制齿机床服役过程能效关键要素获取方法

发布时间：2020-11-16 11:02

　　 以机床为主体的机械加工制造业,能量消耗总量巨大,能量利用率低,节能潜力很大;因此,近年来国内外对机床行业的能量效率及其评估的研究非常活跃。制齿机床号称“机床之王”,不仅具有单机能耗较大、机床结构复杂、运动坐标多、运动关联性强、能耗规律复杂多变等特点,还具有由制齿机床独特的刀具工件双旋转运动所引起的切削力测量仪器难以安装的特点,导致制齿机床服役过程能效部分要素的获取非常困难;因此,国内外尚未实现制齿机床服役过程的能效预测与评估。基于此,本文对制齿机床服役过程能效关键要素获取方法进行了研究。首先,概述了制齿机床服役过程的能耗特点,并分析了由刀具工件双旋转运动引起的制齿机床服役过程特有的能效特点;在此基础上,概述了机床服役过程的能效要素,提出了影响制齿机床服役过程能效研究的三大关键要素,即空载功率函数,载荷损耗函数和有效能量模型,并对关键要素的获取难点进行了分析。然后,对空载功率要素的函数模型及获取方法进行了研究。将制齿机床服役过程主传动系统空载功率分为刀具轴传动系统空载功率和工件轴传动系统空载功率两部分,分别建立了各部分的空载功率函数;在此基础上,提出了一种运用拟合法计算获取制齿机床服役过程空载功率函数的方法。其次,对载荷损耗要素的函数模型及获取方法进行了研究。基于主传动系统能耗组件,建立了制齿机床服役过程的载荷损耗模型和载荷损耗系数模型;在此基础上,提出了基于机床传动系统基础数据计算获取制齿机床服役过程载荷损耗系数及载荷损耗函数的方法。最后,对有效能量要素的函数模型及获取方法进行了研究。基于制齿机床的能效特性,对其服役过程的有效能量组成进行了研究,建立了与载荷损耗系数有关的有效能量模型;在此基础上,提出了一种基于机床载荷损耗系数计算获取制齿机床服役过程有效能量的方法。以上方法,均在实验室和生产现场进行了验证,验证结果表明,本方法具有较好的准确性和可操作性。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG61
【部分图文】：

图 1.1 能源消费大国主要能源消费量总计（百万油当量）Fig 1.1 Total energy consumption of major energy consumption countries (mega equivalent)图 1.2 能源消费大国能源使用效率情况

2图 1.2 能源消费大国能源使用效率情况Fig 1.2 Energy consumption efficiency of energy consuming countries节能减排的广义指的是节约能量资源和物质资源，减少环境有害物（包噪声等）和废弃物的排放；狭义指的是节约能源和减少有害物质的排放[5在“十一五”规划中就把节能减排作为了重大发展战略目标，并在“十二五工作取得显著成效后，充分认识到做好“十三五”节能减排工作的必要性和国务院还以国发〔2016〕74 号印发了“十三五”节能减排综合工作方案，标是到 2020 年，全国万元国内生产总值能耗比 2015 年下降 15%，能源

制技术以及极高的传动精度影响，两其他机床均要复杂得多。如下图 2.3 所过程中刀具轴实时功率曲线，从中可以瞬态波动较大，而且有明显的周期性性、齿轮和滚刀的结构复杂性。此外，此相差很大，甚至同一刀齿的工作状滚刀刀齿受力的大小进行定量分析。机床服役过程能效研究的复杂性，如磨削过程中主动力系统实时功率曲线，时功率之和。从图 2.5 可以看出，其瞬的周期性变化特性，这也导致现有的方法难以推广使用，加剧了其能效研过程1
【参考文献】

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本文编号：2886101