三体磨损的塑性变形磨损

采用外形接近圆形的标准石英砂磨料颗粒及不同硬度金属材料开展三体磨料磨损试验，结果，材料主要以塑变疲劳磨损方式磨损，滑动磨料对塑变疲劳磨损的贡献要大于滚动磨料；三体磨料磨损系统中第二体材料对材料磨损性能有影响，随着第二体材料硬度的增加，磨损量在一定的硬度范围出现峰值，这说明在三体磨损中，切削磨损和塑变疲劳磨损可以相互转换，其中塑劳磨损有突出的作用。     

抗磨白口铸铁冒口水射流切割的实验研究

依据设计的前混合磨料水射流切割机,进行高强度的抗磨白口铸铁冒口的切割试验;研究了切割参数(压力、切割速度、流量和靶距)对一次最大切割深度的影响,研究表明:驱动压力越大,一次切割最大深度随之近似线性增加,切割速度越大,一次切割最大深度越小;磨料流量越大,一次切割最大深度先增大后减小,切割靶距越大,一次而切割深度先增大后减小选择。因此,合理的参数对系统运行效率和安全有着重要的意义。     

纺织钢领的化学机械抛光试验

探讨了化学机械抛光(CMP)技术在细纱机的钢领后续加工中的应用.通过采用CMP与传统磨料流抛光技术的对比试验, 表明应用CMP技术后提高了钢领的加工效率和工作表面质量,证明CMP应用于钢领抛光是完全可行的.同时,对CMP抛光钢领的机理及影响因素进行了分析.试验表明,采用CMP技术抛光钢领时,钢领的表面在抛光液的作用下形成了软质层,由于该软质层的形成, 提高了抛光效率,也改善了钢领的表面质量.     

高速工具约束磨料表面光整工艺

基于高速加工和流体动压理论,提出了利用高速多轴机床和高速工具约束磨料对零件表面进行可控精密光整加工的方法.首先,利用流体动压理论建立了工具与工件构成的楔形区流体速度场与压力场的数学模型,从理论上探讨该工艺方法实现的可能性.然后,通过实验验证了该工艺方法的有效性.在此基础上,研究了工具转速、走刀速度、工具与工件间隙、磨粒型号等因素对光整加工效率与效果的影响.最后,通过正交试验法得到光整效率与效果较好的工艺:粗光整时,间隙量为0.15 mm,混合液选用1份80#研磨抛光膏与10份40#润滑油配比;精光整时,间隙量为0.05 mm,选混合液用1份800#研磨抛光膏与5份40#润滑油配比;镜面光整时,间隙量为0.02 mm,混合液选用微粉磨料W5与煤油、石油磺酸钡配比;工具转速均采用机床最高转速,走刀速度均选择1 000 mm/min.研究表明,高速工具约束磨料光整加工方法可行且有效.     

磨料射流定向切顶系统的设计与研制

N00工法是一种节约资源并能降低开采成本的长壁采煤工法,快速无伤定向切割顶板岩石使采空区顶板垮落是该工法的关键。基于水射流理论与技术,提出了利用磨料射流定向切割顶板的新思路,研究了磨料射流定向切顶系统的结构组成及工作原理,设计了水射流喷嘴、切割喷头、定向器、输送机及磨料供给系统等关键部件的结构与尺寸,通过实验优化了磨料射流定向切顶的最优工作参数,并于陕西某矿S1201-Ⅱ工作面进行了顶板切割试验。结果表明,在射流压力25 MPa,喷嘴直径1.5 mm,磨料类型黄沙/石英砂,磨料质量分数3.5%,切割速度4.4 mm/s条件下,系统可在1个循环时间(50 min)、1个步距(840 mm)范围内对7 000～8 000 mm长度的4孔同步定向切缝,实现对留巷顶板的快速高效定向切割。     

磨料浆体旋转射流的速度分布及其受聚丙烯酰胺添加剂的影响

利用粒子成像速度场仪(PIV)对磨料浆体旋转射流的时均速度场进行了测量,得出了射流中磨料粒子的速度分布和滑移速度分布,并考察了聚丙烯酰胺添加剂对其的影响.结果表明,淹没条件下,射流中磨料粒子的速度分布仍类似于高斯分布;随喷距增加,在射流轴心附近的磨料轴向速度和滑移速度都先增加后降低;实验条件下,磨料浆体旋转射流的扩散角为20°,比非旋转射流的扩散角大1.52倍,因而旋转射流具有钻大直径孔眼的能力;聚丙烯酰胺具有抑制射流横向扩展和降低射流轴向衰减的作用,随聚丙烯酰胺质量分数的增加,射流固液两相的速度都相应提高.     

前混合磨料射流磨料速度测试的新方法

前混合磨料射流超强的打击力主要是由高速磨料群提供的,因此,磨料速度测试是磨料打击力分布规律等研究的基础。针对传统研究方法的不足之处,笔者提出采用PIV技术结合自主编程设计的磨料中心识别程序,实现非接触式测试手段下磨料速度测试实验研究,并利用该方法简要分析了喷嘴结构对磨料速度的影响。结果表明,在一定范围内增加直线段长度有利于提高喷嘴出口处磨料的速度,表明在喷嘴直线段末端磨料依然处于明显的加速状态;增加收敛段长度对提高喷嘴出口处磨料速度有一定的作用,但磨料速度增幅不大;收敛角较大时,液相在收敛段前半段加速缓慢而在后半段过于剧烈,因磨料颗粒加速滞后于液相的原因导致喷嘴出口处磨料速度降低。     

前混式磨料水射流切割套管的深度计算模型

基于能量原理 ,建立了前混式磨料水射流切割套管的物理模型和数学模型。理论分析和实验结果表明 ,前混式磨料水射流切割套管的深度与磨料的种类有密切的关系。采用石榴石作磨料 ,其切割深度明显大于采用石英砂时的切割深度。该研究结果为将前混式磨料水射流技术应用于井下套管切割提供了理论根据。     

淹没磨料射流场模拟计算分析

通过对高压磨料射流的多相流模型的研究,数值模拟了淹没磨料射流流场与压力场.指出颗粒相速度分布始终小于水相速度的分布,颗粒相最大滞止压力普遍较水相增加100%以上.分析了淹没磨料射流流场与压力场随泵压、围压的变化规律.指出随着泵压增加,水相速度与颗粒相速度增加幅度相同;随围压的增加,水相速度与颗粒相速度减少幅度一致.     

纳米级高速研磨技术

取固着磨料浮动研磨中的工件为分离体, 对其进行力学分析, 建立受力微分方程, 求出其受力和运动规律, 并结合已知的磨具运动, 求出二者间的相对运动规律, 根据它们的相对运动轨迹合理地设计磨料的密度分布, 使磨具均匀磨损, 避免了修整磨具的麻烦, 节约了磨料, 提高了加工精度, 结合固着磨料高速研磨的优点, 实现了低成本、高效率纳米级高速研磨.