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山东大学建材与建设机械研究中心
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技术成果

名称:石材高效绿色智能加工技术系统研究及装备研发

中心成员:王学礼、吴军涛、鞠修勇、王凯达、叶鲁浩、于家伟、葛健煜、赵佳琦、冯唯、周京国、蔡瑜、段作岗、王心雨、郭安顺等

研究内容:

当前石材加工行业向着高效、绿色及智能化方向发展。团队以石材行业发展方向为基础,针对石材加工过程中存在的噪音、粉尘及磨损等问题,开展了综合性的理论研究与试验验证工作。最终提出了完整的石材高效绿色智能加工技术体系并开发了相应的装备,取得丰硕的应用及理论成果,主要有以下方面:

1)研究提出了薄型、低噪声圆锯片基体设计技术及其相关产品,定义了大型薄型圆锯片:薄型厚度≤5.5 mm、超薄型厚度≤3.5mm。极薄型厚度≤2.5mm

2)开发了金刚石圆锯片基体参数化自动设计系统;

3)系统研究了基于合理直径级配的多片薄型低噪圆锯片套组产品组及锯解过程中变形控制与锯齿寿命调控技术;

4)研究发高性能金刚石圆盘锯机(桥式/龙门式),解决了大重量、长悬臂主轴变形调控及进给系统的稳定性、可靠性技术及高效锯解工艺,实现了多片套组金刚石圆锯片高效、绿色锯解花岗石制品;

5)研发了金刚石圆盘锯锯解系统的高效冷却、抑尘降噪、污水循环处理与固废资源化回收处理一体化技术,满足了行业清洁生产的要求;

6)基于多元数据融合的智能控制系统,实现了锯机故障预警及诊断、锯解状态判断、工艺参数优选等智能化生产;

7)开发了石材板智能烘干设备,提高了板材烘干效率;

  (8)构建了金刚石圆盘锯解系统的理论、技术及标准化技术体系,为行业研究、设计、生产及服务提供了依据。

名称:高空作业机械系列产品

中心成员:方新、张超、周浩任、刘全政、葛衍冉、牛文欢、文双、于超、张文浩等

研究内容:

研发了山东首台套折叠臂自行式高空作业平台。基于结构轻量化技术理论分析和实验验证技术,规划了高空作业机械技术体系和标准化体系框架。

研发设计了新型蜘蛛式混合臂高空作业平台、大型导架爬升式升降工作平台和综合性桥梁检测等多种作业平台。利用理论分析与数值模拟等方法,对臂架系统的结构进行轻质化设计,并创新设计一种可伸缩式蜘蛛支腿;结合折叠式和桁架式桥梁检测作业平台结构功能,完成综合性桥梁检测作业平台的设计研发。

对于大臂长、多工况柔性臂架的快速定位与振动抑制系统,在总扰动中加入负载侧的加速度信号实现柔性臂末端定位和振动抑制。针对变增益变幅系统,设计无需控制输入增益的自抗扰控制器,有效提高了产品的稳定性和安全性。

系列产品在不同的高空作业场景中发挥重要作用,具有工作平稳、起重量大、作业面宽、安全可靠、适用性广的特点,为高空作业提供了更加安全、可靠和高效的解决方案。

名称:建筑垃圾资源化处理关键技术及系列装备

中心成员:任虎存、马开良、罗崇岳、曹凯、张晓宇等

研究内容:

随着我国城镇化、工业化进程的快速发展,旧城改造、城市建设、矿山开采等产生了大量的建筑垃圾。通过设计建筑垃圾的综合处理工艺,同时利用功能分析的方法,开发了多种建筑垃圾破碎综合处理技术。

1)基于先进的建筑垃圾综合处理技术,设计了新型建筑垃圾综合处理方案,开发了建筑垃圾破碎系列装备,研发了双螺带式再生骨料净化装置、履带自行式建筑垃圾破碎站及轮胎式移动破碎筛分站等,为建筑垃圾实现资源化利用提供了技术支持。

2)基于最优梯度法,分析了设计参数对目标函数与约束函数的灵敏度,并建立了机架质量参数优化数学模型,得到了设计参数动态优化的修正最优解集,实现了建筑垃圾处理设备机架的轻量化设计。

3)运用模糊综合评价及模块化设计理论,进行了建筑垃圾移动式与固定式处理工艺设计及评价,通过模型评价,最终得出比较适合当前现状的移动式处理工艺及关键技术单元构成。

4)对破碎站的关键部件进行了强度校核,同时利用实验数据法对船型支架进行了优化设计,选出了最佳设计点。

名称:数控石材异型制品加工技术与系列装备

中心成员:张旭强、肖成志、许文达、王涛、张良智、张政梅、丁林曜、郭波、刘阳、单金凤、高胜、尉学华、张善勇、霍洪超等

研究内容:

应用模块化、可重构技术,于1996年研发成功国内首台石材数控加工设备—SSQ石材曲面加工设备,成功帮助四川大理石总厂解决了高质量大直径曲面板材的加工难题,并基于这台原型机研发了柱体、球体、台板面、雕刻等“SS系列数控石材异型制品加工设备”,引领、助推了石材行业数控自动化加工技术装备的推广应用。该系列技术装备改变石材异型制品加工设备研发与生产思路,将模块化设计技术和可重构思想引入石材异型制品加工设备研发和生产组织,通过模块化设计技术,实现设备的快速设计、制造;通过模块的重构、组合,实现设备的多功能、多用途。适应了石材异型制品生产多品种、小批量、高质量、艺术化、订单式、工期紧特点对加工设备提出了新的要求:一机多能、一机多用、自动化、高效率等,可快速响应市场需求。

名称:新型模块化石材异型制品加工设备及其CAD系统

中心成员:任秀华、王日君、韩德建、王鹏等

研究内容:

应用模块化设计技术,结合可重构思想研制开发了模块化石材异型制品加工系列设备,并开发了一套支持参数化设计和数据库信息传输的人机交互式石材异型制品加工设备CAD系统,可实现石材加工设备及其功能模块的快速选择、查询和设计。该石材异型制品加工设备CAD系统适应了石材异型制品品种多、批量少、工期紧的生产模式,可方便实现设备功能模块的快速互换或功能重构。

石材制品高效复合加工中心

中心成员:袁杰、刘阳、颜连涛等

研究内容:

  通过集成创新,中心协同合作企业研发国内首台石材制品加工中心--- SMC-3205型石材制品高效复合加工中心。加工中心将台板面边缘切割、花线成形、磨抛、打孔、雕刻等异型制品的粗精加工集成于一体,可实现大理石、花岗石、人造石、陶瓷、玻璃等异型、工艺制品的高效加工。创新设置了水平回转的 A轴,实现了柱体、球体等回转体的加工及间歇分度功能。通过辅助C轴转换刀具的切割方向,实现应用小型金刚石圆锯片高效切割台面、侧面加工等。