【摘要】：針對(duì)磨削加工中由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生“氣障”而導(dǎo)致傳統(tǒng)冷卻方式下冷卻液使用率低、冷卻效果差的問(wèn)題,提出了一種聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)�；诰劢钩暤穆晞�(dòng)力效應(yīng)以及汽霧介質(zhì)的強(qiáng)換熱能力,使得汽霧有效的克服“氣障”到達(dá)熱源表面,提高了汽霧的換熱性能和冷卻效率,對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色精密磨削加工具有重要意義�；诰鶆驐U振動(dòng)的波動(dòng)方程設(shè)計(jì)了聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng),通過(guò)有限元分析優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸,并進(jìn)一步研究了系統(tǒng)的振動(dòng)特性、霧化特性、聚焦特性。對(duì)系統(tǒng)的振動(dòng)特性研究表明系統(tǒng)端面振型是由換能器中心面縱向振動(dòng)和球面彎曲振動(dòng)組合成的縱彎復(fù)合振動(dòng);對(duì)系統(tǒng)的霧化特性研究表明其最大霧化量可以達(dá)到30ml/s,霧化狀態(tài)與冷卻液流量有關(guān),高于臨界值后霧化狀態(tài)由中心面霧化變?yōu)榍蛎骒F化;基于縱彎轉(zhuǎn)換超聲振動(dòng)理論和亥姆霍茲—基爾霍夫聲場(chǎng)積分定理對(duì)系統(tǒng)的聚焦特性研究表明聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)具有顯著的聚焦效果,球面彎曲振動(dòng)將聲能匯聚在聲場(chǎng)焦區(qū),當(dāng)彎曲振動(dòng)和縱向振動(dòng)在焦區(qū)產(chǎn)生的聲場(chǎng)相位相同時(shí),聲場(chǎng)發(fā)生疊加,可以進(jìn)一步提高焦區(qū)的聲壓。聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)的振動(dòng)特性、霧化特性、聚焦特性均滿足使用要求。利用Fluent軟件數(shù)值模擬分析了超聲汽霧和超聲聚焦對(duì)聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)換熱特性的影響,并通過(guò)穩(wěn)態(tài)換熱試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明試件位于汽霧匯聚區(qū)域時(shí)試件中心區(qū)域溫度最低,增大冷卻液流量有助于降低表面溫度但對(duì)表面溫度分布影響很小;提高超聲功率有助于提高汽霧換熱能力,降低試件表面溫度;當(dāng)試件位于超聲波腹點(diǎn)處時(shí)超聲聚焦有助于強(qiáng)化中心區(qū)換熱。將聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)應(yīng)用于平面磨削加工中,研究了聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)對(duì)磨削區(qū)溫度的影響,結(jié)果表明在冷卻液流量相同的情況下,相比于普通水流冷卻,聚焦超聲汽霧冷卻系統(tǒng)有更強(qiáng)的換熱能力。
【圖文】：

褚家榮，銀九根經(jīng)過(guò)對(duì)安陽(yáng)鋼鐵公司考察證明了當(dāng)時(shí)一種新液具有使用周期長(zhǎng)，環(huán)境衛(wèi)生好的特點(diǎn)[5]。東北大學(xué)趙恒華使用低溫二冷卻介質(zhì)，有效的提高了冷卻效率。削區(qū)氣流場(chǎng)研究島理工大學(xué)的李長(zhǎng)河指出，在磨削加工中，高速旋轉(zhuǎn)的砂輪會(huì)對(duì)周圍氣形成了一個(gè)空氣附面層，通常稱之為“氣障”[6]如圖 1 所示，并且進(jìn)而氣流場(chǎng)理論模型，對(duì)試件與砂輪之間的楔形區(qū)域進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)果表力，水平速度的增大會(huì)對(duì)冷卻液有明顯的阻礙作用。蘇州科技大學(xué)通過(guò)式壓力傳感器測(cè)量磨削區(qū)氣流場(chǎng)壓力表明了在磨削引出區(qū)的氣流對(duì)冷較小[68]。J.Fazlur，Rahman 和 V.Radhakrishnan 依據(jù)氣流場(chǎng)壓力的變化磨損情況[7,8]，C.Guo、S.Malkin 建立了氣流場(chǎng)的數(shù)值模型，并分析了冷的條件[9]。

褚家榮，銀九根經(jīng)過(guò)對(duì)安陽(yáng)鋼鐵公司考察證明了當(dāng)時(shí)一種新液具有使用周期長(zhǎng)，環(huán)境衛(wèi)生好的特點(diǎn)[5]。東北大學(xué)趙恒華使用低溫二冷卻介質(zhì)，有效的提高了冷卻效率。削區(qū)氣流場(chǎng)研究島理工大學(xué)的李長(zhǎng)河指出，在磨削加工中，高速旋轉(zhuǎn)的砂輪會(huì)對(duì)周圍氣形成了一個(gè)空氣附面層，通常稱之為“氣障”[6]如圖 1 所示，并且進(jìn)而氣流場(chǎng)理論模型，對(duì)試件與砂輪之間的楔形區(qū)域進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)果表力，水平速度的增大會(huì)對(duì)冷卻液有明顯的阻礙作用。蘇州科技大學(xué)通過(guò)式壓力傳感器測(cè)量磨削區(qū)氣流場(chǎng)壓力表明了在磨削引出區(qū)的氣流對(duì)冷較小[68]。J.Fazlur，Rahman 和 V.Radhakrishnan 依據(jù)氣流場(chǎng)壓力的變化磨損情況[7,8]，C.Guo、S.Malkin 建立了氣流場(chǎng)的數(shù)值模型，并分析了冷的條件[9]。
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG580.6

【參考文獻(xiàn)】

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10 李華;任坤;殷振;趙江江;謝鷗;呂自強(qiáng);;縱彎轉(zhuǎn)換球面超聲振動(dòng)聚焦系統(tǒng)諧振特性研究[J];振動(dòng)與沖擊;2015年06期

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本文編號(hào)：2580657