發(fā)布時(shí)間：2023-05-31 21:12

　　離散制造業(yè),量大面廣、能耗總量巨大而能效普遍很低,提升離散制造業(yè)能量效率已成為綠色制造的重要戰(zhàn)略。作為離散制造業(yè)的典型制造裝備,機(jī)床具有能量消耗特性復(fù)雜且能效提升潛力很大等特點(diǎn),其能效研究在國際上迅速興起。開發(fā)高能效機(jī)床和機(jī)床高能效服役是機(jī)床用戶提升機(jī)床能量效率的兩大途徑。但是,現(xiàn)有機(jī)床能效研究主要集中在機(jī)床高能效服役方面,而對如何開發(fā)高能效機(jī)床的研究還遠(yuǎn)不夠,特別是還缺乏如何揭示機(jī)床與生俱來的能量消耗特性以開發(fā)高能效機(jī)床的研究。為此,本文在國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下,提出采用固有能效要素反映機(jī)床與生俱來的能量消耗特性,并對機(jī)床固有能效要素的構(gòu)成、建模、獲取方法以及其應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要工作如下:對機(jī)床固有能效要素的構(gòu)成與建模進(jìn)行了研究。分析了機(jī)床多源多層能耗特性、時(shí)段能耗特性以及載荷損耗特性等三種固有能耗特性,揭示了機(jī)床待機(jī)時(shí)段、加工準(zhǔn)備時(shí)段、空載時(shí)段以及加工時(shí)段等四個(gè)能耗時(shí)段的固有能效要素構(gòu)成,建立了各能耗時(shí)段固有能效要素的通用模型,并由此建立了機(jī)床固有能效要素的構(gòu)成框架。對機(jī)床固有能效要素中關(guān)鍵要素——載荷損耗函數(shù)的獲取方法進(jìn)行了研究。首先,提出了基于功率傳遞視角的機(jī)床載荷損...

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 論文選題背景
        1.1.1 制造系統(tǒng)能效提升——綠色制造的重大戰(zhàn)略
        1.1.2 機(jī)床能效研究——制造系統(tǒng)能效研究的重要內(nèi)容
        1.1.3 機(jī)床固有能效要素研究——機(jī)床能效研究的新需求
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 制造系統(tǒng)能量效率研究概述
        1.2.2 機(jī)床能量效率研究現(xiàn)狀概述
        1.2.3 機(jī)床固有能效要素關(guān)聯(lián)研究現(xiàn)狀分析
        1.2.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 論文研究意義及課題來源
        1.3.1 課題研究意義
        1.3.2 課題來源
    1.4 論文研究內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)
2 機(jī)床固有能效要素構(gòu)成與建模
    2.1 引言
    2.2 機(jī)床固有能耗特性
    2.3 機(jī)床固有能效要素構(gòu)成分析與建模
        2.3.1 待機(jī)時(shí)段的固有能效要素構(gòu)成分析與建模
        2.3.2 加工準(zhǔn)備時(shí)段固有能效要素分析與建模
        2.3.3 空載時(shí)段固有能效要素分析與建模
        2.3.4 加工時(shí)段固有能效要素分析與建模
        2.3.5 機(jī)床固有能效要素構(gòu)成框架
    2.4 本章小結(jié)
3 機(jī)床關(guān)鍵固有能效要素——載荷損耗函數(shù)獲取方法
    3.1 基于功率傳遞視角的機(jī)床載荷損耗函數(shù)獲取思路
    3.2 機(jī)床主軸組件功耗建模與驗(yàn)證
        3.2.1 變頻器功耗建模與驗(yàn)證
        3.2.2 主軸電機(jī)空載功耗和負(fù)載功耗建模
        3.2.3 主軸電機(jī)功耗模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與討論分析
    3.3 基于功率傳遞視角的機(jī)床載荷損耗函數(shù)計(jì)算獲取法
        3.3.1 基于功率傳遞視角的載荷損耗函數(shù)模型
        3.3.2 載荷損耗函數(shù)的關(guān)鍵系數(shù)計(jì)算獲取方法
    3.4 案例研究和討論分析
        3.4.1 案例研究
        3.4.2 討論分析
    3.5 本章小節(jié)
4 機(jī)床固有能效要素智能化綜合獲取方法
    4.1 機(jī)床固有能效要素智能化綜合獲取思路與流程
    4.2 機(jī)床固有能效要素智能化綜合獲取關(guān)鍵技術(shù)
        4.2.1 固有能效要素檢測實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.2 固有能效要素驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
        4.2.3 面向固有能效要素智能化獲取的數(shù)控程序自動(dòng)生成規(guī)則
        4.2.4 面向固有能效要素智能化獲取的數(shù)據(jù)處理與自適應(yīng)建模方法
    4.3 固有能效要素智能化綜合獲取支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)
    4.4 案例研究與討論分析
        4.4.1 案例研究
        4.4.2 討論分析
    4.5 本章小結(jié)
5 機(jī)床固有能效要素獲取方法應(yīng)用分析與應(yīng)用框架
    5.1 機(jī)床開發(fā)階段的能效評估難題與解決方案
        5.1.1 機(jī)床開發(fā)階段的能效評估難題
        5.1.2 基于固有能效要素的機(jī)床開發(fā)階段能效評估難題解決思路
    5.2 機(jī)床服役階段的能效研究難題與解決思路分析
        5.2.1 機(jī)床服役階段實(shí)時(shí)能量效率獲取難題
        5.2.2 機(jī)床服役階段能量效率精細(xì)評價(jià)難題
        5.2.3 基于固有能效要素的實(shí)時(shí)能效獲取與精細(xì)評價(jià)難題解決思路
    5.3 固有能效要素獲取方法在機(jī)床開發(fā)和服役階段的應(yīng)用框架
    5.4 本章小結(jié)
6 基于固有能效要素獲取方法的機(jī)床能效潛力評估及其應(yīng)用
    6.1 基于固有能效要素的機(jī)床開發(fā)階段能效潛力評估建模
        6.1.1 基于固有能效要素的機(jī)床開發(fā)方案關(guān)聯(lián)參數(shù)模型
        6.1.2 面向預(yù)期任務(wù)的當(dāng)量工件關(guān)聯(lián)參數(shù)模型
        6.1.3 機(jī)床能效潛力評估模型與計(jì)算
    6.2 案例研究與討論分析
        6.2.1 基于能效潛力評估的高能效機(jī)床選擇案例研究
        6.2.2 基于能效潛力評估的高能效機(jī)床選擇討論分析
    6.3 能效潛力評估法的應(yīng)用前景分析
    6.4 本章小結(jié)
7 基于固有能效要素獲取方法的機(jī)床加工過程能效獲取與評價(jià)
    7.1 基于固有能效要素的機(jī)床服役階段實(shí)時(shí)能量效率建模
        7.1.1 機(jī)床加工過程實(shí)時(shí)能量效率IPE獲取法建模
        7.1.2 機(jī)床加工過程實(shí)時(shí)能量效率IPE獲取法模型驗(yàn)證
    7.2 基于固有能效要素的機(jī)床服役階段能量效率精細(xì)評價(jià)
        7.2.1 機(jī)床加工過程能量效率時(shí)段評估指標(biāo)體系
        7.2.2 機(jī)床加工過程能量效率評估指標(biāo)獲取和計(jì)算
        7.2.3 機(jī)床加工過程能量效率評價(jià)基準(zhǔn)的建立
    7.3 基于實(shí)時(shí)能效獲取和精細(xì)評價(jià)的集成應(yīng)用系統(tǒng)
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 研究不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B 攻讀博士學(xué)位期間獲得授權(quán)或申請的發(fā)明專利
    C 攻讀博士學(xué)位期間獲得授權(quán)或申請的軟件著作權(quán)
    D 攻讀博士學(xué)位期間參與起草并正在申報(bào)的國家推薦標(biāo)準(zhǔn)
    E 攻讀博士學(xué)位期間從事的主要科研工作
    F 攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù)
    G 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3826010