提高截齿使用寿命的研究

在剖析世界王牌截齿——德国截齿具有较高使用寿命原因的基础上,研制出了适合我国国情的模拟截齿,以达到提高现有国产截齿使用寿命的目的。     

采煤机端盘截齿排列及安装条件

为了改善端盘截齿的受力状态,提高滚筒和截齿的使用寿命,根据端盘截齿的排列形式及其切屑图,分析了截齿对煤岩块度和工作面粉尘的影响,讨论了截齿安装角度对滚筒受力状态、截割比能耗以及端盘、截齿使用寿命的影响,确定了合理的角度范围.该研究可作为完善端盘截齿设计、提高滚筒工作效率的理论依据.     

镐形截齿应力分布规律研究

利用有限元分析软件ANSYS对AM50型掘进机的镐形截齿进行应力分析得出镐形截齿的应力分布图。为了解镐形截齿内的应力分布规律，进一步改善镐形截齿的受力状况，提高镐形截齿设计质量和延长其使用寿命找到一条途径。     

截齿研究发展概况

对截齿的失效进行了分析,指出了截齿失效的主要形式是磨损,并对提高截齿的耐磨性和延长其使用寿命提出了具体建议。     

镐形截齿应力分布规律研究

利用有限元分析软件ANSYS对AM50型掘进机的镐形截齿进行应力分析得出镐形截齿的应力分布图.为了解镐形截齿内的应力分布规律,进一步改善镐形截齿的受力状况,提高镐形截齿设计质量和延长其使用寿命找到一条途径.     

镶铸截齿与锻造钎焊截齿损坏形式对比分析

通过井下采煤对比试验,分析了镶铸截齿与锻造钎焊截齿的损坏特点,镶铸截齿具有耐磨抗弯曲的优点,但有折断现象：而锻造钎焊截齿抗折断性好,但耐磨抗弯曲性远低于镶截齿,镶铸截齿的使用寿命可达锻造钎焊截齿的４倍以上。     

基于ANSYS的不同形状镐齿的有限元分析

为了研究镐齿形状对其强度的影响,取几何尺寸相同、结构形状不同的三种截齿进行比较分析,建立了三种不同形状镐形截齿的结构模型,利用ANSYS软件在同样载荷作用下对各个截齿进行应力分析,得出各截齿的变形图和应力分布图,掌握了每种截齿工作时各点应力大小和易受损的位置,所得结果为正确选择和合理设计截齿结构以及改进截齿的设计、改善镐形截齿的受力状况、提高截齿工作的可靠性和使用寿命提供了重要的依据.     

硬岩掘进机截齿与齿座的有限元分析

为了明确硬岩掘进机截齿与齿座的受力和应力分布情况,确定其损坏原因,通过MATLAB软件模拟单个截齿载荷,利用ANSYS对单个截齿及齿座进行有限元分析。研究表明：单个截齿的受力随切屑厚度的变化而变化,截齿位置角在π/2处截齿所受的各向载荷最大。截齿的最大变形发生在刀头部位,齿座的最大变形发生在齿座前部。根据研究结果,有针对性地采取措施,可进一步减少截齿及齿座损坏,延长其使用寿命。     

滚筒式采煤机截齿受力的模拟研究

为了探究采煤机滚筒上不同位置处截齿的受力情况,寻找截齿损坏的原因,基于煤岩截割理论,通过受力分析,给出了滚筒式采煤机截割纯煤和硬质包裹体时截齿的受力计算方法,并利用所开发的采煤机滚筒截割载荷模拟系统,求得了国产某种型号滚筒式采煤机端盘上和叶片上单个截齿、不同位置处截齿截割纯煤、叶片上单个截齿截割硬质包裹体时的受力情况,揭示了该采煤机滚筒上截齿的受力特征与变化规律,搞清了端盘外缘截齿损坏的根本原因。研究结果可为了解采煤机截割过程滚筒上各截齿的受力特征、改进滚筒的设计、提高截齿的使用寿命和滚筒乃至整个采煤机工作的可靠性提供理论依据。     

采煤用WC-Co硬质合金截齿的失效分析

对神华神东煤炭有限公司煤田采煤用硬质合金截齿进行了失效分析,认为该煤田截煤齿的主要失效形式为碎裂、磨损和断裂三种,引起截煤齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够、合金耐磨性较差以及抗疲劳性较差,分析认为可通过提高原料纯度、改变合金成分、优化成型烧结工艺、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高增强截煤齿的性能,提高使用寿命。     

硬质合金刀具的动态可靠性及失效率研究

分析了硬质合金刀具在断续切削加工时的主要失效形式,考虑了冲击载荷作用次数对刀具可靠性的影响,运用应力-强度干涉模型及随机过程理论,建立了硬质合金刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在断续切削加工时的可靠度的变化规律.同时建立了以载荷冲击次数及加工时间为度量指标的刀具失效率计算模型.研究表明,随着载荷冲击次数和加工时间的增加,刀具的可靠度曲线出现逐渐降低的变化过程.刀具失效率具有"浴盆"曲线的特征,且与实验结果相吻合.通过该曲线可以准确地划分刀具的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,为刀具选取试验和修复时间以及可靠寿命等指标提供了理论依据.     

MK97-002型刨刀刨削能力的仿真研究

为研究MK97-002型刨刀的损坏原因,解决该型刨刀对不同硬度(用坚固性系数f表示)煤层的适应性,采用柔性体材料建立刨刀实体模型.根据无网格光滑质点动力学SPH理论构建煤层的本构模型,通过对刨刀刨削不同硬度煤层时刨刀薄弱位置(刀体和硬质合金头连接处)的仿真,得出其应力变化及统计值.结果表明,刨刀应力随煤的硬度增加而加大,对于f=5的煤层,刨刀的最大应力为304 MPa,其应力接近焊缝材料的极限应力,满足强度要求,所以该刨刀适于刨削f≤5的煤层,其损坏是由疲劳破坏造成的.所得结论与实际情况相符,为确定刨刀的刨削能力并正确选用提供依据.     

碳纳米管增强硬质合金的制备及性能研究

为改善硬质合金中增强体碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）的团聚问题,采用化学镀Ni方法对CNTs进行表面改性,利用气压烧结工艺制备了WC-10Co-CNTs硬质合金和WC-10Co-CNTs/Ni硬质合金。对镀Ni前后CNTs的表面形貌、结构及成分进行了分析表征,并研究了CNTs和CNTs/Ni对硬质合金组织及性能的影响。结果表明,CNTs经化学镀改性处理后,表面包覆了致密的纳米Ni颗粒,团聚现象明显改善;在WC-10Co中添加CNTs或CNTs/Ni后可以有效地细化硬质合金的晶粒,降低孔隙率;和未添加的比较,添加质量分数0.1%的CNTs的硬质合金和添加质量分数0.1%的CNTs/Ni的硬质合金抗弯强度分别提高了17.5%和28.2%,热扩散系数分别提高了23.5%和42.8%。     

硬质合金高速切削铝合金时刀具材料和切削用量的选择

硬质合金是切削有色金属的主要刀具材料之一。本文阐述了硬质合金高速切削加工铝合金时硬质合金刀具材料、切削用量的选择。     

涂层氮铝钛(TiAlN)硬质合金刀具的研究

涂层氮铝钛（TiAIN）硬质合金是一种新型材料，相比于未涂层硬质合金具有更高的切削性能。文中通过多次实验，并和未涂层硬质合金的刀具寿命作了比较。研究结果表明，该涂层刀具有很高的耐磨性，与未涂层刀具相比，大幅提高了刀具的耐用度。     

采煤机割盘改造技术的应用

简单介绍了采煤机滚动筒扁形截齿和镐形截齿及其优缺点，分析了镐形截齿的受力情况及主要技术特征，并对阳来市第一监狱煤矿采煤机割盘改造前后的使用情况进行了对比分析。     

硬质合金刀具车削GH2132高温合金磨损及破损试验

用不同含钴量的超细晶WC-Co硬质合金刀具与普通WC-Co硬质合金刀具对GH2132高温合金进行高速连续切削刀具寿命及断续切削刀具破损的对比试验. 用最小二乘法进行线性回归,建立了刀具寿命与切削速度之间关系的T-v经验公式,用ZEISS体视显微镜及显微摄影系统观察了刀具刃口、前刀面和后刀面的磨损和破损形貌. 试验结果表明:WC-Co硬质合金刀具的磨损和破损的主要机制是黏接磨损;超细晶WC-Co硬质合金刀具的耐磨性明显高于普通硬质合金;适当增加钴黏接相含量有助于超细晶WC-Co硬质合金刀具获得最佳的耐磨损和抗破损性能.      

低压烧结制备石墨烯增强WC-Co硬质合金

采用机械搅拌和静电吸附2种工艺制备氧化石墨烯增强WC-Co复合粉末,对复合粉末的微观形貌进行表征,并利用低压烧结工艺制备石墨烯增强WC-Co硬质合金,对硬质合金力学性能进行测试分析。静电吸附工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度和维氏硬度分别为3 250 MPa和1 846,比不添加石墨烯的WC-Co硬质合金抗弯强度和硬度分别提高了38.92%和7.93%;比机械搅拌工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度提高了8.33%,硬度略有提高。石墨烯通过静电吸附工艺均匀地分散在WC-Co基体中,高温烧结时通过阻碍晶界的扩散和位错的滑移来细化晶粒,有裂纹产生时会阻碍裂纹扩展,从而增强材料力学性能。     

CVD金刚石涂层硬质合金工具表面预处理新技术

研究了利用(KOH K3(Fe(CN)6) H2O和H2SO4 H2O2)两种溶液浸蚀硬质合金基体，分别选择性刻蚀WC和Co的表面预处理过程．在浸蚀过的硬质合金基体上，用强电流直流伸展电弧等离子体CVD法沉积金刚石薄膜涂层．结果表明，两步混合处理法不仅可以有效地去除硬质合金基体表面的钴，而且还显著粗化硬质合金基体表面，提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力．     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。