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        機床能耗特性及節(jié)能技術研究現狀

        發(fā)布時間:2019-06-16  發(fā)布者:禹創(chuàng)重工機械
        機械加工過程能耗問題的研究,一直被認為是一個重要但又復雜的問題,如何建立功率平衡方程,分析能耗特性,探索節(jié)能途徑和節(jié)能實用方法等是當前機械加工行業(yè)節(jié)能降耗研究的主要問題之一。
        隨著綠色制造研究的發(fā)展和世界范圍的能源緊張的趨勢,以減少機械加工過程中的能源消耗為目標的相關研究,也開始逐步成為機械加工過程功率傳遞、能耗分析、優(yōu)化運行和控制研究關注的主要內容,部分學者對此開展了相應的研究。對普通機床機械加工過程中的功率傳遞、能量消耗、效率分析、節(jié)能途徑和能量信息監(jiān)控等進行了分析,并提出了普通機床功率和效率計算方法,能量信息監(jiān)控的方法和數學模型。
        但在機械加工過程中能耗特性及節(jié)能技術的研究中,目前主要集中在對普通機床的研究、對電機單體節(jié)能的研究;變頻器節(jié)能應用方面的研究比較多、但對變頻數控機床整體能耗特性的研究,變頻數控機床節(jié)能控制方法的研究就非常少。近幾年中有關這方面的研究較為具有代表性的文獻分析如下:
        從機床電機和機械傳動系統(tǒng)一體化的角度出發(fā),在考慮閥門機床運行中多種能量損耗并存的情況下,以機電系統(tǒng)和各傳動環(huán)節(jié)的能量流程為基礎,建立了機床主傳動系統(tǒng)的能量傳輸數學模型;從而為機床能量傳輸規(guī)律的揭示、機床節(jié)能途徑的探索以及機床能量信息監(jiān)控技術提供了理論依據。
        以異步電動機節(jié)能運行為目的,研究了功率因數與異步電動機自身參數以及轉差角頻率之間的關系,相應的函數表達式,并以此作為建立功率因數控制系統(tǒng)的根據。在變頻調速的基礎上,增加對功率因數的控制,建立轉速閉環(huán)的異步電動機功率因數控制系統(tǒng)。
        以負載周期性變化而轉速基本不變的異步電動機為對象,研究其調壓節(jié)能方法。分析了異步電動機的調壓節(jié)能原理以及效率和功率因數與轉差率的對應關系,在此基礎上詳細分析了較大效率、較小電流、較小輸入有功和較大功率因數控制的原理,揭示了幾種控制方案的實質是負載范圍內的恒轉差率控制。在考慮鐵耗的電動機模型基礎上仿真分析了不同控制方法的節(jié)能效果和負載轉矩性質對節(jié)能效果的影響。
        通過木工鉆床鉆頭直徑對鉆床空載功率影響的實驗研究,得出了鉆床空載功率的理論計算依據。
        從理論上研究了電壓、頻率與電機輸入功率的關系,提出了波動功率排除法和電機負載率監(jiān)控法。
        直線運動的進給軸和單獨傳動是CNC機床的特征。認為如果能夠使加工工件盡可能好地與加工任務相適應,并且充分利用革新性的傳動方案,則提高加工效率是可能的。
        通過試驗對不同切削條件下的功率信號進行研究,分析它所包含的有關機床系統(tǒng)和加工狀態(tài)的信息、功率信號的時域和頻域特征以及各種特征隨加工狀態(tài)而變化的規(guī)律,提出了功率信號中對負載、刀具狀態(tài)等敏感的特征量。
        提出了一個以機床功率、較大容許切削力、工件軸線許用撓度、刀具度等作為約束條件,以較大金屬切除率和較小工件表面粗糙度作為優(yōu)化指標的分層多目標較優(yōu)化模型;用分層單純形法求解較優(yōu)解,觀察和比較了各項指標按不同的優(yōu)先層次優(yōu)化時對所選切削用量的影響。
        通過建立以較少時間為評價標準的目標函數,以機床功率、轉速、刀具壽命和表面質量為約束條件,提出了一種簡便實用的切削用量優(yōu)化方法。此方法可為實際生產中的切削用量計算提供參考。
        數控機床上的檢驗平臺:
        檢驗平臺適用于各種檢驗工作,測量用的基準平面;用于機床機械檢驗測量基準;檢查零件的尺寸精度或形位偏差,并作緊密劃線。
        檢驗平臺適用于各種檢驗工作和測量用的基準平面;用于機床機械檢驗測量基準;檢查零件的尺寸精度或形位偏差,并作緊密劃線,在機械制造中也是的基本量具。
        檢驗平板、檢驗平臺的精度按標準計量檢定規(guī)程執(zhí)行,分別為0,1,2,3級四個級別;材質大多采用灰鐵HT200-300,工作面硬度:HB170-240,規(guī)格:100×100-3000×6000mm(規(guī)格根據需方圖紙制作)
        檢驗平臺表面質量可用涂色發(fā)檢驗,0級1級平板在每邊為25mm/平方的范圍內不少于25點,2級不少於20點,3級不少于12點。
        數控機床相比普通機床的優(yōu)點有哪些?
        1、加工,能穩(wěn)定的加工質量。
        2、可進行多坐標的聯動,能加工形狀復雜的零件。
        3、機床自動化程度高,減輕了工人的勞動強度,(一般為普通機床的3~5倍)。
        4、一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式,生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。
        5、多采用調速電機和滾珠絲杠等機構,不但簡化了機床結構、縮短了生產節(jié)拍,同時數字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具的自動更換系統(tǒng)提高了加工工藝適應性。
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