术,以解决煤层安全高效开采的难题;针对半煤岩巷进行了截齿与煤岩互作用力学模型、截齿自旋转减磨截割机理、截割机构截齿布置理论及最优化设计方法等方面的概述,结合半煤岩巷作业效率低、机械刀具磨损严重等问题,从理论、数值模拟和实验等方面分析了各种水射流冲击破岩方法工作原理及研究现状,并指出为提高复杂多变地质条件下半煤岩巷掘进装备的掘进效率,应根据截割工况设计截割机构刀具排列方式,并采用自适应技术规划掘进工作参数、掘进工艺,提高掘进装备系统可靠性、智能化及综掘工艺水平以实现半煤岩巷快速掘进;针对硬岩巷从理论、实验和数值模拟方面进行了滚刀/圆盘刀破岩机理、破岩性能、刀盘设计准则等方面的综述,进行了水射流辅助截齿/钻孔/滚刀/圆盘刀破岩及涨裂辅助破岩技术的总结,提出了液力或者机械涨裂辅助破岩是目前应对硬岩有效的方法,充分利用岩石抗压不抗拉特点实现硬岩的高效经济破碎,结合智能化算法实现钻孔与涨裂的协同作业,实现硬岩巷道的高效掘进。最后,分析了现有破岩技术的优势、劣势及其局限性,并指出了我国矿山硬岩截割技术的未来发展趋势,煤矿机械、非煤矿业机械、盾构机械破岩技术相互融合,机械与非机械多场耦合破岩技术及矿山装备智能化是实现矿山复杂地质条件下煤岩高效破碎的发展方向。 展开更多

关键词 煤岩破碎 半煤岩巷掘进 硬岩巷掘进 机械破岩 水射流辅助破岩 涨裂辅助破岩

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放顶煤液压支架尾梁动态特性数值与试验研究

5

作者 吴明珂 杨善国 +3 位作者 王瑶 孟彬 杨政 刘后广 《机械强度》 北大核心 2025年第1期50-57,共8页

为确定放顶煤过程中煤、矸敏感振动特征参数,提高煤矸智能识别精度,研究液压支架尾梁的动态特性。首先,建立放顶煤液压支架与煤矸的刚柔耦合动力学模型,计算放煤过程中液压支架尾梁的振动加速度;其次,利用变分模态分解(Variational Mode... 为确定放顶煤过程中煤、矸敏感振动特征参数,提高煤矸智能识别精度,研究液压支架尾梁的动态特性。首先,建立放顶煤液压支架与煤矸的刚柔耦合动力学模型,计算放煤过程中液压支架尾梁的振动加速度;其次,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)对该加速度响应进行分解,得到固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),并分析每个IMF分量的时域和频域特征;然后,采用t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighborhood Embedding,t-SNE)方法对这些特征进行降维,并计算不同特征的平均轮廓系数(Average Silhouette Coefficient,ASC),对比研究了煤矸冲击下的尾梁振动特征;最后,搭建放顶煤液压支架试验台,对模型计算结果进行验证。结果表明,尾梁振动加速度IMF分量中的能量、奇异值、频率均值、峰值频率、谱心频率、频率方差对煤、矸特征较为敏感,可作为煤矸识别的特征参数。 展开更多

关键词 放顶煤 煤矸识别 有限元法 离散元法 变分模态分解

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煤矿搜救机器人未知环境高效自主探索方法

6

作者 胡而已 李猛钢 +3 位作者 李杭 周益 由韶泽 唐超权 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期92-103,共12页

为了实现对煤矿井下未知环境快速且完备地探索,进而快速开展煤矿灾后等未知环境的探测与救援任务,保证搜救机器人的灾后生存与返航能力,提出一种双阶段视点混合式探索策略(DSVP^(*))。针对传统双阶段视点方法(DSVP)在煤矿颠簸路面、多... 为了实现对煤矿井下未知环境快速且完备地探索,进而快速开展煤矿灾后等未知环境的探测与救援任务,保证搜救机器人的灾后生存与返航能力,提出一种双阶段视点混合式探索策略(DSVP^(*))。针对传统双阶段视点方法(DSVP)在煤矿颠簸路面、多硐室子空间等特殊场景中存在的路径规划缺陷,重点突破点云地图分割与全局探索机制两大关键技术:基于平面拟合RRT^(*)(PR RRT^(*))的局部路径优化方法,通过点云平面特征提取实现地形适应性路径规划;构建具有引导性的全局路径生成机制,利用环境结构特征提升多分支巷道探索效率。通过仿真环境对比测试表明,DSVP^(*)相较DSVP算法探索效率提升32%,且在多轮对比实验中均达到100%环境覆盖率,显著优于DSVP、NBVP、GBP、MBP等传统方法。在井下巷道复杂地形区域进行了现场试验,结果表明,相比DSVP方法,DSVP^(*)可以更加完整地探索巷道区域,证明了提出的DSVP^(*)在煤矿搜救机器人的自主探索效率与完备性等方面具有更高的工程应用价值。 展开更多

关键词 煤矿搜救机器人 未知环境探索 自主探索 多阶段视点 旅行商

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并联旁路阀的泵控缸电液系统设计与协同控制 被引量：1

7

作者 王大卫 丁海港 +2 位作者 弓智强 王云飞 李亚龙 《液压与气动》 北大核心 2023年第11期61-66,共6页

泵控差动缸直驱技术是电液系统的主要发展趋势之一,其具有无节流损失、节能、成本低、可靠性高等优势,但存在流量不平衡、低速平稳性差、控制模式单一等问题。针对以上问题,提出了一种并联旁路阀的泵控差动缸电液控制系统,开展了泵阀协... 泵控差动缸直驱技术是电液系统的主要发展趋势之一,其具有无节流损失、节能、成本低、可靠性高等优势,但存在流量不平衡、低速平稳性差、控制模式单一等问题。针对以上问题,提出了一种并联旁路阀的泵控差动缸电液控制系统,开展了泵阀协同控制策略研究。介绍了系统的结构,阐明了系统在多种模式下的工作原理;基于AMESim搭建了系统的仿真模型,建立了变速泵和旁路阀协同工作机制,根据调速曲线对泵和阀进行权重分配,以提高变速泵控直驱系统的低速稳定性。结果表明:通过泵阀协同控制,并联旁路阀的泵控差动缸系统能够在多种工作模式下工作,具有良好的工况适应性和低速稳定性,可实现液压缸的平稳快速启停和精确位置控制。 展开更多

关键词 泵控差动缸 泵阀协同控制 多工作模式 低速平稳性

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基于听觉特征融合的煤矸识别方法研究 被引量：4

8

作者 杨政 王世博 +4 位作者 饶柱石 杨善国 杨建华 刘送永 刘后广 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期136-144,共9页

针对强噪声背景下综放开采过程中垮落煤矸难以识别问题,提出了一种融合低级听觉特征Mel频谱和高级听觉特征听觉神经递质发放率的煤矸识别方法。首先,根据煤矸垮落冲击液压支架尾梁声音信号频谱特点,基于听觉神经滤波器组模型构建了适用... 针对强噪声背景下综放开采过程中垮落煤矸难以识别问题,提出了一种融合低级听觉特征Mel频谱和高级听觉特征听觉神经递质发放率的煤矸识别方法。首先,根据煤矸垮落冲击液压支架尾梁声音信号频谱特点,基于听觉神经滤波器组模型构建了适用于煤矸识别任务的听觉模型;然后,利用听觉模型对煤矸垮落声音信号进行分析,获得听觉神经递质发放率;再次,将听觉神经递质发放率与通过Mel频谱提取的峰值特征进行融合,得到煤矸声音听觉感知图;最后,基于所构建的听觉感知图,利用ConvNeXt模型进行煤矸识别。试验结果表明,采用融合听觉特征的煤矸识别方法在不同信噪比下均具有较高的识别准确率;其优越性在背景噪声较大的工况下(信噪比为-5 dB)尤为明显,准确率仍能达到91.52%,显著优于以低级听觉特征和频谱图作为识别特征和利用时频域特征结合机器学习的煤矸识别方法,验证了融合听觉特征的煤矸识别方法对噪声具有优越的鲁棒性。 展开更多

关键词 放顶煤 煤矸识别 听觉模型 听觉神经递质 特征融合 卷积神经网络

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矿物粉尘环境下矿井缠绕提升钢丝绳振动磨损特性研究 被引量：1

9

作者 张庆 郭永刚 彭玉兴 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1107-1124,共18页

针对矿物粉尘易黏附于具有润滑保护的矿井缠绕提升钢丝绳表面而影响其接触磨损过程问题,利用自制缠绕提升钢丝绳振动磨损测试平台,分析矿井中常见矿物粉尘(煤炭颗粒和矿石颗粒)对缠绕接触钢丝绳间的摩擦学参数演化规律,并揭示其对钢丝... 针对矿物粉尘易黏附于具有润滑保护的矿井缠绕提升钢丝绳表面而影响其接触磨损过程问题,利用自制缠绕提升钢丝绳振动磨损测试平台,分析矿井中常见矿物粉尘(煤炭颗粒和矿石颗粒)对缠绕接触钢丝绳间的摩擦学参数演化规律,并揭示其对钢丝绳磨损过程的干扰机制,以期为矿井提升系统的运维及延长钢丝绳使用寿命提供基础数据支撑.结果表明:随着煤炭颗粒体积分数从10%增至40%,钢丝绳在相对稳定阶段的平均摩擦系数从0.158增至0.173,而颗粒尺寸的增大则使其呈现出相反的变化趋势;此外,随着煤炭颗粒体积分数不断增加,钢丝绳磨损表面C元素含量越来越多,黏附效应越来越严重,且剥层现象也越来越明显;随着矿石颗粒体积分数增至40%,钢丝绳摩擦系数增至0.157,磨损深度增至120.4μm,且相比于煤炭颗粒,钢丝绳摩擦系数曲线更加平稳,而颗粒尺寸则与摩擦系数和磨损深度负相关;矿石颗粒浓度的增加及尺寸的减小均导致钢丝绳接触表面磨粒磨损程度更加严重. 展开更多

关键词 钢丝绳 矿物粉尘 缠绕接触 振动磨损 干扰机制

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周向超前割缝辅助碟形滚刀楔裂破岩性能 被引量：1

10

作者 江红祥 张晓迪 +3 位作者 高魁东 王欧国 宋申 李洪盛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1689-1703,共15页

碟盘滚刀基于底切破岩模式而具有较好的硬岩破碎性能,为进一步提高煤矿井下硬岩巷道机械化掘进效率,以碟盘滚刀为对象,探究了周向超前割缝预裂岩石辅助碟盘滚刀楔裂破岩性能。通过碟形滚刀楔裂破岩实验,明确了碟形滚刀楔裂破岩机理,揭... 碟盘滚刀基于底切破岩模式而具有较好的硬岩破碎性能,为进一步提高煤矿井下硬岩巷道机械化掘进效率,以碟盘滚刀为对象,探究了周向超前割缝预裂岩石辅助碟盘滚刀楔裂破岩性能。通过碟形滚刀楔裂破岩实验,明确了碟形滚刀楔裂破岩机理,揭示了周向超前割缝对岩石断裂特性的影响机制,并以滚刀载荷、岩石破碎体积和破岩比能耗为指标综合评价了切削参数和割缝参数对滚刀破岩性能的影响,采用正交试验得到了各因素对破岩性能的影响显著性及滚刀最优破岩性能时对应的参数匹配关系。结果表明:根据滚刀载荷波动和岩石断裂造成的声发射振铃变化特征可将碟形滚刀楔裂破岩过程划分为3个阶段,即压密阶段、应力积聚阶段和崩落阶段;相同切削厚度条件下,与无割缝条件相比,割缝深度和割缝宽度分别为16 mm和3 mm时碟形滚刀破岩载荷和滚刀应力分别降低40%和20%。基于三因素四水平正交试验得到的破岩性能最优条件下切削厚度、割缝深度和割缝宽度的匹配关系为30、16和3 mm,其中切削厚度对碟形滚刀破岩性能的影响最为显著,割缝深度次之,割缝宽度的影响程度最小。滚刀破岩载荷和岩石破碎体积均与切削厚度呈正相关关系,破岩比能随着切削厚度的增加先减小后增大,在30 mm切削厚度下得到最小值;各指标随着割缝深度的增加均呈现出先减小后增大的变化规律,最佳割缝深度为16 mm;当割缝宽度超过3 mm时,各指标受缝宽的影响不显著。周向超前割缝预裂岩石对提高碟形滚刀楔裂破岩性能具有较好提升效果,同时益于改善碟形滚刀受载条件、延长刀具服役寿命,进而为碟形滚刀掘进装备的设计提供一定的指导和参考。 展开更多

关键词 碟形滚刀 超前割缝 底切破岩 破岩机理 破岩性能

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基于阀控缸电液系统的前馈-反馈联合控制策略研究 被引量：1

11

作者 王大卫 王思民 +3 位作者 丁海港 弓智强 庞智珍 李亚龙 《机床与液压》 北大核心 2024年第13期7-14,共8页

阀控缸电液系统应用广泛,提高其响应速度、控制精度与可靠性具有重要意义。传统闭环控制基于反馈误差调节,控制简单、稳定性好、易用于复杂系统,但存在时滞与稳定性问题;前馈控制作为一种开环控制方式,具有响应快、无时滞的优点,但控制... 阀控缸电液系统应用广泛,提高其响应速度、控制精度与可靠性具有重要意义。传统闭环控制基于反馈误差调节,控制简单、稳定性好、易用于复杂系统,但存在时滞与稳定性问题;前馈控制作为一种开环控制方式,具有响应快、无时滞的优点,但控制效果依赖模型精度。针对上述问题,提出一种基于阀控缸电液系统的前馈-反馈联合控制策略,建立其数学模型,运用AMESim软件搭建仿真模型并进行可行性分析,通过实验建立伺服阀流量-压差-电压前馈参数表,最后基于Simulink建立变转速恒压油源实验平台并进行实验验证。仿真及实验结果表明:前馈-反馈联合控制可提高阀控缸电液系统的控制精度和响应性,相较于反馈控制方式跟踪精度提高45%,具有良好的综合控制效果。 展开更多

关键词 前馈控制 联合控制 恒压系统 阀控缸 电液系统

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泵车臂架虚拟样机仿真与压损优化 被引量：1

12

作者 王琛 丁海港 +3 位作者 石峰 赵延斌 王福鑫 庞智珍 《机床与液压》 北大核心 2024年第3期143-148,共6页

臂架液压系统是混凝土泵车的重要组成部分,用于输送混凝土和布料,目前存在压损过大的问题。借助AMESim与Simcenter 3D Montion软件建立62 m泵车臂架虚拟样机模型,经实验验证该虚拟样机与实际系统具有90%以上的契合度。利用臂架虚拟样机... 臂架液压系统是混凝土泵车的重要组成部分,用于输送混凝土和布料,目前存在压损过大的问题。借助AMESim与Simcenter 3D Montion软件建立62 m泵车臂架虚拟样机模型,经实验验证该虚拟样机与实际系统具有90%以上的契合度。利用臂架虚拟样机研究系统的动态特性,揭示系统的压力分布,分析系统压损过高的原因,可知主要压力损失集中在平衡阀与长液压管路,提出3种降低压损的方案。以臂架管路通径优化为例,进行仿真分析与优化,并通过实验验证了管路通径优化效果。由仿真和实验结果可知:五臂倒钩收回工况下,将臂架长管路通径由8 mm增大至10 mm,可使小腔侧管路压力损失降低50%,大腔侧管路压力损失降低60%,可有效降低系统压力。 展开更多

关键词 混凝土泵车 臂架液压系统 虚拟样机 压力损失

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低温环境下矿井提升钢丝绳摩擦磨损特性研究 被引量：10

13

作者 彭玉兴 王高芳 +4 位作者 朱真才 常向东 卢昊 唐玮 王大刚 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期552-561,共10页

为探究低温环境下矿井缠绕提升钢丝绳之间的滑动摩擦磨损特性,使用自制的低温环境钢丝绳摩擦磨损试验装置,以6×19+FC钢丝绳为研究对象,探究低温环境下干摩擦和水油润滑状态下钢丝绳的摩擦磨损特性.研究结果表明:干摩擦时,摩擦系数... 为探究低温环境下矿井缠绕提升钢丝绳之间的滑动摩擦磨损特性,使用自制的低温环境钢丝绳摩擦磨损试验装置,以6×19+FC钢丝绳为研究对象,探究低温环境下干摩擦和水油润滑状态下钢丝绳的摩擦磨损特性.研究结果表明:干摩擦时,摩擦系数随环境温度的降低小幅增大,在-25℃时达到最大值,约0.85.油水润滑状态时,摩擦系数、磨损面积和磨损深度均明显小于干摩擦状态,平均磨损面积减小了约3倍,平均磨损深度减小了约7倍,平均摩擦系数随环境温度的降低先增大后减小,在-15℃时达到最大值,约0.35.此外,随着温度的降低,干摩擦状态时钢丝绳的磨损机理由氧化磨损和磨粒磨损转变为疲劳磨损和黏着磨损;油水润滑状态时,钢丝绳的氧化磨损减弱,黏着磨损先加重后减弱. 展开更多

关键词 提升钢丝绳 低温 摩擦 磨损特性 磨损机理

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超声滚压强化对CoCrFeMnNiM(M=Ti,Mo)高熵合金激光熔覆层耐磨性的影响 被引量：10

14

作者 刘昊 高强 +4 位作者 戴剑博 李晓佳 杨海峰 韩静 郝敬宾 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期107-115,共9页

CoCrFeMnNi高熵合金较低的硬度和较差的耐磨损性能限制了其在表面工程领域的应用。利用激光熔覆技术制备强化的CoCrFeMnNiM(M=Ti,Mo)高熵合金熔覆层,并通过超声表面滚压(USRE)技术强化熔覆层表面。采用XRD、FSEM、EDS、AFM、显微硬度计... CoCrFeMnNi高熵合金较低的硬度和较差的耐磨损性能限制了其在表面工程领域的应用。利用激光熔覆技术制备强化的CoCrFeMnNiM(M=Ti,Mo)高熵合金熔覆层,并通过超声表面滚压(USRE)技术强化熔覆层表面。采用XRD、FSEM、EDS、AFM、显微硬度计和摩擦磨损试验机等研究USRE处理对高熵合金激光熔覆层的微观组织、表面形貌、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明:CoCrFeMnNiTi高熵合金激光熔覆层由面心立方(FCC)结构的固溶体相和TiC原位析出相组成,CoCrFeMnNiMo高熵合金激光熔覆层仍由单一的FCC固溶体相组成。USRE处理后涂层的相构成均未发生变化,但CoCrFeMnNiMo涂层的晶粒尺寸得到更明显的细化。USRE处理降低了高熵合金激光熔覆层的表面粗糙度,提高了残余压应力和显微硬度,并且USRE处理对CoCrFeMnNiMo涂层的效果提升更加显著。经过相同工艺参数的USRE处理后,CoCrFeMnNiTi高熵合金激光熔覆层的体积磨损率由1.90×10^(-4)mm^(3)/(N·m)降低到0.71×10^(-4)mm^(3)/(N·m);但由于磨损机制的转变和表面脆性的增大,CoCrFeMnNiMo高熵合金激光熔覆层的磨损率反而上升。探讨了超声表面滚压处理对高熵合金涂层的适用性,可为高熵合金涂层耐磨性的强化提供参考。 展开更多

关键词 超声表面滚压 激光熔覆 高熵合金 显微组织 耐磨性

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激光熔覆CoCrFeNiNb_(x)高熵合金涂层的高温摩擦磨损性能 被引量：23

15

作者 刘昊 高强 +3 位作者 郜文鹏 刘秀波 郝敬宾 杨海峰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期966-977,共12页

采用激光熔覆技术成功制备了CoCrFeNiNb_(x)(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0)高熵合金涂层,研究了Nb元素对高熵合金涂层微观组织和显微硬度的影响,分析了CoCrFeNiNb_(0.75)涂层在25~800℃的摩擦磨损性能和机制.结果表明:CoCrFeNiNb_(x)高熵... 采用激光熔覆技术成功制备了CoCrFeNiNb_(x)(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0)高熵合金涂层,研究了Nb元素对高熵合金涂层微观组织和显微硬度的影响,分析了CoCrFeNiNb_(0.75)涂层在25~800℃的摩擦磨损性能和机制.结果表明:CoCrFeNiNb_(x)高熵合金涂层主要由FCC (面心立方)相与具有HCP晶格结构的Laves相组成.随着Nb摩尔含量的增加,CoCrFeNiNb_(x)的微观组织由单一的胞状晶FCC固溶体相(x=0)向亚共晶组织(x=0.25)、共晶组织(x=0.5)和过共晶组织(x=0.75,1.0)逐步发生演变. CoCrFeNiNb_(0.75)涂层具有最高的平均硬度(574 HV),表明适量的Nb元素的掺杂能有效提高涂层的显微硬度,这是固溶强化、第二相强化以及层片共晶组织中产生的大量新界面阻碍位错运动的边界强化相互作用的结果. CoCrFeNiNb_(0.75)涂层在室温下的磨损机制主要为氧化磨损和轻微的磨粒磨损,而在400和800℃下均为氧化磨损.在800℃时,磨损表面形成了致密的氧化物釉质层,起到了良好的减摩抗磨作用,使高熵合金在高温环境下表现出了优异的摩擦磨损性能. 展开更多

关键词 高熵合金 CoCrFeNi Nb掺杂 激光熔覆 微观组织 高温摩擦磨损

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定、变载弯曲疲劳钢丝绳失效机理对比研究 被引量：13

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作者 王大刚 张俊 +1 位作者 朱辉龙 张德坤 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期762-773,共12页

为对比揭示定、变载弯曲疲劳钢丝绳断裂机理及磨损演化特性,运用自制钢丝绳弯曲疲劳试验机开展钢丝绳定载、变载弯曲疲劳试验,通过人工拆股统计法和VW-9000系列高速度数码显微系统对比研究钢丝绳断丝分布、断丝数、断口和磨痕形貌等断... 为对比揭示定、变载弯曲疲劳钢丝绳断裂机理及磨损演化特性,运用自制钢丝绳弯曲疲劳试验机开展钢丝绳定载、变载弯曲疲劳试验,通过人工拆股统计法和VW-9000系列高速度数码显微系统对比研究钢丝绳断丝分布、断丝数、断口和磨痕形貌等断裂机理,对比分析钢丝绳未断钢丝和断丝的磨痕尺寸演化特性.结果表明:与钢丝绳定载弯曲疲劳相比,变载弯曲疲劳钢丝绳断丝出现较晚,芯股、螺旋股外层断丝数分别较多、较少,芯股外层钢丝断口挤压变形较大,芯股各层钢丝断口裂纹扩展区占比较低,芯股和螺旋股的各层钢丝磨痕尺寸总体较小,钢丝绳更易达到报废水平. 展开更多

关键词 钢丝绳 定载弯曲疲劳 动载弯曲疲劳 断裂机理 磨损演化

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无轨胶轮车驱动技术现状及混合动力方案研究 被引量：12

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作者 刘阳 鲍久圣 +1 位作者 阴妍 杨善国 《煤炭工程》 北大核心 2016年第6期26-28,32,共4页

简述了目前防爆柴油机无轨胶轮车和防爆蓄电池无轨胶轮车的驱动技术现状,基于它们存在的优缺点提出了一种煤矿井下防爆油电混合动力无轨胶轮车。并就该无轨胶轮车的驱动系统和驱动方式及其结构组成进行了阐述,提出了防爆油电混合动力无... 简述了目前防爆柴油机无轨胶轮车和防爆蓄电池无轨胶轮车的驱动技术现状,基于它们存在的优缺点提出了一种煤矿井下防爆油电混合动力无轨胶轮车。并就该无轨胶轮车的驱动系统和驱动方式及其结构组成进行了阐述,提出了防爆油电混合动力无轨胶轮车将会成为煤矿井下无轨胶轮车的发展方向。 展开更多

关键词 煤矿井下 无轨胶轮车 驱动系统 驱动方式 油电混合动力

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矿井提升钢丝绳改性氧化石墨烯润滑油减摩特性研究 被引量：6

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作者 彭玉兴 王臣 +3 位作者 朱真才 唐玮 王大刚 卢昊 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期149-159,共11页

针对恶劣提升工况下润滑失效导致的提升钢丝绳内部钢丝摩擦磨损严重的问题,开展改性氧化石墨烯润滑油减摩特性研究.首先,制备十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)及其水合肼还原材料(ODA-rGO),分析其化学结构、表面形貌、片层间距和缺陷,探... 针对恶劣提升工况下润滑失效导致的提升钢丝绳内部钢丝摩擦磨损严重的问题,开展改性氧化石墨烯润滑油减摩特性研究.首先,制备十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)及其水合肼还原材料(ODA-rGO),分析其化学结构、表面形貌、片层间距和缺陷,探究其在钢丝绳润滑油IRIS中的分散性;接着,用四球机评价改性润滑油的减摩抗磨性能并研究其润滑机理;最后,评判ODA-GO改性油对钢丝减摩的改进效果.结果表明:ODA通过酰胺化反应和亲核取代反应接枝在GO表面,ODA-GO拥有高接枝密度的十八烷基链,并在IRIS中分散性较好,ODA-rGO则相反,但在最优添加量下ODA-rGO的抗磨减摩性优于ODA-GO;改性石墨烯基材料会附着在摩擦接触表面,并填补已损伤区域,从而减少磨损;ODA-GO改性油使钢丝间摩擦系数降低10%,疲劳磨损显著降低. 展开更多

关键词 提升钢丝绳 改性氧化石墨烯 润滑油 分散稳定性 减摩

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煤炭快速装车系统监测与控制技术研究现状 被引量：14

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作者 王洋洋 鲍久圣 +2 位作者 阴妍 汤林立 张涛 《工矿自动化》 北大核心 2016年第9期27-32,共6页

在简单介绍煤炭快速装车系统的基础上,从其监测与控制技术入手,着重论述了储煤仓、输煤系统、称重系统、液压系统及车辆定位与识别系统等子系统的监测技术研究现状,总结了模糊控制、神经网络控制和专家控制等智能控制技术在快速装车系... 在简单介绍煤炭快速装车系统的基础上,从其监测与控制技术入手,着重论述了储煤仓、输煤系统、称重系统、液压系统及车辆定位与识别系统等子系统的监测技术研究现状,总结了模糊控制、神经网络控制和专家控制等智能控制技术在快速装车系统中的应用现状,指出了煤炭快速装车系统监测控制技术的发展趋势。 展开更多

关键词 煤炭快速装车系统 监测技术 智能控制

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井下混合动力无轨胶轮车驱动系统模糊逻辑控制策略研究 被引量：7

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作者 鲍久圣 何小路 +2 位作者 葛世荣 彭振 陈超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期320-329,共10页

目前,煤矿井下无轨胶轮车以防爆柴油机或蓄电池作为动力来源,存在着诸多技术不足和现实问题,例如,防爆柴油机驱动系统尾气污染严重、油耗高、工作效率低,防爆蓄电池驱动系统动力不足、续航能力较差等。混合动力是一种在乘用车领域已发... 目前,煤矿井下无轨胶轮车以防爆柴油机或蓄电池作为动力来源,存在着诸多技术不足和现实问题,例如,防爆柴油机驱动系统尾气污染严重、油耗高、工作效率低,防爆蓄电池驱动系统动力不足、续航能力较差等。混合动力是一种在乘用车领域已发展较为成熟的环保节能驱动技术,若能将其应用于井下无轨胶轮车,将能较好地解决这些问题。但是,目前对矿用车辆混合动力技术的研究整体尚处于起步阶段,尤其缺乏对井下混合动力驱动系统控制策略方面的专门研究。本文以无轨胶轮车混合动力驱动系统为研究对象,在充分考虑行驶工况、动力源工作特性和使用环境等因素的基础上,设计了一种适用于井下混合动力无轨胶轮车驱动系统的模糊逻辑控制策略;基于课题组前期已建立的井下无轨胶轮车CYC_JX循环工况,利用经过二次开发的ADVISOR软件构建Simulink仿真模块,对本文设计的模糊逻辑控制策略和目前广泛使用的电辅助控制策略进行了仿真与对比分析;进一步,基于LabVIEW软件设计测控系统,利用井下混合动力无轨胶轮车试验平台开展台架试验,对仿真结果进行了验证。结果表明,与电辅助控制策略相比,模糊逻辑控制策略下的防爆柴油机和电动机的大部分工作点效率较高,整车百公里燃油消耗降低了11.18%,尾气排放中HC含量值降低了20.83%,CO含量值降低了1.82%;仿真与试验结果的输出车速、防爆柴油机和电动机实际输出转矩、蓄电池SOC变化趋势相同,燃油经济性和尾气排放值的变化均处于理想范围内,验证了所设计控制策略的合理性;基于模糊逻辑控制策略的混合动力无轨胶轮车驱动系统能较好地依据工况信息、驾驶意图协调防爆柴油机和电动机之间的能量流动,其燃油经济性、动力性和尾气排放特性均优于电辅助控制策略。但是,本文设计的模糊逻辑控制策略还缺少对电动机工作效率的综合考虑,未来可以将其作为一个约束目标,进一步对模糊逻辑控制策略进行优化。 展开更多

关键词 无轨胶轮车 混合动力 模糊逻辑 控制策略 测控系统

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