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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 蠕鐵機(jī)械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)能夠在蠕鐵鑄件生產(chǎn)之前，對(duì)蠕化率、強(qiáng)度、碳、硅等參數(shù)進(jìn)行快速在線檢測(cè)，從而保證鑄件在澆注前材質(zhì)達(dá)到蠕墨鑄鐵生產(chǎn)要求。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)在熱分析理論的基礎(chǔ)上，采用“熱分析聯(lián)用技術(shù)”對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，建立了蠕鐵鑄件機(jī)械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型，可以檢測(cè)包括抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、蠕化率、碳、硅等多項(xiàng)物理和化學(xué)性能參數(shù)。 在檢測(cè)出的材質(zhì)參數(shù)達(dá)不到要求的情況下，本系統(tǒng)建立了工藝調(diào)整數(shù)學(xué)模型和專家知識(shí)庫(kù)，能夠根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)，通過(guò)專家系統(tǒng)給出工藝提示，及時(shí)有效地指導(dǎo)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而大幅度提高質(zhì)量，減少?gòu)U品。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 目前蠕鐵生產(chǎn)中,蠕化效果等方面不能準(zhǔn)確快速進(jìn)行爐前檢測(cè)，從而無(wú)法指導(dǎo)生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)在蠕鐵鑄件生產(chǎn)之前的快速在線檢測(cè)，我們研制了蠕鐵機(jī)械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測(cè)系統(tǒng)。 二、基本思路 1.首先在理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提煉蠕鐵理化參數(shù)與其熔液冷卻曲線變化規(guī)律之間關(guān)系的專家知識(shí)，再大量采集和分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，提煉數(shù)學(xué)模型。 2.在爐前對(duì)蠕鐵熔液的冷卻曲線進(jìn)行快速實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)上述數(shù)學(xué)模型和專家知識(shí)計(jì)算（推導(dǎo)）出鑄件的理化參數(shù)，進(jìn)而判定是否達(dá)到質(zhì)量要求，如沒(méi)有達(dá)到要求，則給出工藝挽救措施。 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1.采用“熱分析聯(lián)用技術(shù)”，建立了蠕鐵機(jī)械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測(cè)數(shù)學(xué)模型，可檢測(cè)蠕化率等多項(xiàng)理化參數(shù)。 2.建立了鑄造工藝調(diào)整專家知識(shí)庫(kù)，能夠根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)，通過(guò)專家系統(tǒng)給出工藝提示。 四、技術(shù)關(guān)鍵 1. 建立專家知識(shí)庫(kù) 2. 建立材質(zhì)參數(shù)與特征變量之間的函數(shù)關(guān)系 3. 工藝調(diào)整與質(zhì)量控制 4. 信號(hào)采集與濾波 五、主要技術(shù)指標(biāo) 1.蠕鐵主要檢測(cè)參數(shù)：蠕化率、強(qiáng)度等。 2.計(jì)算誤差：小于常規(guī)誤差。 3.檢測(cè)時(shí)間：1.5-3分鐘
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、在線檢測(cè)，避免批量損失 傳統(tǒng)的檢測(cè)手段為事后檢測(cè)，通常在澆注后5～24小時(shí)后得到檢測(cè)結(jié)果，如出現(xiàn)廢品，不可避免的產(chǎn)生批量報(bào)廢的情況。本檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了液態(tài)條件下的在線檢測(cè)，從而徹底避免這一問(wèn)題。 二、檢測(cè)成本低 采用傳統(tǒng)的試棒檢測(cè)，需要澆注試棒，加工試棒，再對(duì)試棒進(jìn)行檢測(cè)，每次檢測(cè)成本高昂，本項(xiàng)目通過(guò)樣杯澆樣進(jìn)行檢測(cè)，每次檢測(cè)成本為消耗的樣杯成本，樣杯制造成本約為7元人民幣左右，大大低于傳統(tǒng)方法。 三、檢測(cè)參數(shù)多 本檢測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)的參數(shù)包括C，Si，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，蠕化率等多項(xiàng)化學(xué)和物理性能參數(shù)，其中，檢測(cè)結(jié)果中的物理性能參數(shù)是關(guān)鍵判廢指標(biāo)，如果達(dá)不到要求，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行一些工藝提示，可以根據(jù)工藝提示進(jìn)行工藝調(diào)制，從而直接指導(dǎo)爐前生產(chǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2008年11月，某高校大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng) 2009年6月，某省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一、系統(tǒng)使用說(shuō)明 首先在《首頁(yè)》觸摸【進(jìn)入測(cè)試】按鈕進(jìn)入測(cè)試。輸入相關(guān)參數(shù)，進(jìn)入《測(cè)試頁(yè)面》等待測(cè)試。（詳見(jiàn)論文文檔） 二、作品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1.本系統(tǒng)可較全面的檢測(cè)出蠕鐵材質(zhì)參數(shù)。 2.本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蠕鐵材質(zhì)參數(shù)的液態(tài)在線檢測(cè)。 3.本系統(tǒng)建立了鑄造工藝調(diào)整專家知識(shí)庫(kù)。 三、作品適應(yīng)范圍及推廣前景 1.作品適應(yīng)范圍：本系統(tǒng)可應(yīng)用于蠕鐵的生產(chǎn)檢驗(yàn)過(guò)程。 2.推廣前景的的技術(shù)性說(shuō)明 蠕鐵作為優(yōu)異的鑄鐵材料，在生產(chǎn)工藝和檢測(cè)手段突破后，必將取得飛速發(fā)展，特別在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的制造上，蠕鐵的優(yōu)勢(shì)地位將逐漸確立，為本項(xiàng)目的推廣提供了有利的條件。 3.項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析 ①使用本系統(tǒng)的用戶可顯著降低廢品率。 ②由于本系統(tǒng)的有效質(zhì)量控制，企業(yè)可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，爭(zhēng)取高檔次訂單，提高了產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化水平。
同類課題研究水平概述
- 熱分析法快速測(cè)定化學(xué)成分、物理特性是60年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)測(cè)試技術(shù)。與傳統(tǒng)的分析法相比，具有快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便及價(jià)廉等特點(diǎn)。 經(jīng)查新，國(guó)內(nèi)有一些廠家和研究單位已生產(chǎn)出金屬液爐前檢測(cè)儀，如：天津撒布浪斯探測(cè)儀器有限公司開發(fā)的NSP-510型爐前鐵水成分測(cè)定儀，可爐前快速測(cè)量鐵水的碳當(dāng)量CE、碳含量C%、硅含量Si%；其特點(diǎn)是：冷卻曲線和測(cè)量數(shù)據(jù)CE、C% 、Si%同時(shí)顯示；可設(shè)定兩條檢測(cè)線，以適應(yīng)不同類型的鐵水成分測(cè)量。南京崛宇科技有限公司生產(chǎn)的JY金相圖像分析系統(tǒng)提供了數(shù)十種金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方便客戶做金相檢驗(yàn)的需要，軟件可自動(dòng)評(píng)定完成金相檢驗(yàn)工作。系統(tǒng)可以完成蠕墨鑄鐵評(píng)級(jí)、球鐵評(píng)級(jí)等分析項(xiàng)目。 國(guó)外也有許多企業(yè)在研制并生產(chǎn)金屬液爐前快速檢測(cè)儀，研究的國(guó)家有日本、瑞典、美國(guó)、德國(guó)等。瑞典Novacast公司在球鐵的主要工藝品質(zhì)一文中介紹了PQ—DIT系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以估計(jì)鐵水中的含氧量和氧的活度以及實(shí)際碳當(dāng)量、形核水平以及其他一些冶金參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)和化學(xué)成分可以評(píng)估熔體以及是否需要添加特殊微量元素來(lái)調(diào)節(jié)原鐵水成分。日本生產(chǎn)的3E-SG可測(cè)試C、Si、CEV、球化率；德國(guó)生的Detal-CII可測(cè)試C、Si、CEV、SC球化率、孕育效果等。 與本項(xiàng)目產(chǎn)品相比，其它同類產(chǎn)品或多或少地還存在著一些問(wèn)題，主要有： （1）現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力差，測(cè)試故障率高； （2）精度、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性差(未考慮三元相圖、Ts找不準(zhǔn)、Si誤差大)； （3）功能少，關(guān)鍵參數(shù)不能輸出，適應(yīng)范圍有限。 （4）目前同類型檢測(cè)儀沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)的功能。 并且，據(jù)目前資料顯示，國(guó)內(nèi)外廠家和研究單位已生產(chǎn)出的金屬液爐前檢測(cè)儀只能針對(duì)蠕鐵的化學(xué)成分和個(gè)別物理性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，但對(duì)于綜合的物理性能參數(shù)的檢測(cè)還沒(méi)有相關(guān)的產(chǎn)品報(bào)告。 本項(xiàng)目開發(fā)的蠕鐵機(jī)械性能參數(shù)液態(tài)在線檢測(cè)系統(tǒng)，采用熱分析聯(lián)用技術(shù)，能快速檢測(cè)的參數(shù)包括C，Si，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，蠕化率等多項(xiàng)化學(xué)和物理性能參數(shù)，其中，檢測(cè)結(jié)果中的物理性能參數(shù)是關(guān)鍵判廢指標(biāo)，如達(dá)不到要求，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行一些工藝提示，可以根據(jù)工藝提示進(jìn)行工藝調(diào)制，從而直接指導(dǎo)爐前生產(chǎn)。并能提供以太網(wǎng)、USB等多種數(shù)據(jù)傳輸接口，在蠕鐵的多功能檢測(cè)、功能擴(kuò)充性、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控諸方面，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
