基于散体物料运动学特性的圆锥破碎机性能优化

为进行圆锥破碎机性能优化,基于散体物料运动学特性,深入研究影响破碎机生产性能的若干个性能参数(动锥摆动速度、平行区长度、动锥底角、进动角等),建立各关键参数与破碎机生产率性能的相关联优化模型.经破碎机厂家样机实验验证,优化模型求解结果与实验结果吻合良好,验证了优化设计的可靠性,为国内企业进行圆锥破碎机的自主研发奠定了理论基础.     

圆锥破碎机破碎产品粒形研究

结合圆锥破碎机的结构及工作原理,将粒度分布预测模型与表征粒形随粒度变化的经验公式相结合,建立了基于粒度分布的破碎产品针片率预测模型,实现了对于圆锥破碎机破碎产品针片率的求解;在对圆锥破碎机进行破碎腔分层及各破碎层粒度情况求解的基础上,建立了用于计算各破碎层排出物料针片率的计算模型;以PYB900型圆锥破碎机为例,依据其结构参数和工作参数等进行针片率预测,证明采取提高主轴转速、改进破碎机结构参数和增加破碎腔中破碎事件的发生几率(物料重复破碎次数)等措施,是改善破碎产品粒形的有效途径.     

基于最小特性值的破碎机机构参数优化设计

破碎机机构尺寸参数的设计是决定产品性能的关键.本文选择了量大面广的PE600×900鄂式破碎机为研究对象,通过建立以动颚行程特性值最小为目标函数的优化数学模型,利用MATLAB优化工具箱中的序列二次规划(SQP)算法,采用直接调用fmincon函数的方式,实现有约束条件下的破碎机机构尺寸参数优化问题的求解.优化结果显示...     

基于破碎性能和衬板磨损特性分析的旋回破碎腔型优化设计

在分析当前旋回破碎腔型结构及衬板磨损特征的基础上,通过计算破碎腔各截面通过率确定破碎产能,采用三次样条曲线对破碎腔型进行几何描述. 以破碎生产率和啮角为约束条件建立破碎腔的目标函数,对旋回破碎腔进行优化设计,利用计算机绘制腔型曲线. 按照高铝矿的破碎实际要求制定了实验方案. 实验结果表明,采用优化后腔型和新衬板,其破碎产能、破碎产品的合格率和衬板耐磨寿命均有显著提高.     

基于遗传算法的颚式破碎机优化设计

复摆式颚式破碎机的设计参数主要包括整体机构参数、腔形参数及工作参数,各参数的配置情况直接影响机器生产能力,因此对颚式破碎机的优化设计尤为必要.以PE 250×400型颚式破碎机作为优化对象,以提高颚式破碎机生产率作为优化设计目标,以影响生产率的各构件基本尺寸作为优化设计变量,建立包含机构参数、腔形参数和工作参数的约束条件,构建基于遗传算法的颚式破碎机优化设计数学模型.在利用遗传算法完成颚式破碎机初步优化的基础上,通过人机配合采用3种方案分别进行两次优化,得到不同方案的优化结果.通过对比分析最终确定了适合PE250×400型颚式破碎机的优化设计方案,为颚式破碎机的优化设计提供理论和方法指导.     

离心风机集流器的响应面优化设计

对某高效低噪音离心风机的集流器进行了优化设计研究,首先通过数值计算得到了在初始设计的集流器扩张角、集流器收缩角和扩张段长度等参数下的离心风机气动性能,并与实验结果进行对比验证,在此基础上采用响应面方法进行二次回归拟合,得到了锥弧型集流器扩张角、收缩角和扩张段长度与风机效率及声功率级之间的函数关系并进行了优化分析,由此得到使风机性能最优的集流器参数。分析结果表明,锥弧型集流器对离心风机气动性能的影响比较显著,对声功率级的影响不太显著,锥弧型集流器的扩张角、收缩角对离心风机气动性能的影响明显,而集流器扩张段长度对气动性能的影响很小。优化后的集流器使得离心风机的效率提升了3.6%,静压提高了4.1%,声功率级降低了1.7dB。     

基于正交设计试验的双锥药型罩结构优化

双锥药型罩成形的影响因素复杂,其壁厚、上锥角、下锥角以及上锥高度占比4个参数对形成射流的特性、侵彻性能产生重要影响。基于正交设计方法分析以上因素对射流特性及侵彻能力的影响。选取双锥药型罩的以上4个参数为正交优化的4个因素,将射流头部速度、速度梯度以及有效长度作为优化时主要的评价指标,对双锥药型罩进行结构方案优化。通过分析双锥药型罩数值仿真优化结果,得到药型罩上锥角为25°、下锥角为55°、壁厚为3.5 mm、上锥占比60%时,其形成的射流具有较好的破甲效果。     

复摆颚式破碎机曲柄半径的最优化设计方法的探讨

随着露天矿的迅速发展,开矿的规模及原矿粒度越来越大;又因复摆型破碎机较简摆型具有结构简单、生产率高等优点,所以复摆颚式破碎机向大型发展的趋向日俱明显。国外已生产了进料口为1700×2100的大型复摆颚式破碎机。我国自五一年仿制复摆颚式(以下简称PE)破碎机以来已能自行设计制造并定型了150×250、250×400、400×600、600×900等中、小型PE型破碎机。近年大型PE——900×1200破碎机也经过了工业性试验。但测试结果     

复摆型细碎颚式破碎机机构尺寸参数及其优化设计

以优化理论讨论了复摆型颚式破碎机的机构尺寸参数及其对机器性能的影响,并进行了机构各杆长度的确定和动颚齿面上给定点位置的轨迹性能值计算.在此基础上以生产能力极大为目标建立数学模型,为复摆型颚式破碎机的优化设计和深入研究提供了理论依据.     

高压压裂泵配流阀流场特性分析及结构参数优化

针对高压压裂泵配流效率低、配流阀工作寿命短的问题,通过流场特性仿真对配流阀的结构参数进行优化。分析阀盘升程及锥角对阀内压力、阀口流速及流量系数的影响,得出合适的阀盘升程及锥角参数。结果表明:阀盘底部所受压力最大,阀口流道中靠近阀盘底角处流体速度最大,由于流体速度方向的变化,在靠近阀座处出现固体颗粒堆积;阀盘锥角一定时,阀口流体流速及流量系数随阀盘升程增大而减小;阀盘升程一定时,阀口流体流速随阀盘锥角增大而减小,流量系数则随阀盘锥角的增大先升后降,锥角为60°时流量系数最大;阀盘锥角和升程的优化值分别为60°和15 mm,这有利于降低阀口流速,减弱高速流体对阀盘密封面的冲蚀作用,提高配流效率并延长配流阀的使用寿命。     

基于正交实验法射孔参数优化设计数值模拟

射孔完井对油井产能的主要影响因素为孔眼密度、孔眼直径、孔眼深度和孔眼相位,基于油井产能最优对射孔参数进行优化设计是提高射孔井产能的关键技术之一。本文基于射孔井产能的半解析模型,应用有限元分析法对射孔井的产能进行数值模拟研究,并应用正交实验法对数值模拟结果进行分析。结果表明：随着孔深的增加,产率比增加,且在孔深较小时斜率较大,当穿孔深度超过钻井污染带深度时,曲线出现拐点,斜率变小、变平。随着孔径的增大,产率比增大,在实际射孔过程中,考虑到套管强度的问题,孔径应在保证套管强度的情况下尽可能取最大值。当孔密增大时,产率比随之增大,且随孔密的增大,其产率比上升趋势减弱。相位角增大时,产率比减小,相位角从60°变到90°时,产能有较大的提高,相位角在90°和180°之间变化时产能变化不大。通过比较极差值R来判断各个因素的主次关系。本文可为射孔参数的优选提供指导。     

压裂水平井裂缝参数优化研究

裂缝是影响压裂水平井产能的主要因素,为了成功的压裂水平井,在压前的施工设计中要充分考虑裂缝参数的优化.利用电模拟实验研究了裂缝参数与压裂水平井产能的关系,所考虑的裂缝参数包括水平井筒与裂缝夹角、裂缝长度、水平井筒长度、裂缝数目、裂缝位置及裂缝间距等.研究表明产能随水平井筒与裂缝夹角的增大而增大,超过45°后产能增加的趋势变缓;产能随裂缝长度的增加而增加,但在具体的油藏地质条件下存在最优的裂缝长度和水平井筒长度的匹配;实验中压裂水平井的最优裂缝数为3~5条,其中外裂缝对产能的贡献最大;产能随裂缝间距的增大相应增加.裂缝参数的优化研究可为压裂水平井的施工设计提供理论性指导.     

垃圾旋转布料机布料规律研究

旋转布料机的结构设计合理与否直接影响垃圾分散效果及燃烧效率.通过建立旋转布料机运动模型及其布料方程,对影响旋转布料机的作业区间的各种因素进行了分析和研究.研究发现,与溜槽转速和摩擦因数相比,溜槽长度和倾斜角度对旋转布料机的作业区间影响更大;旋转布料机的作业区间随着溜槽长度和转速的增大而增大,随着倾斜角度和摩擦系数的增大而减小.最后,结合实际工况为某型号旋转布料机提供几组合理的设计参数.     

分支参数对天然气水合物羽状多分支井降压开采产能的影响规律

天然气水合物是未来极具发展潜力的清洁能源,而多分支井开采技术是天然气水合物高效开采的一种值得进一步探索的技术方法。基于南海神狐海域SHSC-4试采井测井曲线数据,建立了理想水合物藏分层地质模型。分析了羽状多分支井布设在水合物Ⅱ层中部时,分支参数对降压开采产能的影响规律。结果表明:(1)分支参数优化时,应首先考虑分支长度;尤其是当分支长度较短时,分支长度增加的增产效果最强;随着分支长度增加到一定长度,继续增加分支长度的产能增幅逐渐减弱。(2)其次应考虑分支数目和分支角度;相较于增加分支长度,增加分支数目和分支角度对产能影响较弱且增产效果相近;基于钻井成本考虑,分支数目不宜过多;分支角度大于45°时,产能增幅呈下降趋势,因此分支角度应小于45°。(3)在充分考虑上述分支参数的基础上,可适当考虑分支间距。相较于其他分支参数,增加分支间距对产能影响最弱,在保证较大控制面积和充分考虑钻井成本的前提下,分支井间距越大越好。     

基于相关性分析和响应面法的复合旋流器结构参数优化

为了提高旋流器优化参数的准确性,得到其在结构优化中的最优解,以一种新型复合旋流器为研究对象,基于相关性的单因素分析寻优法,以相关性分析的结果来指导优化范围的选取,提高其结构参数优化范围的准确性。结合响应面优化方法,以分离效率为优化目标,确定旋流器的最优结构参数,建立了分离效率和结构参数之间的回归模型。结果表明:不同的结构参数和各性能指标之间的显著关系并不相同,根据相关性分析的结果确定各结构的优化范围为:上锥角为0°~4°,下锥角为8°~12°,底流口直径为12~16 mm;响应面优化得到旋流器最优结构为:上锥角为2.565°,下锥角为11.719°,底流口直径为12.889 mm,在本组参数下旋流器固体分离效率达到了99.945%,气体分离效率达到了93.807%。为旋流器的结构优化提供了一种新方法。     

基于铺层参数的复合材料耐压壳协同优化设计

在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子系统优化结果,实现了适用于潜水器复合材料耐压壳结构/材料一体化的协同优化设计.结果表明:耐压壳结构质量较优化前的降幅为20.57%,临界失稳压力为30.78MPa,失效指数为0.675,优化结果达到预期效果.所提出的基于铺层参数的协同优化方法能够对复合材料耐压壳进行优化设计,解决了直接以铺层角作为设计变量的优化效率低的问题.     

叶片包角对组合叶轮离心泵工作特性的数值研究

为了获得某型组合式叶轮航空燃油离心泵不同叶片包角下的工作特性,对其内流场特性进行数值模拟研究。分别采用定点法和曲线拟合法建立了组合式叶轮的三维模型;利用Pump Linx软件对泵的内流场和出口工作压力特性进行数值仿真计算;在进行样机试验验证数值模拟方法准确性的基础上,基于原包角参数设计基础上增大和减小叶片包角下,进行离心泵的内流场及压力特性研究。仿真结果表明:随着包角增大,叶轮流道内摩擦力的升高导致离心泵增压能力下降;而叶片包角减小,叶轮出口相对速度液流角增大,对泵的增压能力产生积极作用。在叶轮基本外尺寸确定的情况下,必定存在使得泵性能最优的叶片包角,所给出数值模拟方法可用于指导离心泵的工程设计与优化。     

基于加工空间的并联数控机床参数优化

介绍了机床尺度综合的一般方法和尺度综合中参数设计的优化目标·结合机床的特点和机床设计的实际要求提出了一种新的机床尺度综合流程·给出了一种在机床的加工空间已定的前提下,以各驱动支链的长度最小为优化目标并使各铰链位置和虎克铰摆角在合理范围内以及各驱动支链的最大驱动速度和加速度及机构的灵巧性指标综合最小为条件的机床结构参数优化方法·当机床的加工空间为400mm×400mm×400mm的立方体空间,刀具的最大移动速度和加速度分别设定为0 5m/s和10m/s2时,用该方法对一种三杆并联数控机床的结构参数进行了优化设计,得到了3组较佳的参数·     

铁钛平行分选对微细粒钛铁矿强磁选的影响

采用"铁钛平行分选"工艺对高压辊磨超细碎的-3.2 mm钒钛磁铁矿进行选别实验,研究了强磁选对钛铁矿的分选效果.当磨矿细度为-74μm粒级占80%时,辊压产品选钛给矿的单体解离度较颚破产品高0.58%,辊压产品-19μm+11μm粒级中铁氧化物的单体含量较颚破产品低1.38%.与颚破产品采用"阶段磨矿-阶段分选"工艺相比,"铁钛平行分选"得到的强磁精矿中Ti O2的回收率提高5.11%,-19μm粒级的含量降低2.62%.不同粒级钛铁矿在分选空间中的受力分析表明,当粒度降低时,钛铁矿所受的比阻力急剧增加,而比磁力却有所降低,这增加了钛铁矿颗粒被磁场捕获的难度."铁钛平行分选"能够降低选别过程中微细粒钛铁矿的新生成量,改善钛铁矿的强磁选别效果.