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在調(diào)研國(guó)內(nèi)千萬噸級(jí)綜放工作面生產(chǎn)地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，分析實(shí)現(xiàn)千萬噸級(jí)目標(biāo)綜放面所需的基本條件。測(cè)試工作面煤巖力學(xué)參數(shù)，掌握了工作面煤巖力學(xué)特性，為理論分析提供理論基礎(chǔ)。從地質(zhì)因素、設(shè)備配套因素、開采技術(shù)因素以及管理因素等方面分析各因素對(duì)千萬噸級(jí)大采高綜放工作面設(shè)備配套的影響，分析千萬噸級(jí)大采高綜放工作面目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的地質(zhì)條件適應(yīng)性、頂煤的冒放性和實(shí)現(xiàn)安全高效開采的主要途徑。采用相似模擬試驗(yàn)，獲得采場(chǎng)圍巖運(yùn)移及應(yīng)力分布規(guī)律，建立煤壁穩(wěn)定性分析的力學(xué)模型，分析煤壁的穩(wěn)定性，獲得工作面支架支護(hù)強(qiáng)度的基本要求。優(yōu)化研究工作面參數(shù)及開采工藝，探索各參數(shù)對(duì)工作面生產(chǎn)能力的影響并提出在不同開采條件下工作面參數(shù)的確定方法和基本要求，探索生產(chǎn)系統(tǒng)中各工序參數(shù)對(duì)工作面生產(chǎn)能力的影響規(guī)律，分析生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)改造對(duì)工作面生產(chǎn)能力的影響，找出生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中的薄弱工序和最優(yōu)放煤工藝，提出在不同條件下的工作面生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化配置，為大采高綜放面設(shè)備選型提供依據(jù)。研究 “三機(jī)”配套的總體原則，單機(jī)配套時(shí)的選型原則和工作面設(shè)備的基本要求，為試驗(yàn)面設(shè)備的配套、選型提供依據(jù)。(1)提出了年產(chǎn)千萬噸級(jí)綜放面開采地質(zhì)條件的基本要求，分析了千萬噸級(jí)大采高綜放面安全高效開采的影響因素。(2)在系統(tǒng)研究大采高綜放采場(chǎng)圍巖運(yùn)移及應(yīng)力分布規(guī)律、煤壁片幫機(jī)理、工作面參數(shù)、回采工藝的基礎(chǔ)上，深入研究了工作面“三機(jī)”配套選型，提出了相應(yīng)的配套原則和配套參數(shù)。(3)研制了 ZF15000-23/43 正四連桿大采高綜放低位放頂煤液壓支架、整體自移式ZTZ20000/25/50 型端頭自移支架、ZTC30000/25/50 型超前支護(hù)支架以及 KSW-1500EU 型電牽引采煤機(jī)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)，保障了千萬噸級(jí)大采高綜放工作面平均日產(chǎn)達(dá) 3 萬t。(4)制定了“千萬噸級(jí)大采高綜放工作面設(shè)備配套選型技術(shù)要求”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

一、研發(fā)背景我國(guó)是有色及稀散金屬資源大國(guó)，產(chǎn)量更是在全球具有絕對(duì)控制地位。稀散有色金屬礦的開發(fā)利用給我國(guó)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，與此同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境重金屬污染。稀散有色金屬礦經(jīng)開采、選、冶加工后，會(huì)遺留下大量的尾礦、冶煉渣和各種塵泥。從環(huán)保和安全上來說，稀散多金屬采選冶廢棄物是重大的污染源和危險(xiǎn)源，控制固體廢棄物污染特別是礦業(yè)固體廢棄物成為中國(guó)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要問題之一。二、技術(shù)內(nèi)容（1）新型深部充填減量化技術(shù)。開發(fā)一種價(jià)格低廉、材料來源廣泛且固化重金屬效果優(yōu)良的地下采礦膠結(jié)充填料，能夠降低充填采礦成本，并可以安全處置危險(xiǎn)廢物；（2）尾礦庫(kù)微生物原位成礦修復(fù)技術(shù)。利用微生物（硫酸鹽還原菌、寡營(yíng)養(yǎng)鐵還原菌）控制環(huán)境中 Fe3+ 濃度、降低環(huán)境電位、降低環(huán)境中游離鎘、銻等重金屬離子，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)役尾礦庫(kù)的微生物生態(tài)修復(fù)。（3）五層覆蓋強(qiáng)還原原位成礦修復(fù)技術(shù)。基于礦物學(xué)--生物地球化學(xué)協(xié)同作用，開發(fā)已閉庫(kù)或無主尾礦庫(kù)的重度污染區(qū)的五層（無污染客土層、膨潤(rùn)土密封層、有機(jī)質(zhì)深度還原密封層、含高風(fēng)險(xiǎn)稀散多金屬及砷和重金屬尾礦生物法控制污染主反應(yīng)層、原始尾礦層）覆蓋強(qiáng)還原穩(wěn)定成礦修復(fù)技術(shù)。三、作用原理針對(duì)我國(guó)含稀散多金屬硫化礦采選冶廢物易引起氧化淋溶、存在潰壩風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)周邊及重大流域構(gòu)成的嚴(yán)重環(huán)境威脅等問題，首先研究采選冶廢物處置環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立稀散多金屬采選冶廢物處理處置污染控制技術(shù)評(píng)估方法；利用冶煉廢渣及尾礦庫(kù)內(nèi)堆存尾礦，研發(fā)新型膏體充填減量化、資源化技術(shù)；針對(duì)現(xiàn)役尾礦庫(kù)，利用硫酸鹽還原菌及寡營(yíng)養(yǎng)鐵還原菌研發(fā)尾礦微生物原位成礦修復(fù)技術(shù)；針對(duì)已閉庫(kù)及無主尾礦庫(kù)，基于礦物學(xué)--生物地球化學(xué)協(xié)同作用，研發(fā)重度污染區(qū)的五層覆蓋強(qiáng)還原穩(wěn)定原位成礦修復(fù)技術(shù)；組合應(yīng)用上述技術(shù)，在典型稀散多金屬采選冶集中區(qū)開展技術(shù)示范；最終形成“基于風(fēng)險(xiǎn)控制的稀散多金屬采選冶廢物減量化、資源化處理處置與污染控制方案和環(huán)境管理導(dǎo)則”，為我國(guó)稀散金屬多金屬污染防控和環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。

本發(fā)明多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法屬于復(fù)雜曲面零件精密加工領(lǐng)域，特別涉及多源約束類復(fù)雜曲面零件精密加工預(yù)處理方法。本發(fā)明對(duì)復(fù)雜曲面零件進(jìn)行約束源分析，先確定零件類型，根據(jù)目標(biāo)曲面最終面形的約束源類型，分析約束間的耦合作用機(jī)理，建立約束源之間的耦合關(guān)聯(lián)模型，以滿足性能指標(biāo)為目標(biāo)，找出對(duì)目標(biāo)曲面的面形起決定作用的以性能指標(biāo)為驅(qū)動(dòng)的性能相伴曲面，確定通過調(diào)整幾何約束以滿足性能要求的修磨補(bǔ)償方法，求得目標(biāo)曲面各點(diǎn)區(qū)域的加工余量分布，最終確定滿足性能指標(biāo)的目標(biāo)曲面精確面形。本發(fā)明提高了該類復(fù)雜曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同時(shí)滿足幾何要求和性能要求。

配完成，效率低、周期長(zhǎng)且模具工作型面表面質(zhì)量無法保證。本成果在深入分析了影響大型汽車覆蓋件模具凸凹模工作型面貼合率影響因素的基礎(chǔ)上，研究提高貼合率的數(shù)字化分析與設(shè)計(jì)方法，建立了基于汽車覆蓋件拉延減薄和模具在成形力下的彈性變形量耦合的精細(xì)模面設(shè)計(jì)方法。利用基于型面變形補(bǔ)償?shù)钠嚫采w件模具型面設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法后，調(diào)試周期縮短了30%，大大的提高了模具工作型面調(diào)試效率，縮短了模具的制造周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，提升了企業(yè)核心技術(shù)能力的同時(shí)提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。本項(xiàng)目的研究成果已經(jīng)成功在多家大型汽車覆蓋件模具企業(yè)進(jìn)行了大量的工業(yè)化應(yīng)用，已為國(guó)內(nèi)外知名汽車公司的大型覆蓋件模具項(xiàng)目提供了高質(zhì)量的模具。項(xiàng)目對(duì)改變我國(guó)汽車高檔模具主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀、促進(jìn)天津市裝備制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 化工設(shè)備及化工設(shè)備是在高溫、高壓及腐蝕環(huán)境下工作的機(jī)械設(shè)備，其零部件的安全可靠工作是整個(gè)生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行的基本保障。化工機(jī)械零部件的脆性破壞，對(duì)化工裝置的安全生產(chǎn)危害性極大。它無先兆、容易引起重大事故。我們采用數(shù)值分析方法，對(duì)化工設(shè)備常用零部件的受力情況進(jìn)行分析計(jì)算，運(yùn)用金相分析及掃描電鏡等手段對(duì)零部件斷口的組織特征及微觀形貌進(jìn)行分析；采用化學(xué)分析方法及微區(qū)能譜分析方法對(duì)斷口物質(zhì)成分進(jìn)行分析；采用斷裂力學(xué)分析方法根據(jù)斷口的形成過程對(duì)零部件的破壞進(jìn)行斷裂力學(xué)參量分析。應(yīng)用情況 運(yùn)用以上方法及手段，對(duì)武漢石油化工廠聚丙烯裝置活化劑管道連接螺栓的突然破壞、原油加熱裝置熱電偶管的突然破壞及催化裝置浮頭式換熱器小浮頭連接螺栓的突然破壞進(jìn)行了失效分析，找出了導(dǎo)致零部件發(fā)生脆性突然破壞的原因，為采取有效措施防止此類破壞提供了參考依據(jù)，為整套裝置的安全運(yùn)行起到了一定的保障作用。

本項(xiàng)目針對(duì)車身覆蓋件的特點(diǎn)，結(jié)合典型成功案例，建立了基于結(jié)構(gòu)和功能的分類制件沖壓工藝知識(shí)庫(kù)；開發(fā)了面向復(fù)雜外覆蓋件的專用模板化模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)、BOM自動(dòng)生成系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)件綜合管理與調(diào)度系統(tǒng)，提高效率30%；開發(fā)了基于真實(shí)壓力機(jī)狀態(tài)下模具結(jié)構(gòu)的受力變形補(bǔ)償系統(tǒng)，修正了凸凹模之間不等厚度間隙數(shù)值，顯著減少了鉗工研合工時(shí)，提高了首次件的合格率。解決了高檔轎車外覆蓋件用高精度復(fù)雜模具在工藝、設(shè)計(jì)、制造、裝配、精度保證等方面的眾多難題，建成了高檔轎車外覆蓋件用高精度復(fù)雜模具產(chǎn)業(yè)化基地，提升了作為天津市支柱性產(chǎn)業(yè)之一的汽車行業(yè)的整體水平，改變了目前國(guó)內(nèi)高檔轎車關(guān)鍵模具依賴進(jìn)口的局面。項(xiàng)目在天津汽車模具有限公司應(yīng)用后，已生產(chǎn)35個(gè)項(xiàng)目的側(cè)圍零件，產(chǎn)值1.3個(gè)億。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，側(cè)圍、翼子板類高精密復(fù)雜外覆蓋件模具年產(chǎn)量達(dá)到110套。技術(shù)成果應(yīng)用到天汽模其它類型模具生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)到3000-4000套，產(chǎn)值10個(gè)億，利稅2.8億,出口創(chuàng)匯6000萬美元。經(jīng)天津市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化中心組織專家鑒定，結(jié)論為國(guó)際領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 針對(duì)制約我國(guó)機(jī)械裝備行業(yè)發(fā)展與提升的復(fù)雜關(guān)鍵零部件再設(shè)計(jì)與快速加381 工等技術(shù)瓶頸，以影響整機(jī)性能的機(jī)械裝備凸輪、汽輪機(jī)葉片、螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、 增壓器葉輪等為研究對(duì)象，著力構(gòu)建未知自由曲面復(fù)雜零件再設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)點(diǎn) 云直接加工技術(shù)的集成創(chuàng)新，使再設(shè)計(jì)效率和直接加工精度得到極大提高，技術(shù) 水平和產(chǎn)業(yè)化成果達(dá)到國(guó)內(nèi)同類研究和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。 技術(shù)指標(biāo) (1)未知自由曲面復(fù)雜零件的高精高效數(shù)字化技術(shù)。研究了基于蟻群算法和 遺傳算法的多特征測(cè)量路徑規(guī)劃技術(shù)、曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量技術(shù)、BP 人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)重定位技術(shù)、Delaunay 半徑補(bǔ)償技術(shù)等，開發(fā)了“復(fù)雜未知自由曲面三維智 能測(cè)量系統(tǒng)”，為高精高效數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)。 (2)基于多分辨分析的曲線曲面控制頂點(diǎn)光順技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)光順?biāo)惴ㄓ?jì)算 效率極低，細(xì)節(jié)難于保留等問題，研究了二進(jìn)小波多分辨快速光順技術(shù)和有理數(shù) 尺度小波的任意分辨率光順技術(shù)，首創(chuàng)了“曲線曲面多分辨分析光順系統(tǒng)”，兼 顧了光順的整體性和局部性。 (3)復(fù)雜零件的三維再設(shè)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)。針對(duì)多分辨光順尺度無法確定， 光順效果評(píng)判手段有限等難題，研究了基于線性假設(shè)和逆問題的多分辨光順精度 控制技術(shù)、基于極限反射法的曲面品質(zhì)分析技術(shù)，開發(fā)了“極限反射法曲面品質(zhì) 分析系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了光順尺度的快速反算，消除了視點(diǎn)和光源對(duì)評(píng)判結(jié)果的影響。 (4)雙映射法數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)。針對(duì) CAD 建模及傳統(tǒng)數(shù)控加工所引起 的累計(jì)誤差，研究了雙映射散亂點(diǎn)云結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)、數(shù)據(jù)點(diǎn)云全干涉檢查技術(shù)、 無干涉刀具加工路徑規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)了“數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接刀具規(guī)劃與加工系統(tǒng)”， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)云的直接加工，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。 效益分析 項(xiàng)目研究成果使系統(tǒng)的測(cè)量精度提高了 1 個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量效率提高了 3 倍以 上，再設(shè)計(jì)周期縮短了 30%，在機(jī)床允許條件下，未知原型零件的直接加工精度 可達(dá)μm 級(jí)。項(xiàng)目成果在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機(jī)股份有限公司和無 錫沃凱精密機(jī)械制造有限公司等得到成功應(yīng)用，研究成果獲發(fā)明專利 7 項(xiàng)，軟件 著作權(quán) 7 項(xiàng)，發(fā)表論文 64 篇，SCI 收錄 9 篇。 應(yīng)用情況 本成果有助于提升企業(yè)研發(fā)實(shí)力與效率，降低研發(fā)成本，提升企業(yè)技術(shù)水平 和核心競(jìng)爭(zhēng)力。首創(chuàng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)云直接加工技術(shù)，縮短了企業(yè)的工藝流程，提升了 產(chǎn)品的加工效率與制造精度，降低了廢品率，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排和綠色制造同樣382 有顯著作用。項(xiàng)目在機(jī)械裝備行業(yè)有極好的推廣應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)效益。

傳統(tǒng)的機(jī)器或機(jī)械零件的產(chǎn)品開發(fā)模式是必須開發(fā)出實(shí)物樣機(jī)或樣品，并對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度或動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，這樣要重復(fù)好幾次上述過程，才能設(shè)計(jì)制造出合格的產(chǎn)品。這需要花費(fèi)大量的時(shí)間與金錢成本，已經(jīng)跟不上日益變化的市場(chǎng)的需要。本成果采用了先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)中的機(jī)器的3維幾何模型，可容易地進(jìn)行編輯、修改，并檢驗(yàn)其制造的可能性，生產(chǎn)成本，能否容易裝配。另外，可以對(duì)其3維幾何模型附于物理屬性，能模擬其工作狀態(tài)，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、強(qiáng)度、振動(dòng)分析仿真，也就是說，在設(shè)計(jì)階段(不需要制造出實(shí)物)，就可以把握住機(jī)器或機(jī)械零件的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能，最終可以設(shè)計(jì)制造出低成本、高性能的機(jī)器。 該成果適用于任何大中小型機(jī)器及其零部件。 本成果已經(jīng)應(yīng)用到國(guó)內(nèi)外多家著名公司，如摩托車的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的仿真分析,計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)性能的仿真分析,配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化與分析,大型曲軸車床整機(jī)動(dòng)靜態(tài)性能分析與優(yōu)化,漸開線齒輪的精密接觸分析與優(yōu)化。

其他成果/n本發(fā)明公開了一種車身鋁合金管件固溶-彎曲-時(shí)效成形裝置及方法，該裝置包括加熱機(jī)構(gòu)和彎曲機(jī)構(gòu)；加熱機(jī)構(gòu)包括感應(yīng)線圈和高頻電源，感應(yīng)線圈套設(shè)在管件彎曲部的外周，感應(yīng)線圈與高頻電源連接；彎曲機(jī)構(gòu)包括彎曲模、靜夾塊、防皺塊、動(dòng)夾塊和鋼/柔性芯模，管件的彎曲部放置在彎曲模上，管件的一端由靜夾塊和防皺塊夾在彎曲模上,管件的另一端由動(dòng)夾塊夾緊，鋼/柔性芯模設(shè)置在管件內(nèi)，其中靜夾塊、防皺塊以及動(dòng)夾塊為分體式設(shè)計(jì)，彎曲模為鑲塊式設(shè)計(jì)，利于加工水道，便于磨損后更換，彎曲模、靜夾塊、防皺塊和動(dòng)夾塊內(nèi)均開設(shè)有用于通冷卻水的蛇形通道。本發(fā)明可顯著提高鋁合金管材的強(qiáng)度、硬度以及成形精度，有效解決管材彎曲淬火后的回彈問題。

該項(xiàng)目針對(duì) 30CrMnMoTiA, 30CrNi3A、25Cr2Ni4WA 和 Nil9Co9Mo5 四種含銘、線合金鋼難磷 化及磷化膜耐蝕性能低的實(shí)際生產(chǎn)難題，深入研究磷化膜的形成過程和磷化機(jī)理, 探討含銘、線合金鋼難磷化的內(nèi)在原因；通過工藝優(yōu)化，開發(fā)出了解決上面4 種合金難磷化問題的高溫鎰系黑色磷化新技術(shù)，開發(fā)了新工藝，應(yīng)用于某廠，建 成了年處理各類零件1200萬件的磷化生產(chǎn)線一條，使廢品率由原來的8~10%降 低為現(xiàn)在的0.5%以內(nèi)。每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近600萬元，節(jié)約成本150萬元。