面向节能的车削用量优化研究

发布时间：2021-10-23 22:12

　　我国机床设备拥有量居世界首位,而机床设备耗能巨大能量利用率较低,由此产生的能源浪费问题十分严重,亟待解决。切削用量的合理选择不仅能够降低加工成本、提高生产率、改善工件表面质量、还能大大增加能量利用率。因此通过优化切削用量降低切削过程能量消耗是解决机械加工行业能量利用率低的有效途径之一。本文针对车削加工过程,进行了以节能为目标的车削用量优化研究。以机床平稳运行时主轴系统的输入功率为研究对象,根据变频调速数控机床主轴系统的组成及其耗能过程进行分析研究,根据变频器与异步电机的功率输出特性,结合异步电机与机械传动装置能量消耗过程,建立了工件负载功耗模型以及附加载荷功耗模型。根据机床运行过程中空载状态及切削状态建立了主轴系统能耗模型,并以一台多档位变频调速数控车床为例进行实验研究,获取了机床主轴系统的空转能耗模型、工件负载功耗模型、附加载荷功耗模型中的相关系数,使主轴系统能耗模型的有效性得到了证实。研究建立了以节能为目标的车削用量优化模型,根据粗加工与精加工特点,分析了车削加工中的约束限制条件,建立了综合考虑工件质量、半径、表面粗糙度等因素的,以进给量及主轴转速为优化自变量的,旨在降低主轴系统能... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

异步电机调速方案

定子绕组接入电压始终为电机的额定电压压频率1f 增加而减小，类似于直流电机弱磁通量种情况，异步电机的变频变压调速控制方式可分异步电动机变频调速磁通量控制特性见图 2-2。

于基速时系统则进入恒功率调速模式。在 n 为 1 :a恒功率调速，由于普通异步电机的结构速。图 2-3 所示是以基频转速点对应变频器最调速，输出转矩-功率特性曲线。

【参考文献】：
期刊论文
[1]机床切削工艺方案能耗定量分析比较的方法[J]. 张喆,李郝林.  制造技术与机床. 2013(12)
[2]数控机床主动力系统空载能耗分析及其停机节能方法[J]. 何纯,刘高君,刘飞,黄文帝.  制造业自动化. 2013(22)
[3]机械加工系统能量效率研究的内容体系及发展趋势[J]. 刘飞,王秋莲,刘高君.  机械工程学报. 2013(19)
[4]全齿轮传动主轴的软起节能运行制动器设计[J]. 杨金鹏,尹存涛,章鸿,陈志平.  新技术新工艺. 2012(12)
[5]机床服役过程机电主传动系统的时段能量模型[J]. 刘飞,刘霜.  机械工程学报. 2012(21)
[6]机床的节能和生态设计 “机床产品创新与设计”专题（十）[J]. 张曙,卫汉华,张炳生.  制造技术与机床. 2012(06)
[7]基于BP神经网络数控机床切削能耗的研究[J]. 谢东,陈国荣,施金良,许弟建,王锋.  机床与液压. 2012(01)
[8]基于切削参数的数控机床节能的优化设计[J]. 谢东,许弟建.  煤矿机械. 2011(02)
[9]德马吉致力发展节能加工技术和节能机床[J].   机械工程师. 2010(04)
[10]机床功率测试系统设计与节能方法[J]. 许弟建,施金良.  组合机床与自动化加工技术. 2010(03)

博士论文
[1]面向低碳制造的数控机床能量供给建模研究[D]. 吕景祥.浙江大学 2014
[2]现代数控机床多源能耗特性研究[D]. 胡韶华.重庆大学 2012
[3]变频调速数控机床运行过程能量特性及节能技术研究[D]. 施金良.重庆大学 2009

硕士论文
[1]数控机床能量模型及其应用研究[D]. 王信锐.大连理工大学 2013
[2]面向低能耗的切削加工优化[D]. 李鹏.哈尔滨工业大学 2012
[3]数控机床进给系统能量特性研究[D]. 胡桐.重庆大学 2012
[4]车削数控程序切削参数优化的研究[D]. 盛敏.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3454009