采煤机滑靴铸造工艺的数值模拟及优化研究

发布时间：2016-08-18 20:09

  本文关键词：采煤机滑靴铸造工艺的数值模拟及优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国矿业大学》 2015年

采煤机滑靴铸造工艺的数值模拟及优化研究

耿友伯  

【摘要】：采煤机作为一种现代化的采煤机械,因其具有生产效率高和生产成本低的特点在我国得到了快速发展和普及。滑靴是采煤机底座上一个重要承载部件,随着采煤机质量的不断增加,对滑靴各项性能的要求也越来越高,其铸件质量的好坏,直接影响采煤机的工作效率。因此,利用铸造工艺仿真软件,在实际生产之前,通过对铸件充型、凝固过程的分析,来预测铸件可能产生的缺陷以及缺陷产生的位置,并在浇注前就采取有效措施,合理设计浇注系统,减少或避免缺陷的产生,就显得尤为重要。本文以采煤机导向滑靴为研究对象,利用铸造工艺仿真软件Pro CAST对其充型凝固过程进行数值模拟分析。首先,通过对导向滑靴进行结构及应力分析,结合实际的生产经验,对浇注系统进行了设计,并对冒口的位置、形状、尺寸的选择进行了确定,制定出了原始铸造工艺方案。利用Pro/E软件对滑靴的铸造工艺建立了实体模型。其次,利用铸造工艺仿真软件Pro CAST对铸造工艺方案进行了模型导入、网格划分、工艺参数设定及数值模拟运算。通过对工艺充型过程和凝固过程详细分析,预测出了可能存在的缩松、缩孔等内部缺陷存在的位置及大小。再次,通过设置冷铁的方法消除铸件中的缩孔缩松缺陷,并对冷铁模型进行了计算。模拟发现,改进后的工艺中,在耳板端部及冒口间区域等易出现缩孔缩松缺陷的部位放置了冷铁,提高了该处的凝固速度,避免凝固时出现孤立液相区,进而消除该部位的缩孔缺陷。最后,按设计好的导向滑靴的两种铸造工艺进行了实际浇注,并对样品进行了超声波探伤检测、解剖检测,发现实际生产状况与模拟结果基本相符。另外,对铸件试样进行显微组织分析及力学性能测试,结果表明力学性能基本达到要求。通过对导向滑靴铸造工艺过程的数值模拟,实现了数值模拟技术在生产中的实际应用,避免了工艺设计的盲目性,缩短了新工艺的设计周期和设计成本,对提高企业的经济效益、增强企业的竞争力,具有重要的现实意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD421.6
【目录】：

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【参考文献】

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1 赵恒涛;米国发;王狂飞;;铸造充型及凝固过程模拟研究概况[J];航天制造技术;2007年01期

2 贺世杰;;进口采煤机导向滑靴的修复[J];矿山机械;2005年12期

3 李会强,杨留栓,侯平均;铸件凝固过程微观数值模拟方法进展[J];洛阳工学院学报;2001年04期

4 周建新;陈立亮;廖敦明;刘瑞祥;;铸造CAE技术及其在消失模与V法铸造中的应用[J];铸造设备与工艺;2009年06期

5 于百库,白文弟;铸件凝固过程温度场的数值模拟[J];中国铸造装备与技术;2002年02期

6 张世辉,周佩超,吴振超;铸件凝固过程计算机数值模拟软件在生产中的应用[J];铸造;1999年05期

7 柳百成;铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展[J];铸造;1999年08期

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1 赵亮;铝合金拐臂箱体铸造工艺数值模拟[D];武汉理工大学;2011年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 于彦东,潘承怡;压铸型腔金属液流动的计算机模拟[J];电脑学习;2002年05期

2 王芹,袁守谦,邓林涛,罗玉立;锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟及其应用[J];大型铸锻件;2005年01期

3 孙丽文;侯华;;铸件成形中的计算机模拟[J];大型铸锻件;2006年03期

4 李凤玉;王清宇;;提高叶片类产品铸造精度工艺措施研究[J];电站系统工程;2007年02期

5 卜昆;董一巍;姚倡锋;张定华;;精铸过程位移场的数值模拟方法[J];航空学报;2009年01期

6 陈森昌;基于技术进步的观点,对金属材料成型中数值模拟的讨论[J];湖北汽车工业学院学报;2000年02期

7 米国发;何斌锋;;计算机模拟在铸钢后桥工艺优化中的应用[J];航天制造技术;2008年02期

8 米国发;董翠粉;赵大为;;R2178 21-2A型铸钢托轮铸造工艺模拟及优化[J];航天制造技术;2009年01期

9 汪小霞;纵荣荣;时建松;苏伟;;发动机用铝活塞的铸造数值模拟[J];精密成形工程;2010年05期

10 李伟;;计算机在材料科学中的应用[J];计算机与数字工程;2007年05期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 张光胜;孙宇峰;冒国兵;;制动盘铸件的凝固模拟及铸造工艺优化[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年

2 赵建华;田军;;基于Procast的消失模铸造数值模拟[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年

3 孙丽平;赵建华;;高径比对大型钢锭质量影响的计算机模拟[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年

4 黄志伟;黄静;邓天泉;苏志权;赵高瞻;孙昌建;;AZ31镁合金挤压铸造工艺参数优化研究[A];2013(第23届)重庆市铸造年会论文集[C];2013年

5 王明家;顾涛;李喆;;大型钢锭铸锭技术优化及其数值模拟[A];2012年钢锭制造技术与管理研讨会论文集[C];2012年

6 宋方方;刘润藻;刑薇;陈长西;安钢;;SCM822H铸锭充型和凝固过程的模拟研究[A];2012年钢锭制造技术与管理研讨会论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张立强;凝固界面换热系数反求及铝合金薄壁件压铸造工艺优化[D];湖南大学;2011年

2 吴旭敏;材料不平衡凝聚非线性行为研究及数值模拟[D];武汉理工大学;2003年

3 唐骥;球墨铸铁铜金属型铸造工艺和性能的研究[D];东北大学;2005年

4 吴培宁;基于变层厚法的复杂区域物理场可视化若干关键技术研究与应用[D];浙江大学;2006年

5 郑洪亮;基于宏—微观模型的球墨铸铁凝固过程数值模拟[D];山东大学;2007年

6 田卫星;纯金属凝固过程枝晶生长的相场法研究[D];山东大学;2007年

7 朱先勇;中大型冲压件模具用球墨铸铁材料及其近终成型工艺研究[D];吉林大学;2007年

8 徐万里;轧辊表面电渣加热与复合技术的研究[D];南昌大学;2008年

9 冯力;多元合金凝固微观组织的相场法模拟研究[D];兰州理工大学;2009年

10 肖荣振;金属过冷熔体凝固过程微观组织及凝固特性的相场法表征[D];兰州理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘大伟;下壳体压铸件数值模拟及工艺研究[D];沈阳理工大学;2010年

2 贵菁;基于铸造CAD/CAE技术的压铸工艺参数的分析与研究[D];兰州理工大学;2011年

3 陈泱;基二CAE技术的压铸充型气体定量预测的研究[D];华中科技大学;2009年

4 陈泱;基于CAE技术在压铸充型气体定量预测的研究[D];华中科技大学;2009年

5 赵磊;强冷工艺生产特厚扁钢锭的模拟研究[D];辽宁科技大学;2012年

6 周丹晨;铸件温度场/应力场仿真与工艺优化设计系统的设计与开发[D];四川大学;2001年

7 张红松;一般铸件凝固过程数值模拟研究[D];昆明理工大学;2003年

8 朱育兵;金属凝固过程数值模拟的可视化研究[D];昆明理工大学;2003年

9 梁彩云;内燃机铸件质量分析及凝固模拟[D];昆明理工大学;2005年

10 黄春鹏;纯钛义齿支架精密铸造过程的数值模拟[D];四川大学;2005年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许庆彦,周进,柳百成;铸造凝固组织模拟的图形显示策略研究[J];材料科学与工艺;2001年02期

2 ShoumeiXIONG ,BaichengLIU ,LiangrongJIA ,XinghuoWEN;Study on Numerical Simulation of Mold Filling and Solidification Processes under Pressure Conditions[J];Journal of Materials Science & Technology;2002年05期

3 许庆彦,柳百成;铸造合金凝固组织的计算机模拟与预测[J];稀有金属材料与工程;2003年06期

4 吴士平，宁志良，，冯毓清，任善之，林汉同;铸件凝固数值模拟前处理的研究[J];哈尔滨电工学院学报;1996年02期

5 夏盛来;何景武;;基于工程应用的有限元网格划分研究[J];飞机设计;2008年04期

6 柳百成，荆涛，李永保;并行工程环境下成形铸件制造工艺CAD／CAE系统[J];高技术通讯;1996年03期

7 于百库;Pro/E与ProCAST的接口方式[J];机车车辆工艺;2001年06期

8 王旭东;Pro/E与ProCAST的接口连接方式[J];机车车辆工艺;2005年02期

9 杨亚杰;铸造模拟软件ProCAST[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年Z1期

10 刘继民;刘立泽;梁伟杰;齐志军;;一种嵌入ADAMS解算器的UG运动分析研究[J];计算机仿真;2006年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张军;双金属复合铸造工艺的研究[D];郑州大学;2006年

2 赵雪梅;半固态金属充型过程数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2006年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙力,许庆彦,柳百成,杨德红,郑小波;电力机车用铸钢工艺CAD/CAE的研究开发及应用[J];新技术新工艺;2001年06期

2 王宗兰,郭春和;结构复杂封口墙板的铸造工艺[J];中国铸造装备与技术;2001年02期

3 马立升,胡敬文;8sh—9铜叶轮铸造工艺的改进[J];机械工人;2001年06期

4 张龙,李治国,张立,郭立刚;挖斗托架的铸造工艺改进[J];机械工人;2002年11期

5 李凤玉,徐卫红;里石门水电站整铸转轮铸造工艺研究[J];大电机技术;2002年04期

6 肖胜华,谢高武,訾信;新型热顶铸造工艺装备的利弊分析[J];轻合金加工技术;2003年12期

7 赵军,王久明,孟喜明;双联齿轮铸造工艺的改进[J];铸造设备研究;2003年02期

8 赖华清,范宏训;汽车铝缸盖铸造工艺方法[J];中国铸造装备与技术;2003年05期

9 王贤涛;075型曲轴铸造工艺改进[J];铸造技术;2004年05期

10 王超,程红晓,沈卫东,宋润泽;摊铺机螺旋布料叶片的铸造工艺[J];机械工人(热加工);2004年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 黄镜潮;;铸造工艺创新回顾[A];2007年全国机电企业工艺年会《星火机床杯》工艺创新发展绿色制造节约型工艺有奖征文科技论文集[C];2007年

2 周麟升;;改进铸造工艺对节能减排的贡献[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年

3 郭雄斌;余松林;;大型调距桨桨毂铸造工艺的探讨[A];第十三届21省（市、区）4市铸造会议暨第七届安徽省铸造技术大会论文集[C];2012年

4 吴涛;王新国;;41吨夯锤的铸造工艺[A];2008重庆市铸造年会论文集[C];2008年

5 代习彬;;铸造工艺对进气歧管合格率的影响[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年

6 廖敦明;陈立亮;周建新;刘瑞祥;;铸造CAD／CAE技术的研究与应用[A];第八届21省（市、自治区）4市铸造学术年会论文集[C];2006年

7 荣守范;郭继伟;朱永长;边文丽;杜杰敏;;铸造工艺对双金属复合材料性能的影响[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年

8 江术忠;卢行乐;;本体零件铸造工艺研究[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年

9 黄政;谢寨川;;离合器壳体铸造工艺改进[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年

10 汪大新;牛德良;吴来发;吴孝庭;何世涛;;大减速箱体的V法铸造工艺[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 杨博;[N];中国证券报;2014年

2 曾艺成;[N];中国工业报;2011年

3 曾艺成 中国铸造协会顾问 全国铸造学会铸铁及熔炼技术委员会顾问 ADI(等温淬火球墨铸铁)技术委员会主任委员;[N];机电商报;2011年

4 张居正 刘建洪;[N];云南政协报;2007年

5 朴东学;[N];中国建材报;2010年

6 王保中;李家凯;[N];中国有色金属报;2002年

7 王纪洁;[N];北京日报;2006年

8 本报记者 孙丁玲 通讯员 范丽苏 张燕;[N];中国航天报;2012年

9 中国钱币博物馆 黄维;[N];中国文物报;2013年

10 本报记者 杨忠阳;[N];经济日报;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗佳鹏;车钩钩体凝固过程的数值模拟及铸造工艺优化[D];哈尔滨理工大学;2014年

2 杨磊;工程零件结构及铸造工艺计算机辅助设计[D];兰州理工大学;2008年

3 张广英;封装设备底座的砂铸工艺改进和质量控制[D];苏州大学;2010年

4 张禹;100吨轧钢机机架的铸造工艺的模拟与设计[D];辽宁科技大学;2008年

5 宋道春;汽轮机阀体铸造工艺优化[D];西安石油大学;2011年

6 陈磊;铸钢工艺CAD实用化软件的研究与开发[D];华中科技大学;2009年

7 刘龙明;铝合金两体机座外套和导体铸造工艺数值模拟[D];武汉理工大学;2011年

8 刘伟;汽车发动机缸体铸造工艺及材质的研究[D];合肥工业大学;2009年

9 孙建明;三维铸造工艺CAD系统的开发[D];新疆大学;2003年

10 余庆;铸造工艺CAD软件开发[D];电子科技大学;2011年

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