【摘 要】
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镐型截齿是掘进机、采煤机的“牙齿”,它的质量决定着掘进机、采煤机的效率,由于工作过程中镐型截齿直接接触煤岩,因此承受着较大的冲击载荷、交变应力、腐蚀应力。如何提升镐型截齿可靠性和使用寿命是国内煤炭行业的研究热点之一。本文以镐型截齿为研究对象,基于镐型截齿的关键质量特性优化其制造工艺,以提升镐型截齿的使用寿命。主要研究内容及结论如下:1)镐型截齿关键质量特性提取模型:首先通过模糊层次分析法(FAHP
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镐型截齿是掘进机、采煤机的“牙齿”,它的质量决定着掘进机、采煤机的效率,由于工作过程中镐型截齿直接接触煤岩,因此承受着较大的冲击载荷、交变应力、腐蚀应力。如何提升镐型截齿可靠性和使用寿命是国内煤炭行业的研究热点之一。本文以镐型截齿为研究对象,基于镐型截齿的关键质量特性优化其制造工艺,以提升镐型截齿的使用寿命。主要研究内容及结论如下:1)镐型截齿关键质量特性提取模型:首先通过模糊层次分析法(FAHP)对市场需求予以决策分析,从而获取客户需求权重。进一步通过模糊聚类算法获取客户需求综合权重。基于QFD质量屋模型建立客户需求与制造质量特性之间的映射关系,从而映射出制造质量特性权重。最后基于80/20法则得出镐型截齿的关键质量特性为冲击韧性(齿体)、硬度(齿尖、齿体)、抗剪切强度(焊缝)、齿尖直径(00.3f25-)、齿体孔直径(+0.10f25)。2)镐型截齿关键工序提取模型:通过鱼骨图和因果矩阵模型的分析,获取镐型截齿的关键工序:钎焊——淬火一体化、回火。3)基于过程失效模式与影响分析(PFMEA)的镐型截齿生产工艺评估:通过分析镐型截齿的生产工艺,依据潜在失效模式判定准则得出工序(工步)中的潜在失效模式,并对潜在失效模式予以风险优先数RPN的评估,在95%置信度下,对RPN350的工序(工步)制定相应的改进措施。4)镐型截齿深冷工艺多目标优化模型:基于镐型截齿深冷正交试验,验证深冷工艺提升镐型截齿综合性能的有效性。进一步,通过深冷正交试验的极差分析,确定镐型截齿深冷工艺优化目标函数,并在深冷工艺参数水平变化率和工艺成本约束下,构建镐型截齿深冷工艺多目标优化模型。通过该模型的全局寻优获取镐型截齿理论最优深冷工艺参数组:深冷温度77K、深冷时间24h、交变次数2次,并对该理论最优工艺组予以试验验证,结果表明深冷工艺理论最优组的机械性能较正交试验的多数工艺组更优,最优工艺组的齿尖硬度、齿尖磨损量、齿体硬度、齿体磨损量、齿体冲击韧性较1号组(热处理常规组)分别提升1.35倍、1.49倍、1.02倍、1.18倍、1.23倍。
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