YG8C硬质合金钎头的焊接工艺及质量改进措施

在分析了钎头钎焊质量和存在问题的基础上，对其高频感应钎焊工艺参数，包括钎缝间隙、加热速度、冷却速度、感应圈设计、焊件表面状况和钎料加入方式等进行了探讨和优选，同时提出了降低钎头焊接残余应力的措施。对比试验证明，钎头钢体以40MnMoV替代40Cr，钎料以801号替代105号，钎头的质量和使用寿命都得以提高。     

凿人力-凿深曲线的测定与分析

本文对钎头凿入岩石的动态过程进行了试验测定,并对影响凿入力-凿深曲线的因素进行了试验研究,试验结果表明,钎头刃长、冲击速度和钎刃初始凿入深度,都是影响凿入力-凿深曲线的重要因素,试验测定的实际凿入峰值力与理论分析基本一致。     

基于Amesim的新型防卡钎液压系统的性能分析

针对现有凿岩设备在应对溶洞和裂缝卡钎工况时系统响应过慢而无法有效防卡钎的问题,在对现有液压防卡钎控制方案分析的基础上,提出了一种具有快速响应特征的自动防溶洞及裂缝卡钎、以及推进到位自动回退功能的新型凿岩液压控制方案。借助AMEsim仿真,对节流口、防卡阀等关键元器件参数进行了优化,使系统从理论上获得了最快的响应速度。现场试验结果表明,钎头打入裂缝中后,推进油缸换向响应时间约为0.6 s;钎头打入溶洞时,推进油缸换向响应时间约为0.5 s,该新控制方案能快速有效预防卡钎事故、稳定可靠。该设计思路和方法对其他同类设备的液压系统设计有一定的参考价值。     

(φ40)十字型钎头失效形式及原因分析

在煤矿生产掘进中,采用(φ40)十字型钎头打眼。因此钎头是掘进的必耗材料。正常工作情况下,钎头实效的主要诱因是冲击疲劳断裂和磨蚀变形。具体作业条件下,由于几何结构和参数、材质、制造工艺、选择和使用等多方面原因。钎头的破坏形式是形形色色的,现分析几种典型失效的形式。一、钎头的裤体胀裂引起裤体胀裂的原因有很多,但最终表现为裤体的坚固性与外载不相适应。首先从裤口内壁开始,产生切向拉伸残余变形,引起裤壁周长和直径扩大,使裤体形成喇叭形或鼓形,钎亦随之渐次挤入裤底,梢端在底部裤壁产生台阶,连接松弛,托钎、堵死水孔、碎片、…     

一种抗疲劳钎杆的理论与实验研究

基于有限寿命设计原理,运用波动力学、冲击钻进动力学,分析了钎杆抗断性能及其疲劳寿命影响因素,提出了具有低应力、高抗断阻力特性的薄壁管式钎杆结构·薄壁管式钎杆,以不增加钎钢消耗量为前提,通过显著增大钎杆外圆直径,达到提高钎杆抗断性能、降低钎杆循环应力水平的目的·同时,结合材料的S-N曲线和钎杆的理论载荷谱,运用电算程序,预估了新型结构钎杆的抗疲劳寿命·工业考核表明,薄壁管式钎杆的疲劳寿命达到1200m,比国产传统钎杆提高近70%·     

空气锤钎头流热耦合的三维数值模拟

以设计的121/4″空气锤钎(钻)头为研究对象,在求解气体钻井井底动力学参数的基础上,充分考虑了空气锤钎头的排屑槽和硬质合金齿对井底流场的影响,建立了真实的空气锤钎头井底流场的数学模型,并采用流体力学软件(CFD)对其3000m井底流场的速度场、压力场和温度场进行数值模拟研究.结果表明:空气锤钎头井底流场速度、压力和温度分布合理,流场对硬质合金齿具有良好的清洗和冷却作用.数值模拟的结果与气体钻井经验公式计算值比较符合.     

液压冲击锤瞬态冲击动力特性分析

基于弹性体一维振动瞬态应力波传播理论,建立了液压冲击锤活塞与钎杆冲击过程的双柔性杆共轴纵向碰撞计算模型.应用瞬态波函数特征值展开法求解冲击过程中各冲击部件的位移-时间瞬态响应函数,进一步分析了冲击过程中钎杆和活塞的应力波传播规律及各截面的冲击动力特性.文中还分析了液压冲击锤在不同钎杆长度、钎杆直径及活塞初始冲击速度下对冲击部件冲击过程瞬态动力响应的影响.钎杆长度变化对冲击过程撞击力影响不大,随着钎杆长度变短,活塞进入反弹的时间加快;钎杆直径增大时,撞击力幅值增大,破碎能力增强,冲击能量利用率降低;活塞初冲速度增大时,撞击力成比例增大,冲击锤破碎能力迅速提升.文中结果可为优化液压冲击锤系统结构、合理设计冲击破碎性能、合理调节冲击施工参数提供理论依据.     

凿岩机理论载荷谱与钎杆抗疲劳性能的动力响应

运用应力波理论和强度原理，在几种常用凿央理论载荷谱作用下，地国内犴钢钢种典型工艺下的机疲劳性能进行了动力响应应分析，研究结果表明，钎杆的制造工艺对其使用寿命有重要影响，凿岩机机型应与钎杆的抗疲劳性能匹配。     

冲击式凿岩机输出应力波能量的研究

模拟冲击凿岩原理,采用落锤试验台及应力波电测装置,测定了冲击钎杆时产生的单次脉冲应力波图形。研究表明:脉冲应力波的应力峰值与活塞冲击速度成正比,与钎杆和活塞冲击端横断面积之比值成反比;其持续时间与活塞的长度成正比,并随钎杆和活塞冲击端的接触面积增大而增加。     

提高小钎杆寿命的径途

本文着重从小钎杆的疲劳特性,内孔强化,冶金质量,防腐与表面强化等方面,论述提高国产55S_iM_nM。小钎杆使用寿命的途径。文中指出:提高钎钢抗过负荷能力和循环韧性; 采用高淬透性合全管作内孔衬管,并使衬管与基体完全粘合; 减少钢中的夹杂物与疏松等缺陷,以及防腐配合表面强化等是提高小钎杆寿命的重要措施。     

基于位姿误差补偿的全电脑凿岩台车钎杆定位算法

针对全电脑凿岩台车钻炮孔时钎杆的定位精度要求,从钎杆末端位姿误差补偿角度出发,以DH运动学模型为基础,计算臂架的动态误差和静态误差,建立钎杆定位误差补偿运动学模型;采用多种群遗传算法(MPGA),根据无误差正向运动学逆解所得关节变量(角度和距离)优化各关节值的搜索范围,结合移民算子和人工选择算子进行并行计算,建立基于钎杆运动学误差补偿模型和MPGA求逆解确定关节变量的钎杆定位算法。研究结果表明:基于误差补偿模型进行钎杆定位时,实测钎杆定位误差小于0.1 m,满足工程实际定位要求。     

55SiMnMo钢疲劳的试验研究

对55SiMnMo钢在腐蚀环境中进行了疲劳试验研究,试样采用三种不同热处理方法进行处理。结果表明,正火加回火处理对提高钎杆的疲劳寿命效果最佳。     

22Si2MnCrNi2MoA钎杆断裂失效分析

运用金相观察、扫描电镜观察和能谱定量分析等实验手段,从组织状态、夹杂物、断口形貌等方面分析了22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂原因,同时对其疲劳裂纹起源和扩展进行了探讨.22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂破坏并不是由组织异常和夹杂物引起的,而是由于22Si2MnCrNi2MoA钎杆存在明显的壁厚不均,在高频应力、严重的内外耗同时存在的应力状态下持续工作,壁厚较薄处极易成为受力薄弱区,疲劳裂纹更倾向于在此处优先形成,从而致使壁厚较薄处优先断裂,最终导致钎杆断裂失效.该钎杆疲劳破坏起源于内表面,属于多源的疲劳断裂.起源区微观形貌为韧窝形貌,扩展区的微观形貌为韧窝和沿晶的混合形貌.     

22Si2MnCrNi2MoA钎杆断裂失效分析

运用金相观察、扫描电镜观察和能谱定量分析等实验手段,从组织状态、夹杂物、断口形貌等方面分析了22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂原因,同时对其疲劳裂纹起源和扩展进行了探讨.22Si2MnCrNi2MoA钎杆内螺纹处断裂破坏并不是由组织异常和夹杂物引起的,而是由于22Si2MnCrNi2MoA钎杆存在明显的壁厚不均,在高频应力、严重的内外耗同时存在的应力状态下持续工作,壁厚较薄处极易成为受力薄弱区,疲劳裂纹更倾向于在此处优先形成,从而致使壁厚较薄处优先断裂,最终导致钎杆断裂失效.该钎杆疲劳破坏起源于内表面,属于多源的疲劳断裂.起源区微观形貌为韧窝形貌,扩展区的微观形貌为韧窝和沿晶的混合形貌.     

SiC_p/2024Al铝基复合材料表面颗粒暴露及真空钎焊分析

采用复合材料表面颗粒暴露及表面合金化工艺,利用M6和BAI88S i钎料对S iCp/2024A l铝基复合材料进行钎焊试验,并进行金相分析、拉伸试验和X射线衍射试验。结果表明:采用(NaOH+HNO3)工艺能将复合材料表面颗粒部分暴露出来;采用表面沉积Cu,使用M6钎料,能改善钎缝的结合状态;钎缝与铝基复合材料间无明显界限,结合良好,并形成了有S iC颗粒增强的复合钎缝,S iC颗粒在钎缝中无团聚现象;钎焊接头强度能达到202 MPa;在钎缝中无A l4C3脆性相生成。     

重型钎杆用钢40SiMnCrMoV

在H_2O和5％NaCl水溶液中以浸泡试验用腐蚀增重和腐蚀失重法测量,并结合机械性能进行分析,可以认为40SiMnCrMoV钢完全可以代替40SiMnMoV和40CrNi3Mo钢制做重型钎杆。     

几种钎头用钢的基本性能比较

在凿岩工作环境中为了满足凿岩钎头的性能要求,通过对常用钎头用钢(40Cr,45CrNiMo1V,30CrNi3Mo)采用的880℃油淬加580℃回火油冷的热处理制度,再进行多冲击疲劳试验,拉伸试验,耐磨性试验的比较,得出综合性能优越的45CrNiMo1V作为液压钻车用螺纹连接柱齿钎头钢体用钢.     

气腿式凿岩机活塞的非线性动力学特性

以气腿式凿岩机活塞为研究对象,根据实际工况建立了活塞和钎杆冲击系统的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对活塞冲程过程进行了非线性动力学特性分析,得到了活塞与钎杆各个时刻的应力应变情况.结果表明,活塞冲击能的计算结果与实验结果相比误差较小;活塞的最大应力发生在撞击端面上,此外活塞的花键根部也是受力较大的薄弱环节,最大应力介于其疲劳极限与屈服极限之间;活塞的失效形式为端面接触疲劳和花键根部处疲劳断裂,与实际情况十分吻合.     

高精度优质钎钢生产工艺的研究——荣获1987年国家科技进步三等奖

我院胡梦怡副教授等与贵阳钢厂合作研究高精度优质钎钢的生产工艺。研究了55SiMnMo钢坯的合理退火工艺,改制了喷吸钻具和研制了喷吸钻头。提高了钻头寿命和钻孔速度。确定了最佳轧后控制冷却工艺参数。研制了适合于制造重型钎杆的40SiMnMo     

论柱齿钎(钻)头的柱齿折断原因及预防

本文在对柱齿钎头进行系统受力分析的基础上,分析了柱齿钎头的断齿和碎齿机理,得出了与实际情况相吻合的结论。并同时探讨了解决柱齿折断与碎裂问题的有效措施,特别是研究采用了铜粉和铜套固齿的新方法,认为能较为有效地解决柱齿钎头的断齿和碎齿问题。