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釀酒、調味品等食品釀造工藝工程類及精細化工領域裝備技術合作

北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷材料，其應用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應燒結氮化硅多孔陶瓷的強度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結性能差。本項目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當加工時，弱界面上會形成微裂紋，并沿弱界面發生偏轉，耗散裂紋擴展的能量使裂紋擴展終止；當載荷繼續上升時，在下層的弱結合界面處將產生新的臨界裂紋再擴展；如此反復，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴展，斷裂漸次發生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結工藝節約了原料成本。產品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應器中進行，燒結所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結、熱壓燒結、反應燒結）相比較，不需要高溫燒結爐長時間燒結，大大節省了能源。本項目工藝簡單，燒結速度快，效率高。可制作復雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料。抗彎強度已做到188MPa，材料可加工性能優良。 已獲中國發明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應燒結Si3N4/BN復相可加工陶瓷的方法》。

葉片與葉盤是航空發動機、重型燃機等的關鍵核心零件，其葉片復雜型面的高效高精度先進加工技術是保證航發及燃機正常穩定運行的決定因素。為打破航發及重型燃機關鍵零部件高效高精加工技術國際封鎖和壟斷，在國家自然科學基金支持下，課題組針對葉片、葉盤的工藝特點，研究數字化設智能加工－測量一體化集成技術，自主開發了集成雙模式靈巧測量－誤差動態補償－復雜曲面CAM編程－力位動態解耦－多軸聯動控制的關鍵核心技術，開發出系列的自動化柔性復合磨削及拋光加工閉環智能制造裝備，可實現一次裝夾完成葉片及葉盤相應葉尖、型面、進/排氣邊、葉根圓角和凸臺過渡區部位的復合磨拋集成加工，可極大提高航空發動機葉片及其葉盤、重型燃機整體葉盤及葉片、汽輪機葉片等的加工精度及效率，推進我國航空及能源動力產業的技術提升與發展。 應用領域： 航空發動機、重型燃機、汽輪機、鼓風機等透平機械葉片制造行業 技術指標： ？ 實現各型葉片型面的粗磨及精磨過程，表面粗糙度≤Ra 0.2μm； ？ 葉片型面輪廓度：距排氣緣3mm范圍內在±0.03mm內，其余區域在±0.05mm以內。

本發明公開了一種基于多傳感器集成測量的自由曲面類零件加工系統；曲面測量組件集成了非接觸式和接觸式兩種傳感器，曲面加工組件裝有銑削用銑刀，曲面測量組件與曲面加工組件通過直線導軌連接；點云處理組件用于對非接觸式傳感器獲得的點云數據進行幾何處理，將當前工作臺可直接執行的加工 G 代碼提供給曲面加工組件進行加工；曲面測量組件對工件進行非接觸式測量，再對精加工得到的產品進行接觸式測量；質量檢測組件用于對接觸式傳感器獲得的測量數據進行誤差比較，獲得產品質量結果。本系統集成了非接觸式和接觸式兩種傳感器，在同一機床上實現“測量-加工-檢測”一體化，整個過程無需人工干預，提高了加工效率和自動化程度。

本發明公開了一種用于對數控機械加工設備的實驗模態分析測點執行布置優化的方法，包括：(1)通過有限元仿真，獲得設備的整體結構模態振型及相應的模態振型矩陣；(2)利用整體結構模態振型，確定并選取設備的模態振型敏感部件及其相應的振型矩陣；(3)從模態振型敏感部件中選取其表面可測節點，并將這些表面可測節點作為布置優化的對象；(4)使用有效獨立法，對表面可測節點進行迭代剔除；以及(5)采用香農采樣定理，對模態振型敏感部件執行線性化均勻布點。通過本發明，可以克服現有模態測試效率低、時間長等方面不足，并能夠在保證數控機床結構模態測試中固有頻率和振型辨識前提下，優化測點數目及測點位置，提高測試效率。

葉片與葉盤是航空發動機、重型燃機等的關鍵核心零件，其葉片復雜型面的高效高精度先進加工技術是保證航發及燃機正常穩定運行的決定因素。為打破航發及重型燃機關鍵零部件高效高精加工技術國際封鎖和壟斷，在國家自然科學基金支持下，課題組針對葉片、葉盤的工藝特點，研究數字化設智能加工－測量一體化集成技術，自主開發了集成雙模式靈巧測量－誤差動態補償－復雜曲面CAM編程－力位動態解耦－多軸聯動控制的關鍵核心技術，開發出系列的自動化柔性復合磨削及拋光加工閉環智能制造裝備，可實現一次裝夾完成葉片及葉盤相應葉尖、型面、進/排氣邊、葉根圓角和凸臺過渡區部位的復合磨拋集成加工，可極大提高航空發動機葉片及其葉盤、重型燃機整體葉盤及葉片、汽輪機葉片等的加工精度及效率，推進我國航空及能源動力產業的技術提升與發展。

本發明公開了一種用于測量葉片加工扭曲度誤差的方法，包括：為待測量的葉片和葉片設計模型分別截取多個截面并生成相應的點云數據；提取所生成的點云數據以獲得凸包；根據所獲得的凸包，分別求出有關葉片測量模型和葉片設計模型的各個截面的弦線參數也即弦線的兩端點坐標；根據所求出的弦線參數，計算將葉片測量模型的各個截面與葉片設計模型的相應截面重合時所需的旋轉角度，由此獲得待測量葉片的各個截面的扭曲度誤差。本發明還公開了相應的用于提取凸包的改進方式。按照本發明，可以快速、準確地測量葉片在加工過程中的扭曲度誤差，并能將所測得的型面扭曲度誤差結果作為評價葉片加工質量的指標，相應改善葉片加工質量。

本發明公開了一種數控機床切削加工的刀具磨損狀態識別方法，具體包括如下步驟：（1）數據采集（2）采集數據區間化，獲得區間數據集<img file="DDA00001669935800011.GIF" wi="787" he="88" />（3）對采集信號進行小波包分解，獲得各頻段的能量百分比和相應各頻段的上界小波包系數和下界小波包系數；（4）獲取多觀察序列（5）求取廣義隱馬爾科夫初始模型λ=（A,B,π）；（6）模型訓練獲得最優模型庫λ＝(λ₁,...,λ_n)；（7）把待識別磨損狀態的刀具磨損信號數據作為多觀察輸入代入上述最優模型庫，識別刀具磨損狀態。本發明通過廣義區間概率來解決數據機床加工中研究刀具磨損狀態時，信息處理中出現的不確定性問題，識別準確率顯著提高。

本發明公開了一種基于SOI封裝的六軸微慣性器件，包括單片集成的六軸微慣性器件、玻璃襯底、金屬電極、金屬引線、SOI蓋帽和SOI密封墻；六軸微慣性器件通過陽極鍵合工藝鍵合在玻璃襯底上；金屬電極為一個以上，均勻設置在玻璃襯底一側，金屬電極通過金屬引線與六軸微慣性器件相接，SOI蓋帽設在玻璃襯底正上方，SOI密封腔設在SOI蓋帽和SOI密封墻之間，形成空腔結構；每個金屬電極正上方的SOI蓋帽上設有梯形電極孔，梯形電極孔正下方的SOI密封墻上設有垂直貫通；梯形電極孔、垂直貫通與金屬電極一一對應。本發明具有全解耦、質量小、結構精巧、成本低和便于批量生產等優點，在單個器件內同時實現了對三軸的加速度和角速度的檢測，應用范圍廣，有著良好的市場前景。

一、 項目簡介采用流態化技術處理氣體（液體）/顆粒（粉體）物料，具有氣（液）固接觸效率高，傳質傳熱性能好等優點，在石油、煤、無機/有機化工、制藥、環保、水處理等領域得到了廣泛的研究和應用。根據被處理物料的加工時間、氣（液）固比等處理條件不同，可分別采取鼓泡床、湍動床、循環流化床等操作形式。對于一種特定的物料體系，在采用流態化技術全面投入工業應用之前，需要對物料性質（包括粒度分布、骨架密度、堆積密度、休止角、介質粘度、熔點、沸點等）進行全面分析，然后根據物料加工過程工藝特點確定合適的裝置結構，再對物料的基礎流態化特性（包括起始流化速度、起始鼓泡速度、起始湍動速度、噎塞速度等）及操作工況（進料量、操作速度、物料循環量）下設備壓降、密度、溫度、停留時間、混合與分級、傳質傳熱效率、分離效率等進行綜合實驗測試，以此為依據進行工業規模的裝置設計及指導工業操作。本項目可以針對物料處理體系及加工工藝特點，研發合理的流態化裝備，并對其物料物性、流體力學特性、裝置結構性能等進行綜合實驗測試，根據測試結果為新裝備的工業設計和操控、新技術的工業應用提供基礎參數和指導，也可為原有設備改造提供可靠依據。二、 項目技術成熟程度項目組對FCC催化劑、煤粉、石油焦、半焦、石英砂、樹脂、剛玉球、含鹽廢水等不同特性物料的流態化性能及相關流態化裝備性能進行過系統的實驗測試，物料粒度范圍從30μm~5mm不等，流態化裝備涉及鼓泡床、湍動床、快速床、移動床、噴動床及各種裝備上相關的分布裝置、分離裝置等，介質涉及氣-固、氣-液、液-固、氣-液-固體系，相關實驗結果為新技術的實施推廣提供了大量基礎數據。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）在大量實驗研究并借鑒已有實施項目經驗的基礎上，本項目已形成如下成果：鑒定項目：[1] 外循環多相流化床換熱器的顆粒循環和分布研究. 河北省教育廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110367，成果水平：國際先進.[2] 液固三相流化床蒸發器總體優化及應用研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110265，成果水平：國際先進.[3] 高效半干法煙氣脫硫劑制備工藝研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110266，成果水平：國際先進.[4] 鍋爐煙氣噴動床脫硫除塵工藝及設備研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.06，證書編號：20111588，成果水平：國際先進.[5] 帶導流管的多噴嘴矩形噴動床煙氣脫硫設備研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.06，證書編號：20111589，成果水平：國際先進.[6] 新型高效立體傳質并流塔板的研究開發. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.10，證書編號：20112669，成果水平：國際先進.專利技術：[1] 一種克服換熱設備水平管路顆粒沉積的構件和方法，中國發明專利，專利號：ZL 200910245134.9.（已獲授權）[2] 一種多功能集成設備精制介酸的方法，中國發明專利，專利號：ZL 200910245133.4. （已獲授權）[3] 一種降低耦合反應器提升管出口返混的氣固分布器. 中國發明專利，申請號：201210405627.6. （已公開）[4] 一種降低串聯組合流化床提升管出口返混的氣固分布器. 中國發明專利，申請號：201210405649.2. （已公開）[5] 多孔球狀反應裝置及操作方法. 中國發明專利，申請號：2012101155697.4，申請日：2012.04.19. （已公開）[6] 一種煙氣同時脫硫脫硝綜合實驗裝置及其操作方法. 中國發明專利，申請號：201210115569.3. （已公開）[7] 多室雙管程蒸發器，中國實用新型專利，專利號：ZL 201020609305.X. （已獲授權）[8] 多孔球狀反應裝置. 中國實用新型專利，專利號：ZL 201220167080.6. （已獲授權）[9] 一種煙氣同時脫硫脫硝綜合實驗裝置. 中國實用新型專利，專利號：ZL 201220167161.6. （已獲授權）[10] 一種提升管與床層耦合反應器的分布器. 中國實用新型專利，申請號：201220542989.5. （待授權）[11] 一種串聯組合流化床提升管出口的分布器. 中國實用新型專利，申請號：201220543000.2. （待授權）項目獲獎：[1] 組合型顆粒分布裝置的顆粒分布性能與結構優化. 河北省科技進步獎三等獎（證書編號：2008JB3122-3），2009年3月.四、 市場前景（應用領域、市場分析等）本項目可廣泛應用于石油、煤、無機/有機化工、制藥、環保、水處理等領域，在滿足高效節能、低碳環保的前提下，可為企業新技術開發、舊有裝置改造提供實驗測試及技術支持，進而提高企業的技術裝備水平和經濟效益。五、 規模與投資需求（資金需求、場地規模、人員等需求）規模與投資需求依據企業要求而不同。（1）從裝備選型與性能測試角度，需要研究設計新型裝備，并針對具體物料進行相關性能測試，本項目組可提供場地和人員，企業投資約為5~30萬元；（2）從舊有裝置改造角度，需要對裝置現存問題進行分析，研究設計合理的裝置結構，并對其性能進行測試，再結合后續加工、安裝，本項目組可提供場地和研究設計人員，并輔助聯系加工單位，企業投資約為50~300萬元；從直接利用本項目相關技術成果角度，本項目組可提供研究設計人員，并輔助聯系加工單位，企業需提供場地和操作人員5~10人，投資約為100~500萬元。（內容字體為宋體、四號字）六、 生產設備裝備性能測試設備，項目組可進行開發設計；生產設備依據各具體物料體系及加工過程特點而定，主要以流態化操作設備為主，并輔以風機、泵、測量及控制儀表等。七、 效益分析實施本項目的效益體現在如下幾個方面：（1）可以提高企業的技術創新能力及裝備操作水平；（2）可以提升企業的裝備運行周期與生產效率，提高企業的經濟效益；（3）可以降低企業的廢氣、廢液、廢渣排放水平，具備顯著的環保效益。八、 合作方式（1）項目組獨立承擔；（2）與企業合作研發。九、 項目具體聯系人及聯系方式（包括電子郵箱）王德武：天津紅橋區河光榮道8號北工業大學化工學院300信箱，022-60204482，13752711488，wangdewu@hebut.edu.cn；張少峰：天津紅橋區河光榮道8號北工業大學化工學院300信箱，022-60204596，13132081566，shfzhang@hebut.edu.cn。