數(shù)控機(jī)床是機(jī)電液一體化典型產(chǎn)品,在精密復(fù)雜零件加工、零件批量和多品種加工上有著廣泛應(yīng)用。我國是全球最大的機(jī)床消費市場,機(jī)床的年產(chǎn)量和年產(chǎn)值比例仍在逐步增長。作為制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備,機(jī)床使用階段耗電量巨大,間接碳排放高。對數(shù)控加工過程進(jìn)行能耗建模、評估與優(yōu)化可以節(jié)約能源,減少加工過程環(huán)境污染,增加企業(yè)利潤,對制造業(yè)綠色健康發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。綜合國內(nèi)外能源資源消耗與環(huán)境排放形勢,行業(yè)生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀與機(jī)床節(jié)能減排潛力,環(huán)境影響法律法規(guī)與我國綠色制造工程強(qiáng)國戰(zhàn)略等,均對數(shù)控機(jī)床能耗建模及其加工過程能量效率提升相關(guān)課題研究提出了迫切需求。本文依托國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目（863計劃）——面向機(jī)床和工程機(jī)械產(chǎn)品的綠色工藝技術(shù)評估及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫開發(fā),對數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品能量消耗建模與面向能量的數(shù)控加工參數(shù)優(yōu)化問題進(jìn)行了深入研究,主要工作如下:（1）首先從數(shù)控機(jī)床能耗系統(tǒng)構(gòu)成、能量傳遞與損耗環(huán)節(jié)、加工過程運行狀態(tài)變化、能耗可變與固定屬性角度對數(shù)控機(jī)床復(fù)雜能耗特點進(jìn)行概述。其次從能耗分解方式、條件假設(shè)與忽略處理、數(shù)學(xué)建模方法、實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理上系統(tǒng)闡述了數(shù)控機(jī)床能耗建模方法。提出本文基于運行狀態(tài)變化,以機(jī)理... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－?１數(shù)控機(jī)床能量效率優(yōu)化研宄內(nèi)容??１．４．１機(jī)床設(shè)計節(jié)能??

圖１－?２論文框架??

容枳／液壓／機(jī)械損失??圖２－?２數(shù)控機(jī)床部分系統(tǒng)能量傳遞示意??在圖２－２中，能量傳遞伴隨電機(jī)損耗、機(jī)械損耗、液壓損耗［１３４］。電機(jī)能量損耗包??括定子、繞組、摩擦、風(fēng)阻等損耗。定子損耗是由于磁化定子鐵心和鐵心內(nèi)部形成感應(yīng)??電流引起；繞組損耗是電流通過銅線發(fā)熱引起；摩擦損耗是由電機(jī)軸承摩擦引起；風(fēng)阻??損耗是由冷卻風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子受風(fēng)阻引起。數(shù)控機(jī)床機(jī)械能量一部分用于傳動做功，一部分??用于對工件做功，一部分用于克服摩擦阻力做功也稱為機(jī)械損耗。機(jī)械損耗包括庫倫摩??擦損耗與粘性摩擦損耗，這部分損耗與角速度密切相關(guān)。液壓能量損耗包括容積、液壓??和機(jī)械損失。容積損失是由于系統(tǒng)存在泄漏產(chǎn)生壓力差引起；液壓損失由于潤滑冷卻油??液經(jīng)過管道和閥體造成摩擦而引起；液壓系統(tǒng)中的機(jī)械損失是零件間相對運動產(chǎn)生摩檫??引起。機(jī)床吹氣和氣動裝置中將產(chǎn)生氣體泄漏和壓力損耗。??２．?３．?３多狀態(tài)運行耗能特性??從機(jī)床加工過程運行狀態(tài)來看，機(jī)床能耗運行狀態(tài)主要包括啟動狀態(tài)、待機(jī)狀態(tài)、??主軸加速與制動狀態(tài)、空載狀態(tài)、切削狀態(tài)、輔助狀態(tài)、停機(jī)狀態(tài)。圖２－３顯示了一個??簡單的銑床加工過程運行狀態(tài)和功率曲線示意圖。??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]車間的壓縮空氣系統(tǒng)的改進(jìn)[J]. 劉柏均.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017(08)
[2]面向能量效率的數(shù)控銑削加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型[J]. 李聰波,朱巖濤,李麗,陳行政.  機(jī)械工程學(xué)報. 2016(21)
[3]數(shù)控車床切削參數(shù)的能量效率優(yōu)化[J]. 周志恒,張超勇,謝陽,黃拯滔,邵新宇.  計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2015(09)
[4]基于低能耗的平面端銑削粗/精加工參數(shù)全局多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 李愛平,鮑進(jìn),李聰,劉雪梅,謝楠.  中國機(jī)械工程. 2015(14)
[5]基于支持向量機(jī)數(shù)控機(jī)床切削能耗預(yù)測方法研究[J]. 陳薇薇,張華,向琴,張業(yè)祥.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2014(11)
[6]刀具耐用度公式推導(dǎo)過程[J]. 葉洪濤.  工具技術(shù). 2013(12)
[7]數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)功率模型及空載功率特性[J]. 胡韶華,劉飛,胡桐.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2013(11)
[8]機(jī)械加工系統(tǒng)能量效率研究的內(nèi)容體系及發(fā)展趨勢[J]. 劉飛,王秋蓮,劉高君.  機(jī)械工程學(xué)報. 2013(19)
[9]基于動素的切削功率建模方法及其在車外圓中的應(yīng)用[J]. 賈順,唐任仲,呂景祥.  計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2013(05)
[10]數(shù)控機(jī)床多源能量流的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型[J]. 王秋蓮,劉飛.  機(jī)械工程學(xué)報. 2013(07)

博士論文
[1]數(shù)控加工過程能耗優(yōu)化及（火用）損失評價方法研究[D]. 李林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]數(shù)控機(jī)床工作精度檢驗中的運動控制指標(biāo)作用機(jī)理研究[D]. 謝東.電子科技大學(xué) 2015
[3]面向低碳制造的機(jī)械加工工藝過程能量需求建模與智能計算研究[D]. 賈順.浙江大學(xué) 2014
[4]面向低碳制造的數(shù)控機(jī)床能量供給建模研究[D]. 呂景祥.浙江大學(xué) 2014
[5]變頻調(diào)速數(shù)控機(jī)床運行過程能量特性及節(jié)能技術(shù)研究[D]. 施金良.重慶大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于碳排放的機(jī)加工工藝方案評估與參數(shù)優(yōu)化[D]. 徐興碩.山東大學(xué) 2017
[2]典型機(jī)床加工能耗分析與切削磨削比能預(yù)測研究[D]. 嚴(yán)燦.湖南科技大學(xué) 2016
[3]滾珠絲杠副冷卻潤滑特性機(jī)理及試驗研究[D]. 周海燕.南京理工大學(xué) 2016
[4]數(shù)控機(jī)床典型加工過程仿真及能耗優(yōu)化方法研究[D]. 張碩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]數(shù)控磨削過程能耗/碳排放模型分析與優(yōu)化研究[D]. 郭登月.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]高速電主軸冷卻系統(tǒng)的仿真分析[D]. 周寅成.蘭州理工大學(xué) 2013
[7]數(shù)控機(jī)床能量模型及其應(yīng)用研究[D]. 王信銳.大連理工大學(xué) 2013
[8]數(shù)控萬能雙擺頭的氣液兩相潤滑冷卻系統(tǒng)設(shè)計[D]. 王逸群.浙江大學(xué) 2013
[9]面向低能耗的切削加工優(yōu)化[D]. 李鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[10]數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能量特性研究[D]. 胡桐.重慶大學(xué) 2012



本文編號：3615217