高速加工机床的设计与应用

本文通过对高速加工机床设计与应用的一些基本知识的介绍,提出了对设计技术方案和加工工艺方法进行综合分析与评估是设计和应用高速加工机床的关键。     

硬磨机砂轮磨削系统优化设计

首先对固定盘开对称沟槽方案进行理论验证,并在此基础上提出不对称沟槽方案,通过数学公式验证了此方案可以使钢球的枢转速度明显的提高,从而达到提高硬磨钢球精度的目的。     

大米蛋白抗氧化肽的活性以及组成鉴定研究

采用碱性蛋白酶酶解大米蛋白制备大米蛋白抗氧化肽。研究表明大米蛋白酶解产物具有螯合金属铁离子、清除H2O2、羟自由基、DPPH自由基、抑制亚油酸自然氧化的作用。通过应用高解析离子淌度质谱（HD-MS）分析鉴定米蛋白抗氧化肽的序列主要为Met-Pro-Pro-Ser-Ser-Pro-His（376.68u）,Leu-Ala-Gly-Pro-Lys-Phe-Ala-Leu（408.75u）和Met-Pro-Arg-His-Asp-Pro-Gln（440.70u）。      

弯管压力平衡型膨胀节高温蠕变失效分析

以某高温高压下失效的弯管压力型膨胀节三通管为研究对象,建立了三通管的三维模型,利用有限元软件ANSYS进行了温度场和高温蠕变模拟。对比了2年和5年的蠕变应力场和应变场,分析了高温蠕变模拟结果。结果表明,失效位置的温度达到了650℃,超过了304H不锈钢的蠕变温度。由于蠕变变形引起的应力松弛,最大等效蠕变应力和最大等效蠕变应变大小和位置均发生了变化。5年后最大等效蠕变应变达到5.5%,超过了ASME核电规范与标准规定的5%。这与实际失效情况一致,证明了模拟的准确性。     

螺杆钻具多列推力轴承力学及运动特性分析

针对螺杆钻具推力轴承易失效的问题,根据Hertz接触理论,利用有限元数值模拟技术建立了推力轴承接触模型,分析了多层向心推力球轴承的力学及运动特性。分析结果表明,螺杆钻具多列向心推力球轴承能有效地分担轴向载荷,每层轴承的各个滚球受力相对均匀;轴承上、下两端的内圈、外圈及滚球所承受的载荷较大,最容易破碎,建议两端使用更高性能材料,以延长推力轴承整体寿命;推力轴承每层滚球运动规律基本一致,外圈与滚球之间以滚动摩擦为主,而内圈与滚球之间存在滚动与滑动的复合摩擦,因此内圈的磨损更为严重。该项研究成果揭示了螺杆钻具推力轴承的承载特性及运动规律,为推力轴承的失效分析及结构改进提供了理论依据。     

深部煤矿原位保压保瓦斯取芯原理与技术探索

煤矿瓦斯灾害防治是矿井安全生产的重点和难点,其核心是煤层瓦斯含量与压力的精准测定。目前含瓦斯煤层(或煤矿)取样普遍采用开放式或球阀密闭式取芯技术,取芯效率低,且瓦斯容易损失、测量时效性差,难以保证瓦斯含量与压力数据的准确性与有效性,不能有效评估煤层风险特征指标以指导工程实践。首先深入剖析了深部煤层原位压力内涵,阐明了原位保压保瓦斯取芯的基本目标,建议了原位瓦斯压力及含量的测定与计算方法。其次,基于牟合方盖几何原理,提出了保压保瓦斯取芯工具构想,采用多重防转的取芯结构设计和连续导管作业工艺,能够实现煤样低扰动取芯,确保所取样品瓦斯含量与原位煤层一致;设计了5种构型的自触发式保压控制器,基于自主研发的实验室保压特性试验平台开展了保压能力相关参数测试,结果表明随着保压控制器锥形角度的增加,边缘的有效支撑面增大,极限强度增加。同时,开展了连续导管抗扭特性实验,在扭矩、管长、外径一定时,连续导管扭转角随壁厚的增加逐渐变小、抗扭性能增强,岩芯受到的扰动降低。最后,研制了深部煤矿原位保压保瓦斯取芯原理样机,由煤矿坑道钻机、连续导管装备、保压保瓦斯取芯器等组成,基于仿真模拟和室内试验数据,选定了马鞍形...     

深部煤层原位保压保瓦斯取心技术装备及初步应用

深部煤层瓦斯含量精准测定是矿井瓦斯灾害防治和煤层气高效开发利用的基本前提。煤层传统取心技术普遍采用开放式取心,需利用估算方法获得煤层取心过程中的瓦斯损失量,难以保证煤层瓦斯原位参数的准确性和有效性。基于“原位保真取心”学术思想,开发了深部煤层原位保压保瓦斯取心技术,研制了深部煤矿原位保压保瓦斯取心器,并基于三维数值仿真对取心器外管、保压舱体结构与关键薄弱部件进行了强度校核。同时,依托自主研发的保压取心实验室模拟测试平台,测定并分析了保压控制器的保压能力,通过煤矿现场试验验证了取心器的可靠性。研究结果表明：自主研制的取心器具有保压能力强、保压时间长、防扰动性能稳定等优势;取心器在内部流体压力20 MPa和1 000 N·m扭矩作用下等效应力为121.1 MPa,远小于材料屈服强度,满足强度设计要求;取心器在20 MPa荷载作用下等效应力为63.9 MPa,满足强度设计要求;取心器整体在19.4 MPa压力条件内可持续稳定运行,可以满足大部分深部煤矿瓦斯测试需求;现场测试表明保压保瓦斯取心器的保压控制器闭合情况良好,现场取心率达100%。研究成果可为深部煤层瓦斯含量精准测定奠定理论、技术和...     

锤磨热解析处理油基钻井液钻屑的效果评价

锤磨热解析是解决目前页岩气钻井过程中油基钻井液含油钻屑处理难题的新型环保技术,但国内对该技术的研究起步较晚,对其处理性能尚缺乏有效的评价手段和方法。为此,以处理效果、能耗以及处理量为评价指标,建立了含油钻屑锤磨热解析处理性能的评价体系,并在四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区某钻井平台建成了含油钻屑锤磨热解析处理站,开展含油钻屑锤磨热解析试验、建立系统能量平衡方程评价能耗、利用正交试验方法评价处理量,进而形成了一套评价含油钻屑锤磨热解析处理性能的方法。研究结果表明:(1)含油钻屑锤磨热解析处理性能评价体系准则——处理后固相残渣含油率小于1%、回收油含固率小于0.3%,系统热效率大于节能评价值88%、热利用率大于95%,锤磨热解析机单位功率处理量大于4.23×10-3 t/(h·k W);(2)在工作温度310℃、处理时间10 min的优化工况下,处理后的固相残渣含油率为0.88%,回收油含固率为0.28%,处理效果能满足环保标准;(3)锤磨热解析技术的热效率高达93.39%,热利用率高达98.82%,不仅处理含油钻屑效率高,而且节能降耗优势明显;(4)预处理含油钻屑以降低含水率可以显著提高处理量,而预热含油钻屑对于提高处理量的效果则不明显。结论认为,该研究成果为提高含油钻屑锤磨热解析处理性能提供了参考,并且利用回收油重配的油基钻井液能够满足现场钻井的要求,实现了油资源的有效再利用。     

燕麦肽的制备、抗氧化性及其对α-淀粉酶抑制作用的研究

采用酶法制备燕麦肽,并对其抗氧化性及α-淀粉酶抑制作用进行了研究。在单因素分析的基础上采用正交实验分析方法对燕麦肽水解条件进行优化,测定其抗氧化性;对超滤分离后的两种燕麦肽组分的α-淀粉酶抑制作用进行比较;选用<5ku的燕麦肽通过单因素分析对α-淀粉酶抑制作用条件进行优化。结果表明,燕麦肽的最优水解条件为pH7.5,料液比1∶14,温度60℃,加酶量6%,此条件下燕麦肽DPPH清除率可达到80.11%,1.8mg/mL燕麦肽对Fe2+的螯合能力达到60.24%,3.2mg/mL燕麦肽对羟自由基清除率达到49.15%;5mg/mL小于5ku燕麦肽组分对α-淀粉酶的抑制率为68.98%,5mg/mL大于5ku燕麦肽组分对α-淀粉酶的抑制率为51.06%,小于5ku燕麦肽生物活性较强;燕麦肽对α-淀粉酶抑制作用的最优条件为底物浓度90mg/mL,多肽浓度12mg/mL,抑制时间为10min。燕麦肽具有较好的抗氧化性和α-淀粉酶抑制作用,在开发功能性食品方面具有较大的应用价值。